畢業(yè)設(shè)計(jì)正文

1、湖南九嶷職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo) 題： 多點(diǎn)斷線式報(bào)警器 學(xué)生姓名： 李 培 系 部： 機(jī)電工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí)： 09機(jī)電大專(zhuān)1班指導(dǎo)教師： 姚永輝 郁悅湖南九嶷職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制目錄摘要 1 1、任務(wù)分析，方案設(shè)計(jì) 2 1.1任務(wù)分析 2 1.2方案設(shè)計(jì) 2 2、直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì) 2 2.1 直流穩(wěn)壓電源原理圖 2 2.2 直流穩(wěn)壓電源波形圖 3 3、555定時(shí)器芯片工作原理 3 3.1 555定時(shí)器 3 3.2 555定時(shí)器原理圖 4 3.3 555定時(shí)器應(yīng)用 5 4、多點(diǎn)斷線式報(bào)警器電路設(shè)計(jì) 7 4.1多點(diǎn)斷線式報(bào)警器電路圖 7 4.2仿真結(jié)果及分析 7 5、主

2、要儀器與設(shè)備 8 結(jié)論 9 參考文獻(xiàn) 9 附錄 9 后記 10 摘 要多點(diǎn)斷線式報(bào)警器可根據(jù)音響頻率的不同來(lái)判斷斷線的位置，用于防盜中很能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)被盜地點(diǎn)，能夠更好的協(xié)助公安機(jī)關(guān)抓捕犯罪嫌疑人。多點(diǎn)斷線式報(bào)警器可以很廣泛的應(yīng)用，隨時(shí)隨地的安裝與調(diào)試。555定時(shí)器有著很好的應(yīng)用能夠更好的改裝成其他電路。構(gòu)成多諧振蕩器后可以改變一定的參數(shù)來(lái)改變報(bào)警器震動(dòng)頻率這樣可以通過(guò)音響發(fā)出不同的聲音。通過(guò)二極管可以是電流的單一方向。這樣就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 多點(diǎn) 555定時(shí)器 報(bào)警1.任務(wù)分析，方案設(shè)計(jì)采用555定時(shí)器設(shè)計(jì)電路，使用可調(diào)電阻來(lái)調(diào)節(jié)各線觸發(fā)報(bào)警的靈敏度，當(dāng)其中任意的警戒線被扯斷或可調(diào)電阻很

3、大就會(huì)充電，然后引起555定時(shí)器的起震，發(fā)出不同頻率聲音，識(shí)別各點(diǎn)斷線報(bào)警。1.1任務(wù)分析使用不同的值得電阻分別監(jiān)控不同的位置，每個(gè)電阻連接一個(gè)發(fā)光二極管，平時(shí)將他們接地VD1-VD5都處于反偏狀態(tài)，這時(shí)他們就不能給電容充電，當(dāng)有一個(gè)被扯斷就會(huì)充電然后引起555定時(shí)器的起震，然后就會(huì)發(fā)出聲音。由于R1、R5、R6的電阻是可調(diào)的故報(bào)警器可以發(fā)出不同的聲音，值班人員通過(guò)聲音就可以判斷出那里發(fā)生了事。1.2方案論證斷電式防盜報(bào)警器總體方框圖如下圖2.1所示（圖2-2.1 引用）其工作原理為：防盜絲是多根細(xì)導(dǎo)線，它可設(shè)置在防盜的物品上或門(mén)窗上，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，報(bào)警器處于關(guān)閉狀態(tài)。打開(kāi)控制開(kāi)關(guān)后，一旦

4、有盜賊進(jìn)入使防盜線斷裂，就會(huì)使觸發(fā)器輸出高電平，揚(yáng)聲器給出警報(bào)聲。即使盜賊將碰斷了的防盜線接上也不會(huì)使輸出狀態(tài)改變，只有按動(dòng)控制開(kāi)關(guān)才能解除報(bào)警控制。2.直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)2.1直流穩(wěn)壓電源原理圖（直流穩(wěn)壓電源原理圖所示3-3.1）直流穩(wěn)壓電源原理圖：如圖3-3.1所示220V交流電經(jīng)過(guò)變壓器降為12V，經(jīng)橋式整流，濾波后得到12V平滑直流電壓，經(jīng)LM7812三端穩(wěn)壓集成電路輸出12V直流穩(wěn)定電壓。2.2 直流穩(wěn)壓電源波形圖（如圖3-3.2）（直流穩(wěn)壓電源波形圖所示3-3.2）3、555定時(shí)器芯片工作原理與應(yīng)用3.1 555定時(shí)器555是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性

5、工藝制作的稱(chēng)為555，用CMOS工藝制作的稱(chēng)為7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5V6V工作，7555可在38V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA,因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器產(chǎn)品有TTL型各CMOS型兩類(lèi)。TL型產(chǎn)品型號(hào)的最后三位都是555，CMOS型產(chǎn)品的最后四位都是7555，它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。555定時(shí)器的電路如圖4-4.1所示。它由三個(gè)阻值為5k的電阻組成的分壓器、兩個(gè)電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電晶體管T、與非門(mén)和反相器組成。 （圖4-4.1定時(shí)器原理圖

6、引用）3.2 555定時(shí)器原理555定時(shí)器是一種數(shù)字電路與模擬電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。分壓器為兩個(gè)電壓比較器C1、C2提供參考電壓。如5端懸空，則比較器C1的參考電壓為，加在同相端；C2的參考電壓為，加在反相端。4引腳是復(fù)位輸入端。當(dāng)其為0時(shí)，基本RS觸發(fā)器被置0，晶體管T導(dǎo)通，輸出端u0為低電平。正常工作時(shí)，輸出端u0為1。u11和u12分別為6端和2端的輸入電壓。當(dāng)u11>2/3Ucc,u12>1/3Ucc時(shí)，C1輸出為低電平，C2輸出為高電平，基本R

7、S觸發(fā)器被置0，晶體管T導(dǎo)通，輸出端U0為低電平。當(dāng)u11<2/3Ucc,u12<1/3Ucc時(shí)，C1輸出為高電平，C2輸出為低電平，基本RS觸發(fā)器被置1，晶體管T截止，輸出端U0為高電平。當(dāng)u11<2/3Ucc,u12>1/3Ucc時(shí)，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路亦保持原狀態(tài)不變。綜上所述，可得555定時(shí)器功能如表圖4-4.2所示。（表4-4.2 555定時(shí)器功能表 ）3.3 555定時(shí)器應(yīng)用1單穩(wěn)態(tài)電路前面介紹的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的輸出狀態(tài)和，且兩個(gè)狀態(tài)始終相反。而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。在未加觸發(fā)信號(hào)之前，觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)觸發(fā)后，觸發(fā)器由穩(wěn)定狀態(tài)

8、翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)保持一段時(shí)間后，又會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)回原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于延時(shí)和脈沖整形電路。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的構(gòu)成形式很多。圖a所示為用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，R、C為外接元件，觸發(fā)脈沖u1由2端輸入。5端不用時(shí)一般通過(guò)0.01uF電容接地，以防干擾。下面對(duì)照?qǐng)Db進(jìn)行分析。(a) 電路圖 (b) 波形圖 (1) 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)時(shí)，輸出uo為低電平，即無(wú)觸發(fā)器信號(hào)（ui為高電平）時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)輸出低電平。在 ui負(fù)脈沖作用下，低電平觸發(fā)端得到低于（1/3）Ucc，觸發(fā)信號(hào)，輸出uo為高電平，放電管VT截止，電 路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，定時(shí)開(kāi)始。 (2) 暫穩(wěn)態(tài)在t=t1瞬間，2端

9、輸入一個(gè)負(fù)脈沖，基本RS觸發(fā)器置1，輸出為高電平，并使晶體管T截止，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。此后，電源又經(jīng)R向C充電，充電時(shí)間常數(shù)=RC，電容的電壓按指數(shù)規(guī)律上升。在t=t2時(shí)刻，觸發(fā)負(fù)脈沖消失，若uc<2/3Ucc，基本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)，u0仍為高電平。在t=t3時(shí)刻，當(dāng)uc上升略高于時(shí)，基本RS觸發(fā)器復(fù)位，輸出u0=0，回到初始穩(wěn)態(tài)。同時(shí)，晶體管T導(dǎo)通，電容C通過(guò)T迅速放電直至uc為0。這時(shí)，電路為下次翻轉(zhuǎn)做好了準(zhǔn)備。輸出脈沖寬度tp為暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間，即電容C的電壓從0充至所需的時(shí)間，式為： Tw=1.1RC 由上式可知： 改變R、C的值，可改變輸出脈沖寬度，從而可以用于定時(shí)控制。 在

10、R、C的值一定時(shí)，輸出脈沖的幅度和寬度是一定的，利用這一特性可對(duì)邊沿不陡幅度不齊的波形進(jìn)行整形。2多諧振蕩器多諧振蕩器又稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。圖a所示是由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。R1、R2和C是外接元件。剛接通電源時(shí)，uc=0，u0=1。當(dāng)uc升至后，比較器C1輸出低電平，基本RS觸發(fā)器置0，定時(shí)器輸出u0由1變?yōu)?。同時(shí)，三極管T導(dǎo)通，電容通過(guò)R2放電，uc下降。在1/3Ucc<uc<2/3Ucc期間，u0

11、保持低電平狀態(tài)。在uc下降至以后，比較器C2輸出低電平，使觸發(fā)器置1，輸出u0由0變?yōu)?。同時(shí)三極管T截止，于是電容C再次被充電。如此不斷重復(fù)上述過(guò)程，多諧振蕩器的輸出端就可得到一串矩形波。工作波形如圖b所示。(a) 電路圖 (b) 波形圖振蕩周期等于兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間。第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間tp1為電容C的電壓uc從充電至所需時(shí)間。4、多點(diǎn)斷線式報(bào)警器電路設(shè)計(jì)4.1多點(diǎn)斷線式報(bào)警器電路圖(多點(diǎn)斷線式報(bào)警器電路圖5-5.1)4.2仿真結(jié)果及分析工作過(guò)程：其中S1、S2、S3為報(bào)警器警戒線，如圖所示（5-5.1）當(dāng)開(kāi)關(guān)控制S1、S2、S3閉合時(shí)，報(bào)警器處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)其余開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，55

12、5定時(shí)器7號(hào)引腳由低電位變?yōu)楦唠娢唬瑘?bào)警器處于報(bào)警狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)其余開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，555定時(shí)器7號(hào)引腳由低電位變?yōu)楦唠娢?，?bào)警器處于報(bào)警狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)S3斷開(kāi)其余開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，555定時(shí)器7號(hào)引腳由低電位變?yōu)楦唠娢唬瑘?bào)警器處于報(bào)警狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2斷開(kāi)S3閉合時(shí)，555定時(shí)器7號(hào)引腳由低電位變?yōu)楦唠娢?，?bào)警器處于報(bào)警狀態(tài)，當(dāng)S1、S2、S3開(kāi)關(guān)全部斷開(kāi)時(shí)，報(bào)警器處于報(bào)警狀態(tài)，并且可以利用可調(diào)電阻來(lái)達(dá)到報(bào)警器的靈敏度同時(shí)發(fā)出不同的聲音（圖5-5.2）。如需增加防盜路數(shù)，只要增加警戒線、可變電阻器和發(fā)光二極管的數(shù)量即可。仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的目的。（圖5-5.2）5、主要儀器與設(shè)備名 稱(chēng)

13、符 號(hào)材料及選用電位器RP1RP2選用有機(jī)實(shí)心電阻器或合成膜可變電阻器電容C1C7選用高頻瓷介電容器和選用耐壓值為16V的鋁電解電容器發(fā)光二極管LED1LED3均選用3mm的高亮度發(fā)光二極管晶體管V選用2N5551或3DG12型硅NPN晶體管揚(yáng)聲器BL選用0.25W、8的電動(dòng)式揚(yáng)聲器555定時(shí)器IC開(kāi)關(guān)S選用微型單極撥動(dòng)式開(kāi)關(guān)四個(gè)警戒線使用0.1mm的漆包線變壓器一個(gè)橋式整流MDA970A橋式整流MDA970A一個(gè)測(cè)量工具數(shù)字萬(wàn)用表一個(gè)和示波器一臺(tái)結(jié)論通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們熟悉了集成電路及有關(guān)電子元器件的使用，掌握了仿真軟件multisim 11的應(yīng)用，學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字電路中基本知識(shí)的應(yīng)用尤其是

14、555時(shí)基電路。在歷設(shè)計(jì)，制作的過(guò)程當(dāng)中，我不但把以前學(xué)過(guò)的數(shù)字電子技術(shù)方面的知識(shí)做了全面的重新的認(rèn)識(shí)。還學(xué)到了很多課堂上根本無(wú)法學(xué)到的知識(shí)。以前我們雖然進(jìn)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，并且都在期末考試和數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)當(dāng)中取得了不錯(cuò)的成績(jī)。但是經(jīng)過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我才發(fā)現(xiàn)，我們之前對(duì)數(shù)字電子的理論知識(shí)認(rèn)識(shí)是那么的淺薄，對(duì)仿真軟件的應(yīng)用幾乎是一竅不通，對(duì)于數(shù)字電路的應(yīng)用簡(jiǎn)直如盲人摸象。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們慢慢學(xué)習(xí)、摸索、體會(huì)。一開(kāi)始，我們?cè)诰W(wǎng)上查閱資料，拿著別人制作好的其他相關(guān)的電路圖來(lái)研究，弄懂別人的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)方案。之后針對(duì)自己將要設(shè)計(jì)的電路的要求進(jìn)行修改。之后用仿真軟件仿真。來(lái)驗(yàn)證自己的思路的可行性。我們

15、對(duì)數(shù)字電子的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用都有了很大的提高 。這次設(shè)計(jì)給我們的收獲是巨大的。參考文獻(xiàn)1 陳有卿主編.555時(shí)基集成電路原理與應(yīng)用.M北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007.72 房國(guó)志主編.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).M北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007.73 韓焱主編. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). M 北京：電子工業(yè)出版社,2009.64 于安紅主編. 簡(jiǎn)明電子元器手冊(cè). M 上海：上海交通大學(xué)出版社,2005.125 李延明主編.電工、電子計(jì)算手冊(cè).M 北京：電子工業(yè)出版社,2009.9附錄（多點(diǎn)斷線式報(bào)警器電路圖）后記在設(shè)計(jì)完成之際，首先向我的導(dǎo)師老師致以最真誠(chéng)的感謝。在我設(shè)計(jì)研究過(guò)程中姚老師和郁老師不斷地給予關(guān)心和指導(dǎo)，特別是設(shè)計(jì)步驟階段