2022年光电报警器的课程设计报告.docx

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1、精品学习资源光电报警器的课程设计1.1 、设计基本要求1、采纳双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警；2、采纳 LED 显示被遮挡的路数，无报警显0， 1 路显 1， 2 路显 2，同时遮挡显 3；3、采纳 5V 供电；【主要参考元件】：光耦，555， 74LS32 ， 74LS247；1.2 设计方案依据课题设计要求初步建立如下系统框图报警器掌握译码输出数码显现光电转换图 1.1系统原理框图2.1 总体电路设计本电路由 3部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统；通过光照光敏 3级管输出高低电平来掌握74LS247 显示数字是哪路被挡， 同时由 55

2、5报警器发出间歇式的报警声；芯片 74LS247 是驱动共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加几个 330 欧的电阻 本电路由 3 部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统， 555 报警系统；通过光耦的光敏三级管输出高低电平来掌握74LS247 显示数字是哪路被挡，同时由555 报警器发出间歇式的报警声；1欢迎下载精品学习资源电路设计：2.2 报警模块第一，考虑到间歇性声光报警电路可以采纳555 振荡电路实现，第一明白555 芯片的结构性能：图 2.1 ： 555 芯片管脚图图 2.2：报警电路图通过 555 定时器构成自激多谐振荡器产生的矩形脉冲来掌握喇叭的间歇式的叫声；对于

3、多谐振荡器可依据T=0.7*R12+2R13*C1来确定间歇时间，导通时间为 T1=0.7* R12+R13 *C1 ，充电时间 T2=T- T1 由电路图可以算出导通时间为： T=0.7* 510K+2*20K *330uF=555 定时器的功能主要由两个比较器打算；两个比较器的输出电压掌握RS 触发器和放电管的状态；在电源与地之间加上电压，当5 脚悬空时，就电压比 较器 C1 的同相输入端的电压为2VCC /3 ， C2 的反相输入端的电压为VCC /3 ；假设触发输入端 TR 的电压小于 VCC /3 ，就比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1 ；假如

4、阈值输入端TH 的电压大于 2VCC/3 ，同时TR 端的电压大于 VCC /3 ，就 C1 的输出为 0， C2 的输出为 1，可将 RS 触发器欢迎下载精品学习资源置 0，使输出为 0 电平；图 2.3 ： 555 芯片的内部结构图2.3数字显示模块其次，显示电路挑选74LS247 和共阴 7 段 LEDS 译码管图 2.474LS247 与共阴数码管的链接图74LS247 引脚功能表 七段译码驱动器功能表欢迎下载精品学习资源图 2.5： 74LS48 引脚功能译码显示电路如下：实现1 端和 7 端为低电平常，数码管显示0； 1 为高电平 7 为低电平常，数码管显示1； 1 为低电平 7

5、为高电平常，数码管显示2； 1 为高电平 7 同时为高电平常，数码管显示3；74LS247 是一款低电平驱动的数字译码芯片，输出有效点位为低电平，可以配上共阳的数码管，我们也可以选着74LS48 高电平驱动的和共阴数码管，更具自己的喜好选着不同芯片，本为采纳的是74LS247；芯片 74LS247 动共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加8 个 100欧的电阻，以爱护数码管不被烧坏，倘假设数码管显示的过与亮了就要增大电阻的阻值2.5光电转换模块再次光电转换采纳光耦，光耦内由发光二极管和光敏三极管构成：采纳5V 直流供电，为防止光耦烧坏，应当在二极管串联一个510 电阻；同时挡光的用具可欢

6、迎下载精品学习资源以使用不透亮的纸张，光耦中的小功率的发光二极管正常工作电流在10 mA 30mA 范畴内，依据欧姆定律，由I=U/R ， U=5 V ，10mAI30 mA ，故与红外发光二极管串联的电阻值为510 欧，光敏三管级管要串联一个240的电阻以防止被击穿；图 5 ：光电转换图光敏 3 级管受到光照时 C， E 级相当于短路；被遮挡时相当于断路；这就有了高低电平的输出来掌握后面的数字电路部分，实际上这部分是实现了把电信号转换成数字信号的功能；另外电路中仍用到了一个或门74LS32图 6： 74LS32 的管脚图图 7： 74LS32 的真值表2.5蜂鸣器的结构原理欢迎下载精品学习资

7、源压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成；多谐振荡器由晶体管或集成电路构成；当接通电源后1.515V 直流工作电压 ,多谐振荡器起振 ,输出 1.02.5kHZ 的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声；压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成；在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起；电路原理和介绍由上述的方法，设计出了附录二中的电路图，下面简洁的表达先电路的工作原路，电路中的左侧为第一路，右侧电路为其次路电路，当两路电路都没有被遮挡的时候，光耦是导通的，即光耦上端两端电压都为低，然后经过74LS32 或门

8、以后的总的电压为低，低电压与555 的管脚 4 相连， RS 使得 555 输出始终为低，不能驱动蜂鸣器响，故不会响铃，同时间耦上端的的低电平信号与74LS247 中的 1、7 脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为0；KHZ 的矩形脉冲，使蜂鸣器会响铃；同时间耦上端的的高、低电平信号与74LS247 中的 1、77、1脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为1、2；当两路光耦都被遮挡的时候，光耦就会都不导通，光耦在截止状态，即光耦 上端两端电压都为高，然后经过74LS32 或门以后的总的电压为高，低电压与555 的管脚 4 相连，使得 555 输出始终为矩形脉冲，驱动蜂鸣器响，故会

9、响铃，同时间耦上端的的高电平信号与74LS247 中的 1、7 脚输入的信号，输出的信号通过共阳数码管显示为3；接好电路，接通电源，看到的是数码管显示0，表示正常；接着拿小刀拦住 光敏三级管，不管拦住哪路都没有反应，数码管仍是显示0，而且报警器也没有报警；问题显现：立即就拿5V 电压直接接到555 多谐电路，蜂鸣器发出响声，欢迎下载精品学习资源说明这部分电路没有问题；之后就从译码器的A， B 端牵出 2 根导线，先将其中1 路接到 5V 电源， 2 路接地，结果数码管显示为1， 1 路接地， 2 路接电源，数码管就显示 2，两路都接电源时就显示3；所以这部分也没错；那就是光耦中的 发光二级管和光敏三级管的问题了，一想可能是和发光二级管和光敏三级管串联的电阻阻值太小了导致烧掉了，测量了电阻才发觉电阻阻值与其上表的相差太多，二十欧的电阻竟然只有不到两欧，当时把元件拿到手的时候自己没有拿万用表测一下，于是换了电阻和光耦，焊接好之后，重新接好电源，正常了；附表元件清单共阳数码管1 个74LS247 芯片1 个光耦2 个555 芯片1 个蜂鸣器1 个74LS32 芯片1 个电容330uf 1 个、 10nf 1 个；电阻330 欧 7 个、 510 欧 2 个、20 千欧 3 个、 5.1 千欧 1 个欢迎下载精品学习资源电路原理图欢迎下载