2022年触摸式报警器 .pdf

《2022年触摸式报警器 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年触摸式报警器 .pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1 触摸式报警器本设计主要是利用时基电路NE555组成的单稳态触发电路设计并制作触摸式防盗报警装置。本设计将研究组成触摸式报警器的整个电路的性质和基本概况，学习触摸式传感器的本质特征。对此次设计做出概括分析，并进行改进处理，利用电路图绘制软件，重新绘制电路图，设计出PCB电路板，并通过书籍教材及网络信息查找相关资料。触摸式传感器实际上就是一个触摸式电子开关，他利用人体的电阻或杂散电信号，将触摸过程变成开关信号输出。对该报警器使用的元器件的内部构造和使用进行了分析。对各元器件在电路中的作用进行分析研究。同时在各个单元学习之后，进行了电路的绘制，本设计使用了Protel99SE 软件设计电路板，并

2、运用Proteus 软件进行仿真试验。通过此次设计制作，了解触摸式防盗报警器的制作过程。一、实验原理图分析图 1 实验原理图集成电路 NE555与 C1 、C2 组成单稳态触发器，平时没有人触及金属片时，电路处于稳定状态，即NE555的（3）脚输出低电平，报警电路不工作。一旦有人触及触摸片，由于人体感应电势给NE555的（2）脚输入一个负脉冲（杂波脉冲） ，单稳态电路被触发翻转进入暂稳态。 NE555的（3）脚由原来的低电平跳变为高电平，该高电平信号经电阻R2使Q1导通，放大器放大推动蜂鸣器发出报警声，由于单稳态电路被触发翻转的同时，电源开始经 R3对 C1进行充电，约经 1.1R3C1时间后

3、，单稳电路自动恢复到稳定状态， （3）脚输出变为低电平，停止报警，电路恢复到预报警状态。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 二、主要元器件的基本介绍NE555芯片引脚及功能NE555是属于 555 系列的计时 IC 的其中的一种型号， 555 系列 IC 的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而 555 是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻

4、和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。NE555的内部功能及引脚图如下图所示：图 2 内部功能及引脚图1 地 GND 2触发3 输出 4复位5 控制电压 6门限( 阈值) 7 放电 8电源电压 Vcc NE555应用十分广泛，可装如下几种电路：1单稳类电路作用：定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。2双稳类电路作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。3无稳类电路作用：方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -

5、- - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 真值表 1 由于本次实验应用的是单稳态电路，是人工启动单稳，所以在此主要简述下此类单稳态电路。由 555 组成单稳态触发器的电路及其波形如3 所示：（a）单稳态触发电路（b）工作波形图 3 单稳态触发器图 3(a) 为由 555 定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。稳态时555 电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T 导通，输出端 3 输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到2 端。并使 2 端电位瞬时低于1/3Vcc，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个暂态过程，电容C开始充电， VC按指数规律增

6、长。当VC充电到 2/3Vcc 时，高电平比较器动作， 比较器 C1翻转，输出 V0从高电平返回低电平， 放电开关管 T 重新导通，电容 C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳态，为下个触发脉冲的来到作名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 好准备。波形图如图3(b) 所示。暂稳态的持续时间tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C值的大小。tw1.1RC 通过改变 R、C 的大小，可使延时时间在几个微秒到几

7、十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可以使用复位端（4 脚）接地的方法来中止暂态，重新计时。四、Proteus的仿真实验4.1 Protus的软件简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上， 可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。 该软件的特点是：1. 实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、 I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、

8、逻辑分析仪、信号发生器等2. 支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000 系列、8051系列、AVR 系列、 PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、 Z80系列、HC11系列、ARM7 系列以及各种外围芯片。3. 提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 。4. 具有强大的原理图绘制功能。5.PCB设计以及自动布线。革命性的特点1. 互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM ，ROM ，键盘，马

9、达， LED ，LCD ，AD/DA，部分 SPI器件，部分IIC 器件。2. 仿真处理器及其外围电路可以仿真51 系列、 AVR 、PIC、ARM 、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 4.2 Protus 仿真一、打开 Pr

10、oteus 的集成环境， 点击文件， 新建设计， 根据 2.2 元件明细表中的元件，点击 P，进入工作界面。二、在 keywords 中输入所找的元件名单，然后点击右下角的OK ，元件被添加了。三、依次放好元件，使元件摆放美观。四、连接电路，在需要连接的元件接线处，点击左键，移动鼠标，可看到导线的出现，再在导线的另一端在另一个元件的端点处点击，从而连接了电路。如下图4所示。图 4 仿真电路图4.3 实验结果分析输入信号 vi 为 1mv ，5KHZ的正弦波，调节 RV1使三极管工作在放大状态。（1）、用模拟图表观察Vi ，Vo的波形。如图 5: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

11、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 图 5 Vi ，Vo 的波形五、组装与调试本次实验由于电路设计比较简单，原理清楚明了，在分析电路模块是比较简单。在经过前面几个阶段的设计后，NE555触摸报警器各个模块已经设计完毕，根据总体设计时的方案框图，将各个子电路组合起来，加入信号，对电路进行总体测试。组装好电路之后，在接入电源之后，本应该是要实现：没有触摸金属片时，LED 亮且蜂鸣器不响，用手触摸金属片之后电路可以使得蜂鸣器正常响应，调整正变电阻的阻值的大小就能够获

12、得不同的报警时间。报警与恢复预报状态所用时间T=1.1R3*C1。但是在接好电路之后，没有触摸金属片之时正好是相反的：LED不亮，蜂鸣器响个不停，仔细检查电路接线发现电路没有任何问题，再用万用表检查555 芯片的引脚输出电压时，也是没有任何问题的，示波器检查555 的波形输出也是没有问题，一气之下我就没有再管了。第二天过去实验室我又接了一次，这次正常工作了，完成了实验的要求，我想了一下估计是电源的问题。暂态时间由 RICI 时间常数决定，约 1s 左右。即每触摸一次M ，B发警报声 1s 左右；再次触碰，再次发声。如要延长暂态（报警）时间，可加大R1或 C1；反之应减小R1或 C1数值。整个报

13、警电路焊装在一个绝缘小盒内。触摸电极 M 实则是门锁或需要保护物品的金属部分，它必须与大地保持良好绝缘。M 与报警器间的连接导线不宜过长、且一定要采用单芯金属屏蔽线，其外编织套接电源负极，以避免电路受外界杂波信号干扰而产生误报警。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 六、心得体会首先就是加深了对NE555芯片的掌握，上个学习我们制作数字电子计时器时本来是要用 555 产生 1Hz的秒脉冲的，但是由于上个学习中电路涉

14、及的元器件太多，电路较为复杂，我们没有使用 555 而是直接用晶振分频之后产生1Hz的脉冲。在这次实验中，由于电路设计要求的主体是用NE55 结成一个单稳态触发电路，通过查阅大二的电工学这本书，掌握了它的接法并且知道了它的电路的工作原理。其次，在这次连接电路之前，我学习了用protus先对电路原理图进行仿真以确立它的正确可行性，第一次用 protus许多的元器件都找不到， 后面通过查找资料以及同学的知道，我终于能够基本掌握它的用法了。在仿真能够实现功能之后，确定了方案的无误才开始连电路。参考文献：1 秦曾煌 . 电工学（第六版）下册电子技术 M.北京：高等教育出版社，2006 2 黄继昌 . 实用报警电路 M. 北京：人民邮电出版社，2005 3 黄智伟 . 电子电路计算机仿真设计与分析M. 北京：电子工业出版社，2005 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -