光電報警器設計報告(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上     光電報警器電路設計專業(yè)班級： 電信10102、10101 設計者： 指導老師： 設計時間： 2012-12-02 12-16 主要內(nèi)容：通過報警器和光耦結(jié)合的小小的結(jié)合來設計一個光電報警器，并分析該報警器各個模塊的構(gòu)成和工作原理?；疽螅?、設計光電報警器電路功能框圖。2、設計光嗲報警器的光電轉(zhuǎn)換電路、報警控制電路、譯碼輸出以及顯示。3、調(diào)試安裝。4、完成課程設計總結(jié)報告。主要參考資料：1、閻石。 數(shù)字電子技術(shù)基礎。高等教育出版社。1997。2、 龐振泰、王采斐、屈宗明 （譯）.光電接口器件手冊.清華大學出版社.19

2、98 目 錄第一 概述隨著社會科學技術(shù)的迅速發(fā)展，報警器的應用非常廣泛。在汽車、摩托車報警器，倉庫大門，以及家庭保安系統(tǒng)中，幾乎無一例外地使用了報警器電路。人們對報警器的性能提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)的報警器通常采用觸摸式、開關(guān)報警器等。這類報警器具有性能穩(wěn)定、實用性強等特點，但是也具有應用范圍窄等缺點。而且安全性能也不是很好。光電報警就很好的改善了這點。如今，光電報警器已經(jīng)廣泛應用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自動化儀表、醫(yī)療電子設備等領(lǐng)域本實驗的設計借助于模擬電路和數(shù)字邏輯電路，采用模塊化的設計思想，使設計變得簡單、方便、靈活性強。電路簡單容易實現(xiàn)，工作穩(wěn)定，因此得到了廣泛的應用。課題作用、實用價值本次設

3、計的光電報警器是報警器和光耦結(jié)合的小小的結(jié)合，但它可以運用到各種生產(chǎn)線上，如紡紗工業(yè)的監(jiān)測各個絲線的有無斷點，并加以提示，也可以稍加改進，讓其能夠計數(shù)，記錄生產(chǎn)進度，安全性能高，節(jié)約了人力資源 ，并且不易出錯，還能運用到人力不能監(jiān)測的環(huán)境?？梢姽怆妶缶鞯倪\用能延伸到各個行業(yè)。光電報警器的發(fā)展前景光電技術(shù)光電科技是一門結(jié)合光學、電子與電機之尖端技術(shù)，早期由于技術(shù)門檻高，偏重國防與航天領(lǐng)域之發(fā)展，并以雷射相關(guān)應用為主。近十余年來，光電相關(guān)技術(shù)突飛猛進，產(chǎn)品種類也不斷推陳出新，其應用更是無遠弗屆，層面擴及通訊、信息、生化、醫(yī)療、工業(yè)、能源、民生等領(lǐng)域。展望光電報警器的未來，在輕量化、便攜性、低耗能

4、、高效益、整合強的特性下，將更深入各產(chǎn)業(yè)應用范圍中。光電產(chǎn)品因應用廣泛已成為眾所矚目之焦點，近來無論在通訊網(wǎng)路、多媒體信息化社會等炙手可熱的應用領(lǐng)域上，光電產(chǎn)品都扮演著重要的角色，因此許多專業(yè)人士都預見到二十一世紀將是屬于光的世紀。為此，無論日、美、歐等先進國家，或亞太新興國家皆一致看好對光電產(chǎn)業(yè)之潛力，對光電市場未來成長潛力皆寄予厚望，并積極投入光電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。光電報警器正是眾多光電產(chǎn)品中的佼佼者，以其簡單、方便、靈活性強的特點讓更多的群眾受益。隨著科學技術(shù)的進步，光電報警器價逐步升級，升級后可使更多的人們受益。第二 基本原理與總體設計2.1光電報警器的總體設計本電路由3部分組成（見框圖2.

5、1）：電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號系統(tǒng)，數(shù)字顯示系統(tǒng)，555報警系統(tǒng)。通過光照光敏電阻和NPN三極管共同控制輸出高低電平來控制74LS48顯示數(shù)字是哪路被擋，同時由555報警器發(fā)出間歇式的報警聲。（充放電過程就是間歇性報警）數(shù)碼顯現(xiàn)報警器控制器器譯碼輸出芯片74LS48是驅(qū)動共陰數(shù)碼管的譯碼器，在共陰數(shù)碼管之前要加幾個220歐的電阻，來避免對元器件的損壞。光電轉(zhuǎn)換圖2.1光電報警器框圖2.2光電報警器原理介紹電路的工作原理（原理圖見圖2.2），電路中的左側(cè)為第一路，右側(cè)電路為第二路電路，當兩路電路都沒有被遮擋的時候，光耦是導通的，即光耦上端兩端電壓都為低，然后經(jīng)過74LS32或門以后的總的電壓為低，低

6、電壓與555的管腳4相連，RS使得555輸出一直為低，不能驅(qū)動蜂鳴器響，故不會響鈴，同時光耦上端的的低電平信號與74LS48中的1、7腳輸入的信號，輸出的信號通過共陰數(shù)碼管顯示為0。（R）當光耦有其中一路被遮擋后，擋住的光耦不能短路，處于斷開，兩個光耦上端的點平有一個為高，另一個為低，然后經(jīng)過74LS32或門以后的總的電壓為高，高電壓與555的管腳4相連，使得555能夠正常工作，產(chǎn)生1.58KHZ【0.7*（R15+key）*C2】的矩形脈沖，使蜂鳴器會響鈴。光耦上端的的高、低電平信號與74LS247中的1、7腳輸入的信號，輸出的信號通過共陰數(shù)碼管顯示為1、2。當兩路光耦都被遮擋的時候，光耦就

7、會都不導通，光耦在截止狀態(tài)，即光耦上端兩端電壓都為高，然后經(jīng)過74LS32或門以后的總的電壓為高，低電壓與555的管腳4相連，使得555輸出一直為矩形脈沖，驅(qū)動蜂鳴器響，故會響鈴，同時光耦上端的的高電平信號與74LS48中的1、7腳輸入的信號，輸出的信號通過共陰數(shù)碼管顯示為3。 圖2.2工作原理圖注意：（R6和R16為光敏電阻光照時假設為10K，無光照時為80K模擬當然也可以換成滑動電阻器）第三 光電報警器電路設計3.1光電轉(zhuǎn)換模塊設計光電轉(zhuǎn)換采用光耦，光耦內(nèi)由發(fā)光二極管和光敏電阻和NPN三極管構(gòu)成：采用5V直流供電，為防止光耦燒壞，應該在二極管串聯(lián)一個510電阻。同時擋光的用具可以使用不透明

8、的紙張，光耦中的小功率的發(fā)光二極管正常工作電流在10 mA 30mA范圍內(nèi)，根據(jù)歐姆定律，由I=U/R，U=5 V，10mA<I<30 mA，故與紅外發(fā)光二極管串聯(lián)的電阻值為510歐，光敏三管級管要串聯(lián)一個240Ù的電阻以防止被擊穿。光電轉(zhuǎn)換電路圖見圖3.1.1. 圖3.1.1光電轉(zhuǎn)換圖注意：（R6和R7為光敏電阻光照時假設為10K，無光照時為80K模擬當然也可以換成滑動電阻器）3.2報警模塊設計通過555定時器構(gòu)成自激多諧振蕩器產(chǎn)生的矩形脈沖來控制喇叭的間歇式的叫聲。對于多諧振蕩器可根據(jù) T=0.7*(R12+2R13)*C1來確定間歇時間，導通時間為T1=0.7*（R

9、12+R13）*C1，充電時間T2 =T- T1 由電路圖（3.2.2）可以算出導通時間為：T=0.7*（510K+2*20K）*330uF=1.235KHZ5555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /

10、3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。3.3數(shù)字顯示模塊設計顯示電路選擇74LS48和共陰7段LEDS譯碼管。連接圖見圖3.3.1圖3.3.1 74LS48與共陰數(shù)碼管的鏈接圖第四 電路的安裝調(diào)試4.1元器件的焊接對元件進行組裝焊接，對實驗條件進行準備。4.2電路的調(diào)試接好電路，接通電源，看到的是數(shù)碼管顯示0，表示正常。接著拿小刀擋住光敏電阻，不管擋住哪路都沒有反應，數(shù)碼管還是顯示0，而且報警器也沒有報警。問題出現(xiàn)：隨即就拿5V電壓直接接到555多諧電路，蜂鳴器發(fā)出響聲，說明這部分電路沒有問題。之后就從譯碼器的A，B端牽出2根導線，先將其

11、中1路接到5V電源，2路接地，結(jié)果數(shù)碼管顯示為1，1路接地，2 路接電源，數(shù)碼管就顯示2，兩路都接電源時就顯示3。所以這部分也沒錯。那就是光耦中的發(fā)光二級管和光敏電阻的問題了，一想可能是和發(fā)光二級管和電阻串聯(lián)的電阻阻值太小了導致燒掉了，測量了電阻才發(fā)現(xiàn)電阻阻值與其上表的相差太多，二十歐的電阻居然只有不到兩歐，當時把元件拿到手的時候自己沒有拿萬用表測一下，于是換了電阻和光耦，焊接好之后，重新接好電源，正常了。第五 總結(jié)這次光電檢測課程設計是一次綜合性的實踐過程，是對我們所學的光電檢測技術(shù)的一次歸納總結(jié)。實驗過程中碰到的剛開始不能正常顯示并且運行的情況完全是粗心導致的，當時如果認真點的話就不會出現(xiàn)了，可能就是一下完成了。所以，通過實驗意識到要從現(xiàn)在開始養(yǎng)成那種細心的好習慣。這對以后的課程設計甚至是畢業(yè)設計都非常有幫助。再者通過這次實習鍛煉了自己的動手及查資