光電報(bào)警器- 王康 -學(xué)號

課程設(shè)計(jì)課程名稱光電子學(xué)課程設(shè)計(jì)題目名稱光電報(bào)警器設(shè)計(jì)專業(yè)班級光信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師二○一四年六月十二日**學(xué)院數(shù)學(xué)與物理系課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程光電子學(xué)課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師曾愛云題目光電報(bào)警器設(shè)計(jì)完成時(shí)間2014.6.16-2014.6.212014.6.30-2014.7.5主要內(nèi)容要求完成以下設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）采用雙光路結(jié)構(gòu)，當(dāng)任一光路被遮擋時(shí)，報(bào)警器發(fā)出間歇式聲光報(bào)警；（2）采用LED顯示被遮擋的路數(shù)，無報(bào)警顯0，1路顯1，2路顯2，同時(shí)遮擋顯3；（3）采用5V供電。設(shè)計(jì)報(bào)告要求1．封面：（學(xué)校統(tǒng)一模板）2．課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3．課程設(shè)計(jì)報(bào)告：⑴摘要和目錄⑵正文（主要原理及公式、設(shè)計(jì)電路圖、軟件模擬程序及設(shè)計(jì)結(jié)果等）⑶心得體會和參考資料說明：學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后，提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告及設(shè)計(jì)圖或軟件，文字不少于3500字，并裝訂成冊。版面要求1.目錄格式：標(biāo)題“目錄”（三號、黑體、居中）；章標(biāo)題（四號字、黑體、居左）；節(jié)標(biāo)題（小四號字、宋體、居左）；頁碼（小四號字、居右）2.頁邊距：上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2cm，頁眉1.5cm，頁腳1.75cm，左側(cè)裝訂；3.字體：章標(biāo)題，四號字、黑體、居中；節(jié)標(biāo)題，小四號字、黑體、居左；4.正文用小四號宋體，行距為1.5倍行距；頁碼：底部居中，五號；設(shè)計(jì)時(shí)間安排1.2014.6.16做課程設(shè)計(jì)具體實(shí)施安排和課程報(bào)告格式要求說明2.2014.6.16-6.19查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，并復(fù)習(xí)所設(shè)計(jì)內(nèi)容的基本理論知識3.2014.6.19-6.21利用所查閱資料和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成2014.6.30-7.4設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫。4.2014.7.5提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，進(jìn)行答辯。參考資料學(xué)生簽名：指導(dǎo)教師簽名：教研室主任簽名：系主任簽名：光電報(bào)警器課程設(shè)計(jì)前言本次課程設(shè)計(jì)的題目是“光電報(bào)警器”。光電報(bào)警器已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自動化儀表、醫(yī)療電子設(shè)備等領(lǐng)域本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)借助于模擬電路和數(shù)字邏輯電路，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)變得簡單、方便、靈活性強(qiáng)。摘要本文設(shè)計(jì)了一種光電式報(bào)警器，該報(bào)警器通過感光器件把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，控制數(shù)碼管的顯示以及報(bào)警電路。利用了部分?jǐn)?shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)能在報(bào)警過程中實(shí)現(xiàn)對應(yīng)路數(shù)的顯示功能。該報(bào)警器的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，有三個(gè)模塊即光電轉(zhuǎn)換模塊、定時(shí)模塊以及顯示模塊。關(guān)鍵詞：光耦，或門，555多諧振蕩，光電轉(zhuǎn)換，數(shù)字顯示，聲光報(bào)警目錄前言 1第一章：基本設(shè)計(jì)要求 11.1基本設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1第二章：電路設(shè)計(jì)原理 12.1系統(tǒng)工作原理及其組成 12.2元器件介紹 12.3單元模塊 62.3.1光電轉(zhuǎn)換模塊 62.3.2數(shù)字顯示模塊 82.3.3聲光報(bào)警模塊 92.4電路總體設(shè)計(jì)及電路工作原理 9第三章：實(shí)驗(yàn)調(diào)試與分析（Multisim仿真） 11心得體會 12參考文獻(xiàn) 13附錄 14電路總體設(shè)計(jì)電路圖見圖2.4—1。根據(jù)設(shè)計(jì)要求沒有光路被遮擋時(shí)數(shù)碼管顯示0，光路1被遮擋時(shí)數(shù)碼管顯示1，光路2被遮擋時(shí)數(shù)碼管顯示2，兩條光路都被遮擋時(shí)數(shù)碼管顯示3，所以可以得到一真值表見表2.5—1。表2.4—1DADBAB0000010110101111當(dāng)兩條光路中有一條或全部被遮擋住時(shí)，就發(fā)出聲光報(bào)警，即兩條光路中只要有一條輸出為“1”時(shí)555的4端口就輸入“1”，可以根據(jù)此要求列出真值表見表2.4—2。表2.4—2ABC000011101111根據(jù)真值表可得C=A+B，所以在A、B與C之間用或門74LS32N來連接。電路工作原理：本電路由3部分組成：電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號系統(tǒng)，數(shù)字顯示系統(tǒng)，555報(bào)警系統(tǒng)。通過光照光敏三極管輸出高低電平來控制來控制，74LS47N顯示數(shù)字是哪一路被擋住，同時(shí)，由555報(bào)警器發(fā)出間歇式的報(bào)警聲。電路設(shè)計(jì)：小功率的發(fā)光二極管正常工作電流是在10mA~30mA范圍內(nèi)，根據(jù)歐姆定律得I=U/R,U=5V,10mA<I<30mA所以選擇了510Ω的電阻與紅外發(fā)光二極管串聯(lián)。芯片74LS47N是驅(qū)動共陽數(shù)碼管的翻譯器。，倘若數(shù)碼管顯示的太亮，就要增大電阻的阻值來調(diào)節(jié)其亮度。綜上所述，電路設(shè)計(jì)完畢。第三章:實(shí)驗(yàn)調(diào)試與分析（Multisim仿真）本文中，用的軟件為Multisim12.0軟件。在Multisim軟件上，創(chuàng)建電路，放置各個(gè)需要的元器件，放置好之后，檢查各個(gè)器件的參數(shù)有無錯(cuò)誤。再進(jìn)行仿真測試，閉合仿真開關(guān)。用開關(guān)的閉合與斷開，模擬被遮擋的路數(shù)。開關(guān)都斷開時(shí)，被遮擋的路數(shù)為2，有報(bào)警聲，顯示器顯示為3.當(dāng)開關(guān)1閉合，2斷開時(shí)，被遮擋的路數(shù)為1，有報(bào)警聲，顯示器顯示為2。當(dāng)開關(guān)2閉合，開關(guān)1斷開時(shí)，被遮擋額路數(shù)為1，有報(bào)警聲，顯示器顯示為1.當(dāng)開關(guān)1和2同時(shí)閉合即被遮擋的路數(shù)為0時(shí)，無報(bào)警聲，顯示器顯示為0。如果仿真測試結(jié)果，滿足上述4種情況，那么仿真成功，電路可正常運(yùn)行，模擬調(diào)試成功。心得體會本次課程設(shè)計(jì)，通過對“光電報(bào)警器”的設(shè)計(jì)、Multisim軟件安裝以及調(diào)試，我從中學(xué)到了不少知識。進(jìn)一步加深了我對平時(shí)所學(xué)理論知識的理解和掌握，也明白到要把所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)踐中，不只重視理論，也要考慮所學(xué)的東西能夠用到哪些方面。這次實(shí)訓(xùn)也讓我接觸了很多新知識，鞏固了舊知識，鍛煉了自己的動手能力，豐富了經(jīng)驗(yàn)，對以后的學(xué)習(xí)工作都很有幫助，可以說是受益匪淺。再次反過來思考這個(gè)電路，整個(gè)電路簡單明了，可以根據(jù)此電路圖應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，可以說十分有利用價(jià)值。在本次課程設(shè)計(jì)中我也遇到了很多困難，比如方案的比較與選擇、電路的調(diào)試等，后來經(jīng)過同學(xué)、老師的幫助以及翻閱資料等解決了問題，讓我認(rèn)識到做何事情都要有耐心。而且，只有我們付出努力就一定會成功。感謝在我做課程設(shè)計(jì)過程中提供給我們幫助的老師和同學(xué)們！在本次課程設(shè)計(jì)中，從該課程設(shè)計(jì)構(gòu)思、寫作以及各個(gè)環(huán)節(jié)，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助，讓我得以最終完成課程設(shè)計(jì)。雖然比較艱難，但是我還是充滿喜悅感，因?yàn)榻?jīng)過努力我們完成了目標(biāo)。再次感謝所有給予我們幫助的人！由于經(jīng)驗(yàn)匱乏、能力有限，設(shè)計(jì)中難免會有出錯(cuò)的地方，希望老師能夠多多指教。最后，我要向百忙中抽空對本課程設(shè)計(jì)進(jìn)行審閱、評議和參與本課程設(shè)計(jì)答辯的老師表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)王艷春，《電子技術(shù)試驗(yàn)與Multisim仿真》，合肥工業(yè)大學(xué)出版社楊素行，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程》，高等教育出版社余孟嘗，《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程》，高等教育出版社附錄一電路設(shè)計(jì)總電路圖附錄二元器件清單序號名稱型號數(shù)量1光耦H92B422芯片74LS32N13芯片74LS47N14電阻55525電阻510Ω26電阻1KΩ37電阻3KΩ28電阻4.7KΩ19電阻6KΩ210電阻20KΩ211電容1uF112電容10nF