数字电子电路课程设计双路防盗报警器

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双路防盗报警器

专业：电气工程及其自动化班级：班级：0202电气五班姓名：

学号：学号：0223011602230116指导老师：

制作日期：制作日期：2004.10.17

2004.10.17

双路防盗警报器设计

一设计目的和背景

这几年随着改革开放的不断深入以及我国经济的迅猛发展，人民的生活水平有了很大的提高。各种贵重物品以及高档家电产品为越来越多的家庭所拥有，并且人们手中尤其是城市居民的积蓄数额也十分可观。因此，越来越多的家庭对财产安全问题十分关心。目前，许多家庭都使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生产一种廉价、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。为此，提出“双路防盗报警器”的设计任务。

该报警器适用于家庭防盗，也适用于中小企业事业单位。其特点是灵敏、可靠，一触即发，可以立即报警；也可以延时1-35秒再报警，以增加报警的突然性与隐蔽性。报警时除可以发出类似公安警车的报警声之外，两只警灯还可以同时交替闪亮，增加对犯罪分子的威慑气氛。

二设计任务与要求

1设计题目

双路防盗报警器的设计

2设计任务与要求

1.设计一个双路防盗报警器，当常闭开关K1（实际中是安装在窗于窗框、门于门框的紧贴面上的导电铜片）发生盗情时，K1打开，要求延时1～35s发生报警。当常开开关K2发生盗情而闭合时，应立即报警。

2.发生报警时，有两个警灯交替闪亮，周期为1～2s，并有警车的报警发生，频率为f=1.5～1.8Hz。

3.选择电路元、器件。

4.安装调试，并写出设计总结报告。

三设计方案论证及方块图

目前市售的防盗报警器有的结构复杂、体积大、价格贵，多适用于企事单位用。而一些简易便宜的报警器其性能又不十分理想，可靠性太差。综合各种报警器的优缺点，并根据本设计要求及性能指标，兼顾可行性、可靠性和经济性等各种因素，确定双路防盗报警器主要组成部分的方块图如图1所示。它由延时触发器、报警声发生单元和警灯驱动单元三部分组成。

方块图如下图所示

四电路的组成及工作原理

双路防盗报警器总电路原理图如图2所示。

图2

1单元电路的分析

（一）延时触发器

其主要功能为延时触发和即时触发。该部分电路主要由K1常闭开关（延时触发开关）、K2常开开关（即时触发开关），与非G1－G3，二极管D1与D2，电容C1－C2和电阻R1－R4及电位器Rw组成。延时触发器的工作原理如下：1．电源刚接通时：

因为电容C2的下极板接地为0V，由于电源刚接通的瞬间电容电压不能突变，故C2的上极板也为0V。低电平“0”信号脉冲输入与非门G3，使G3输出高电平；又因开关K2断开，＋6V电源使门G2输入信号为高电平（此时K1闭合，门G1输入低电平，输出为高电平，二极管D1截止，对基本RS触发器无影响），门G2输出（基本RS触发器Q端）低电平“0”，从而使555定时器IC2和IC3的第4脚（异步复位端）为低电平，IC2和IC3不工作，报警器不发声不闪亮。称此时延时触发器开关为关闭状态。

2．开关K1打开（延时报警器）时：

电源通过电阻R1和电位器Rw的阻值，满足R1＋Rw

3．开关K2闭合（即时报警）时：

当K2闭合，D2导通，使RS触发器的SD端为“0”，RD端仍然为“1”，RS触发器会立即被置“1”，即延时触发门即刻打开，防盗报警器会即刻发出报警。（二）报警声发生单元

其主要功能是，发生报警时,频率为105－108KHz类似于警车的报警声。该部分电路主要由555定时其IC2和IC3，半导体三极管T1－T3，定时电容C3和C4，电阻R5－R10及扬声器组成。报警声发生单元的工作原理如下：

1.IC和,C3组成周期约为1－4.2s的低频振荡器。当有警信号时,延时触发门的RS触发器Q=1时，IC2和IC3开始工作。由于电源刚接通时，C3上电源不能突变,使IC2的高触发端6脚和低触发端2脚的电压为0V，其输出端3脚（E）为高电平，IC2内部的放电管截止。电源经R5和R6对C3充电，C3上电压上升；当Uc3≥2／3Vcc时,输出端3脚变为低电平,IC2内部的放电管导通,C3通过电阻

R6和IC2的放电端7脚放电,C3上电压（D点）逐渐下降；当Uc3≤1/3Vcc时3脚（E）点又翻回高电平。如此周而复始形成振荡,产生周期1－2s的矩形波，占空比约为50％。

2．IC3和电阻R8,R9,C4组成另一个低频振荡器。这里特别指出的是：IC3的电压控制端5脚控制电压是C3的电压（D点）通过T1的发射极合得到的.D点电压变化,使IC3的5脚电压Uco值随之而变化。当UD（Uc3）较高时,Uco也较高，正向阈值电压Ut＋（等于Uco）和负向阈值电压Ut－（等于1∕2Uco）也较高,电容C4充放电时间长,因而IC3的输出端3脚（F）点输出脉冲的频率较低；反之,当UD较低时,Uco也较低,Ut＋和UT－较低,C4的充放电时间短,F点输出脉冲频率高较高。由此可见,IC3的输出短F点得到的脉冲不是单一频率，其振荡频率可在一定范围内周期变化。选择合适的参数，其输出频率约在105KHz至1.8KHz之间。D点、E点、和F点的波形如图所示。F点输出的脉冲经T2和T3放大后，推动扬声器发出高低频率不同的声音，类似公安警车的报警声。

（三）警灯驱动单元

其主要功能是，发生报警时，使两个警灯交替闪亮，周期为1~2s，以增加报警时的紧迫感，该部分电路由非门G4~G8，三极管T4~T7，电阻R11~R12和两个警灯HL1与HL2组成。警灯驱动单元的工作原理如下：

1．当不报警（K1闭合和K2多断开）时：

这是延时触发门ＲS触发器Q=0,封锁了门G5和G6,使门G7与G8输出总为0，三极管T4~T7截止，警灯HL1与HL2不亮。

当报警（K1断开和K2闭合）时：

延时触发器Q=1,门G5和G6解除封锁，IC2产生的振荡信号经门G4反相后送入门G6的输入信号和直接送入门G5的输入信号极性相反。使门G7和G8的输出信号极性相反，

且它们在IC2脚输出脉冲的控制下轮流交替出现高电平“1”，因而三极管T4，T5和T6，

T7轮流导通和截止，警灯HL1和HL2便交替闪亮。选择参数，可使警灯闪亮周期为1~2s。

在图2的电路原理图中，将门G1~G8用两个四2输入的非门来代替，画出的整机电路如图4所示。图中G1~G4用IC1表示，G5~G8用IC4表示。