1、湖南九嶷職業(yè)技術學院畢業(yè)設計標 題： 多點斷線式報警器 學生姓名： 李 培 系 部： 機電工程系 專 業(yè)： 機電一體化技術 班 級： 09機電大專1班指導教師： 姚永輝 郁悅湖南九嶷職業(yè)技術學院教務處制目錄摘要 1 1、任務分析，方案設計 2 1.1任務分析 2 1.2方案設計 2 2、直流穩(wěn)壓電源電路設計 2 2.1 直流穩(wěn)壓電源原理圖 2 2.2 直流穩(wěn)壓電源波形圖 3 3、555定時器芯片工作原理 3 3.1 555定時器 3 3.2 555定時器原理圖 4 3.3 555定時器應用 5 4、多點斷線式報警器電路設計 7 4.1多點斷線式報警器電路圖 7 4.2仿真結果及分析 7 5、主

2、要儀器與設備 8 結論 9 參考文獻 9 附錄 9 后記 10 摘 要多點斷線式報警器可根據(jù)音響頻率的不同來判斷斷線的位置，用于防盜中很能及時的發(fā)現(xiàn)被盜地點，能夠更好的協(xié)助公安機關抓捕犯罪嫌疑人。多點斷線式報警器可以很廣泛的應用，隨時隨地的安裝與調試。555定時器有著很好的應用能夠更好的改裝成其他電路。構成多諧振蕩器后可以改變一定的參數(shù)來改變報警器震動頻率這樣可以通過音響發(fā)出不同的聲音。通過二極管可以是電流的單一方向。這樣就可以進行設計。關鍵詞： 多點 555定時器 報警1.任務分析，方案設計采用555定時器設計電路，使用可調電阻來調節(jié)各線觸發(fā)報警的靈敏度，當其中任意的警戒線被扯斷或可調電阻很

3、大就會充電，然后引起555定時器的起震，發(fā)出不同頻率聲音，識別各點斷線報警。1.1任務分析使用不同的值得電阻分別監(jiān)控不同的位置，每個電阻連接一個發(fā)光二極管，平時將他們接地VD1-VD5都處于反偏狀態(tài)，這時他們就不能給電容充電，當有一個被扯斷就會充電然后引起555定時器的起震，然后就會發(fā)出聲音。由于R1、R5、R6的電阻是可調的故報警器可以發(fā)出不同的聲音，值班人員通過聲音就可以判斷出那里發(fā)生了事。1.2方案論證斷電式防盜報警器總體方框圖如下圖2.1所示（圖2-2.1 引用）其工作原理為：防盜絲是多根細導線，它可設置在防盜的物品上或門窗上，當控制開關閉合時，報警器處于關閉狀態(tài)。打開控制開關后，一旦

4、有盜賊進入使防盜線斷裂，就會使觸發(fā)器輸出高電平，揚聲器給出警報聲。即使盜賊將碰斷了的防盜線接上也不會使輸出狀態(tài)改變，只有按動控制開關才能解除報警控制。2.直流穩(wěn)壓電源電路設計2.1直流穩(wěn)壓電源原理圖（直流穩(wěn)壓電源原理圖所示3-3.1）直流穩(wěn)壓電源原理圖：如圖3-3.1所示220V交流電經(jīng)過變壓器降為12V，經(jīng)橋式整流，濾波后得到12V平滑直流電壓，經(jīng)LM7812三端穩(wěn)壓集成電路輸出12V直流穩(wěn)定電壓。2.2 直流穩(wěn)壓電源波形圖（如圖3-3.2）（直流穩(wěn)壓電源波形圖所示3-3.2）3、555定時器芯片工作原理與應用3.1 555定時器555是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性

5、工藝制作的稱為555，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V6V工作，7555可在38V工作，輸出驅動電流約為200mA,因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器產(chǎn)品有TTL型各CMOS型兩類。TL型產(chǎn)品型號的最后三位都是555，CMOS型產(chǎn)品的最后四位都是7555，它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。555定時器的電路如圖4-4.1所示。它由三個阻值為5k的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電晶體管T、與非門和反相器組成。 （圖4-4.1定時器原理圖

6、引用）3.2 555定時器原理555定時器是一種數(shù)字電路與模擬電路相結合的中規(guī)模集成電路。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器等，因而廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。分壓器為兩個電壓比較器C1、C2提供參考電壓。如5端懸空，則比較器C1的參考電壓為，加在同相端；C2的參考電壓為，加在反相端。4引腳是復位輸入端。當其為0時，基本RS觸發(fā)器被置0，晶體管T導通，輸出端u0為低電平。正常工作時，輸出端u0為1。u11和u12分別為6端和2端的輸入電壓。當u11>2/3Ucc,u12>1/3Ucc時，C1輸出為低電平，C2輸出為高電平，基本R

7、S觸發(fā)器被置0，晶體管T導通，輸出端U0為低電平。當u11<2/3Ucc,u12<1/3Ucc時，C1輸出為高電平，C2輸出為低電平，基本RS觸發(fā)器被置1，晶體管T截止，輸出端U0為高電平。當u11<2/3Ucc,u12>1/3Ucc時，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路亦保持原狀態(tài)不變。綜上所述，可得555定時器功能如表圖4-4.2所示。（表4-4.2 555定時器功能表 ）3.3 555定時器應用1單穩(wěn)態(tài)電路前面介紹的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)態(tài)的輸出狀態(tài)和，且兩個狀態(tài)始終相反。而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。在未加觸發(fā)信號之前，觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)觸發(fā)后，觸發(fā)器由穩(wěn)定狀態(tài)

8、翻轉為暫穩(wěn)狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)保持一段時間后，又會自動翻轉回原來的穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于延時和脈沖整形電路。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的構成形式很多。圖a所示為用555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，R、C為外接元件，觸發(fā)脈沖u1由2端輸入。5端不用時一般通過0.01uF電容接地，以防干擾。下面對照圖b進行分析。(a) 電路圖 (b) 波形圖 (1) 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)時，輸出uo為低電平，即無觸發(fā)器信號（ui為高電平）時，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)輸出低電平。在 ui負脈沖作用下，低電平觸發(fā)端得到低于（1/3）Ucc，觸發(fā)信號，輸出uo為高電平，放電管VT截止，電 路進入暫穩(wěn)態(tài)，定時開始。 (2) 暫穩(wěn)態(tài)在t=t1瞬間，2端

9、輸入一個負脈沖，基本RS觸發(fā)器置1，輸出為高電平，并使晶體管T截止，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。此后，電源又經(jīng)R向C充電，充電時間常數(shù)=RC，電容的電壓按指數(shù)規(guī)律上升。在t=t2時刻，觸發(fā)負脈沖消失，若uc<2/3Ucc，基本RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)，u0仍為高電平。在t=t3時刻，當uc上升略高于時，基本RS觸發(fā)器復位，輸出u0=0，回到初始穩(wěn)態(tài)。同時，晶體管T導通，電容C通過T迅速放電直至uc為0。這時，電路為下次翻轉做好了準備。輸出脈沖寬度tp為暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，即電容C的電壓從0充至所需的時間，式為： Tw=1.1RC 由上式可知： 改變R、C的值，可改變輸出脈沖寬度，從而可以用于定時控制。 在

10、R、C的值一定時，輸出脈沖的幅度和寬度是一定的，利用這一特性可對邊沿不陡幅度不齊的波形進行整形。2多諧振蕩器多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時間可以自行觸發(fā)翻轉到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。圖a所示是由555定時器構成的多諧振蕩器。R1、R2和C是外接元件。剛接通電源時，uc=0，u0=1。當uc升至后，比較器C1輸出低電平，基本RS觸發(fā)器置0，定時器輸出u0由1變?yōu)?。同時，三極管T導通，電容通過R2放電，uc下降。在1/3Ucc<uc<2/3Ucc期間，u0

11、保持低電平狀態(tài)。在uc下降至以后，比較器C2輸出低電平，使觸發(fā)器置1，輸出u0由0變?yōu)?。同時三極管T截止，于是電容C再次被充電。如此不斷重復上述過程，多諧振蕩器的輸出端就可得到一串矩形波。工作波形如圖b所示。(a) 電路圖 (b) 波形圖振蕩周期等于兩個暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間。第一個暫穩(wěn)態(tài)時間tp1為電容C的電壓uc從充電至所需時間。4、多點斷線式報警器電路設計4.1多點斷線式報警器電路圖(多點斷線式報警器電路圖5-5.1)4.2仿真結果及分析工作過程：其中S1、S2、S3為報警器警戒線，如圖所示（5-5.1）當開關控制S1、S2、S3閉合時，報警器處于關閉狀態(tài)。當開關S1斷開其余開關閉合時，55

12、5定時器7號引腳由低電位變?yōu)楦唠娢唬瑘缶魈幱趫缶癄顟B(tài)；當開關S2斷開其余開關閉合時，555定時器7號引腳由低電位變?yōu)楦唠娢唬瑘缶魈幱趫缶癄顟B(tài)；當開關S3斷開其余開關閉合時，555定時器7號引腳由低電位變?yōu)楦唠娢唬瑘缶魈幱趫缶癄顟B(tài)。當開關S1、S2斷開S3閉合時，555定時器7號引腳由低電位變?yōu)楦唠娢唬瑘缶魈幱趫缶癄顟B(tài)，當S1、S2、S3開關全部斷開時，報警器處于報警狀態(tài)，并且可以利用可調電阻來達到報警器的靈敏度同時發(fā)出不同的聲音（圖5-5.2）。如需增加防盜路數(shù)，只要增加警戒線、可變電阻器和發(fā)光二極管的數(shù)量即可。仿真結果表明設計達到了預期的目的。（圖5-5.2）5、主要儀器與設備名 稱

13、符 號材料及選用電位器RP1RP2選用有機實心電阻器或合成膜可變電阻器電容C1C7選用高頻瓷介電容器和選用耐壓值為16V的鋁電解電容器發(fā)光二極管LED1LED3均選用3mm的高亮度發(fā)光二極管晶體管V選用2N5551或3DG12型硅NPN晶體管揚聲器BL選用0.25W、8的電動式揚聲器555定時器IC開關S選用微型單極撥動式開關四個警戒線使用0.1mm的漆包線變壓器一個橋式整流MDA970A橋式整流MDA970A一個測量工具數(shù)字萬用表一個和示波器一臺結論通過本次課程設計，我們熟悉了集成電路及有關電子元器件的使用，掌握了仿真軟件multisim 11的應用，學習和掌握數(shù)字電路中基本知識的應用尤其是

14、555時基電路。在歷設計，制作的過程當中，我不但把以前學過的數(shù)字電子技術方面的知識做了全面的重新的認識。還學到了很多課堂上根本無法學到的知識。以前我們雖然進過一個學期的學習，并且都在期末考試和數(shù)字電子實驗當中取得了不錯的成績。但是經(jīng)過這次的設計，我才發(fā)現(xiàn)，我們之前對數(shù)字電子的理論知識認識是那么的淺薄，對仿真軟件的應用幾乎是一竅不通，對于數(shù)字電路的應用簡直如盲人摸象。在設計的過程中，我們慢慢學習、摸索、體會。一開始，我們在網(wǎng)上查閱資料，拿著別人制作好的其他相關的電路圖來研究，弄懂別人的設計思路，設計方案。之后針對自己將要設計的電路的要求進行修改。之后用仿真軟件仿真。來驗證自己的思路的可行性。我們

15、對數(shù)字電子的認識和應用都有了很大的提高 。這次設計給我們的收獲是巨大的。參考文獻1 陳有卿主編.555時基集成電路原理與應用.M北京：機械工業(yè)出版社,2007.72 房國志主編.模擬電子技術基礎.M北京:國防工業(yè)出版社,2007.73 韓焱主編. 數(shù)字電子技術基礎. M 北京：電子工業(yè)出版社,2009.64 于安紅主編. 簡明電子元器手冊. M 上海：上海交通大學出版社,2005.125 李延明主編.電工、電子計算手冊.M 北京：電子工業(yè)出版社,2009.9附錄（多點斷線式報警器電路圖）后記在設計完成之際，首先向我的導師老師致以最真誠的感謝。在我設計研究過程中姚老師和郁老師不斷地給予關心和指導，特別是設計步驟階段