防盗电话报警控制器电路的设计

1、 防盗电话报警控制器电路的设计毕 业 设 计设计课题 防盗电话报警控制器 电路的设计 学 校 年 级 专 业 电子与信息技术 姓 名 学 号 指导教师 职称 目录摘要一、设计的目的和意义二、设计方案规划三、各部分电路的设计 1、电源电路的设计 2、信号输入电路设计 3、触发电路设计 4、驱动电路的设计 5、光敏传感器 6、集成电子开关电路设计四、整机工作原理及电路图五、元件明细表六、组装调试七、毕业设计小结八、参考文献摘要： 随着电子的不断发展，应用电子正在不断地走向新时代。电子技术、电子设计、电子产品等日新月异的更新，给人们的生活带来了很大的方便。本论文介绍了一款迷惑型防盗电话控制器电路,如

2、果你出门在外,只要你往家里打个电话,你家里的收录机就会发出声音,天黑时,室内的电灯也会亮。本电路由电源电路、信号输入电路、触发电路、驱动电路、光敏传感器、集成电子开关电路组成。 本设计中,详细的介绍了防盗电话报警器的检测部分的整个制作过程,也按本设计内容成功的做了实物。关键词：电话 防盗 电子开关 Summary ：With the continuous development of electronics, applied electronics is steadily moving toward a new era. Electronic technology, electronic de

3、sign, electronic products, such as the ever-changing update to the people's lives is a big convenience. This paper introduced a confusing phone-based anti-theft controller circuit, if you are away from home, as long as you make a phone call to home, your home will sound tape recorders, dark, the

4、 interior lights will be bright. The circuit by the signal input circuit, trigger circuit, driver circuit, light sensors, integrated electronic switch circuit. The design detail of the anti-theft alarm detection phone part of the whole production process, but also by the content of the design done a

5、 kind of success.一、设计的目的和意义 1学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电子电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计的能力；2通过实际的系统应用和操作,加深对所学知识的理解；3通过组装和调试培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。二、设计方案规划1、设计思想迷惑型防盗电话控制器电路,如果你出门在外,只要你往家里打个电话,你家里的收录机就会发出声音,天黑时,室内的电灯也会亮。本电路由电源电路、信号输入电路、触发电路、驱动电路、光敏传感器、集成电子开关电路组成。2、设计方框图三、各部分电路的设计1、 电源电路的设计直流稳压电源的结构框图： 市电电压通过保险丝并经

6、过变压器降压、IN4007二极管整流、电容滤波、LM7805稳压输出、利用红色发光二极管指示电源电路工作状态，电源电路的原理如图 2 所示。图2 电源电路220V市电经过变压器T降压后，输出交流9V左右的电压，经二极管（VD1VD4）桥式整流，电容C1滤掉高频杂波后送入LM7805第1脚，第2脚接地，第3脚输出稳定的电压，电压为9V。C2进一步滤除高频干扰，供给电路工作，红色发出二极管是电源指示灯，R1是发光二极管的限流电阻，发光二极管的正常工作电流为10mA。变压器原理很简单顾名思义变压器的主要作用就是变压，也就是改变电压。变压器的原理是电磁感应技术,变压器有两个分别独立的共用一个铁芯的线圈

7、。分别叫作变压器的次级线圈和初级线圈。电流的方向和大小随时间变化的,变压器初级通上交流电时,变压器的铁芯中产生了交变的磁场,（其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。）在次级就感应出频率相同的交流电压.变压器的初次级线圈的匝数比等于电压比。变压器只能改变交流电压,不能改变直流电压,因为直流电流是不会变化的,电流通过变压器不会产生交变的磁场，所以次级线圈只能在直接接通的一瞬间产生一个瞬间电流和电压。LM7805是三端稳压器如图3所示：脚为非稳压电压Ui输入端;脚为接地端；脚为稳压电压Uo输出端。LM7805有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V七种不同的固定输出电压，广泛应

8、用于各种电子设备中。最大输出电流为1.5mA。 LM7805稳压器有内部过流、热过载和输出晶 图3 LM7805管脚体管安全区保护功能，电路使用 图 3安全可靠。虽然稳压器按固定稳压设计，但外部接少量零件，即可做成可调稳压器或可调稳流器使用。2、 信号输入电路的设计当电话处于挂机状态时，电话线路L1、L2之间有4060V的直流电压，由于电容C1、C2的作用，不能触发由集成电路IC1等元件组成的延时电路。当有电话打进来时，L1、L2传来的振铃信号呈交变状态，经电容C!、C2 耦合，二极管VD1、VD2倍压整流，电容C3滤波后成一正向直流电压加至三极管V的基极，导致V饱和导通3、触发电路的设计本电

9、路采用NE555时基电路作为施密特触发电路，触发灵敏度高而且可靠性好。图8是由时基电路555及RA、RB、RC少数元件构成的可调阈值电压的施密特触发器，可视为由比较器驱动施密特触发电路，共输出有两个端口：一个是3脚输出的矩形脉冲；一个是放电端（DSC）7脚的放电波形（外接电容器）。（a）电路图 （b）施密特触发特性图8 设分压电路中的电位器RP中抽点输入的信号为Vin，调节RP会使输入信号有一定的变化范围，根据555的触发复位和置位特性，其输出端Vo（3脚）会有如下变化： 当输入触发信号Vin小于VA（如图8-b）时，设2脚为电平低电平“0”，6脚也为低电平“0”，则555处于置位状态，3脚输

10、出呈高电位“1”；当VA<Vin<VB时，即2脚为低电平（1/3VDD），6脚仍为低电平（1/3VDD）时，3脚输出仍呈高电位，此种状态属双稳态状态；当Vin>1/3VDD,且Vin>VB（2/3VDD）时，555转呈复位状态，即3脚输出为低电平“0”。由以上分析及图（b）可见，555电路的触发和传输特性，其信号的上升特性和下降特性不重叠，而存在回差电压V，故这种触发电路称之为施密特电路。回差电压V的大小为V=VBVA =VDDVDD =VDD 改变RP和RB的比值，可改变电路的回差电压V。555时基电路的主要参数及各管脚功能为了正确使用555时基电路，必须了解它其中的

11、参数值，以下就是其参数 () 555时基电路使用的电源电压在4.516V范围内，故本电路采用5V电压供电。静态电流也称为工作电源电流，是指空载时集成块消耗的电流。当时，时基集成块的电源引脚上接上5V 电压：555时基电路的静态电流典型值约为10mA。() 阈值电压和阈值电流当加到555时基电路阈值输入端上的电压大于或等于2/3Vcc（或VDD，工作电源电压），使其输出从高电平转变为低电平时，电压值2/3 Vcc即为它的阈值电压UTH，导致时基电路状态翻转所需要的工作电流就称为阈值电流ITH.。各种时基电路的阈值电流为0.1A左右。() 定时精度 定时精度是指时基电路在用做定时器使用时的精确程度

12、。两种时基电路的定时精度为1%。 () 放电电流555电路作为定时器或多谐震荡器使用时，常利用放电端给外接电容一个接地放电的通路。由图2-1可看出，放电电流需经过放电管VTD，故其电流要进行限制，否则电流过大会使VTD烧坏。555的放电电流IDIS在1050mA之间，且会随电源电压VCC(或VDD)的数值变化而改变；使用的电源电压越高，放电电流就越大。 () 触发电压和触发电流 当加到555时基电路触发输入端上的电压小于或等于1/3VCC，使其输出从低电平转变为高电平时，电压值1/3VCC即为它的触发电压UTR.导致时基电路状态翻转所需要的工作电流就称为触发电流ITR.各种时基电路的触发电流为

13、0.5A. () 复位电压和复位电流当在555时基电路的主复位端MR（非）加上低电平，可使其输出复位（即VO=0）时，所加的复位电压UMR应低于1V。导致时基电路复位所需要的工作电流就称为复位电流IMR。各种时基电路的复位电流为400A左右。() 最高工作频率最高工作频率是指555时基点电路连接成振荡电路使用时，输出脉冲的最高频率。() 驱动直流驱动直流是指时基电路工作时为负载提供的输出电流，也称为负载电流IL,根据时基电路的输出状态和负载的连接方式，驱动电流通常分为拉出电流与吸入电流两种。555时基电路的各管脚功能一脚：电源负端GND二脚：低触发器，简称触发端TR非三脚：输出端OUT，可以将

14、继电器线圈等负载与它相连，另一端与电源正极或负极相连，其最大输出电流不小于200MA四脚：强制复位端MR非，若不需强制复位，则可与电源正极相连或悬空五脚：用来调节比较器的基准电压，简称控制端Vc，若不需要调节基准电压，则可悬空或通过0.01F，电容器接地。六脚：高触发器，或称阈值端TA七脚：放电端DIS八脚：接电源正极VDD，555时基电路允许电源电压为4.5V18V4.驱动输出电路的设计因555集成电路最大输出电流200毫安，故不能可靠直接驱动直流继电器，故需加一级三极管放大，所以本驱动输出部分由三极管和继电器组成。本电路继电器型号采用4098，直流电阻为300，驱动电流为200毫安，故三极

15、管的集电极电流应大于300毫安，设三极管的电流放大系数为50，则三极管导通时的基极电流为300/50 = 6（毫安）。则可算出电阻R10 =(6V-0.7V）/6mA 9K,所以本电路R10取10 K，三极管可采用9013，最大输出电流为500毫安。5、光敏传感器 本电路光敏传感器采用光敏三极管3DU31，它是最常见的光敏器件之一，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。 光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。 通常基极不引出，但一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等作用。当具有光敏特性

16、的PN 结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。通过对半导体二极管和三极管的学习，我了解了晶体管的基本结构和工作原理，晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。发射区和

17、基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。虽然重点学习了晶体管的放大作用，但是我对晶体管的开关作用更感兴趣。半导体就像一个开关，可以通过导通与截止来控制电路。半导体通过添加一部分微量元素会使其特性发生翻天覆地的变化。

18、光敏晶体管就是一种重要的衍生物。视觉是人体最重要的感觉，因此，我觉得通过光来控制电路真是太精妙了，而光敏的二极管三极管恰好就完成这个任务。因为光敏三极管由于还具有放大作用，因此应用比二极管更加广泛。 光敏三极管用于测量光亮度，经常与发光二极管配合使用作为信号接收装置。下面用事例说明介绍一下各种功能。(1)测量光亮度 在教室图书馆，很多时候日光灯白天也亮着，在宿舍里面，日光灯经常是昼夜不息，同学们对这种浪费已经麻木不仁了。有的同学早晨去教室，虽然教室很明亮但还要开灯，虽然一盏日光灯不会浪费多少资源，但积少成多，浪费就是很大了。因此，我们可以在教室安装一个控制电路，当亮度达到一定程度的时候，使得教

19、室里面和宿舍里面日光灯将无法启动。我们可以利用光敏三极管附加电磁继电器来完成这个电路。采光点的选取是一个关键，因为并不是每一个教室的明亮程度都是相同的，我们可以采用多点取样来达到这个要求。例如在20个教室中都安放光敏三极管，我们可以设置，如果他们全部或者大部分亮度都很高，那么，日光灯就无法正常启动 ，达到节约能源的目的。还有一种情况，就是如果有一天天空布满了乌云，亮度不够，那么日光灯可以开启了。但是不久云开雾散，天气放晴，日光灯不会自动关闭。同样造成很大浪费。可以在采光点所在的教室外面再安装一个采光点，当室内外强度的差值缩小到一定范围是，我们可以认为日光灯的作用可以忽略了，日光灯就会自动关闭。

20、另外一种情况，如果教室外面正下雨，教室里面日光灯亮着，此时窗外一个闪电，使得外面很亮，日光灯就关闭了，这会造成麻烦。因此要避免这种问题。方法就是在电路中安装计数器，使得亮度差维持一定时间才可以使日光灯强制关闭。综上所述，我们可以利用光敏三极管设计一个电路，使得日光灯无法正常启动或者被强制关闭从而达到节约能源的目的。当然，这种方法的可行性从现在看并不是很高，电路要改装费用可能很高都会影响实施。不过我认为的确可以通过光敏三极管的特性来得到节约的目的。(2) 光电隔离 光敏三极管的另一个作用是传输信号，光耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为

21、媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电光电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算

22、机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。 6、集成电子开关电路设计 本电路用两只继电器控制收录机电源和灯，控制收录机电源的采用555触发电路，而控制灯则采用TWH8778型功率开关集成电路，它采用TO220五脚塑封包装，TWH8778的内部没有过压、过热、过流等保护电路，TWH8778可在28V/1A以下做高速开关。它只需要在“控制”端（第脚）加上约1.6V(最大值6V)电压,就能快速控制输出端(第、脚)负载电源的通断，控制极输入电流权50A左右。TWH8778也可以用外形、功能完全一样的同类产品QT3353直接代换。 两只继电器均用JQX4F型中功率电磁

23、继电路，触点形式为4H，使用时将4组常开触电全部关联起来，以增大带负载能力。四、整机工作原理及电路图 (1)、总电路图 （2）、整机工作原理迷惑型防盗电话控制器电路,如果你出门在外,只要你往家里打个电话,你家里的收录机就会发出声音,天黑时,室内的电灯也会亮。本电路由电源电路、信号输入电路、触发电路、驱动电路、光敏传感器、集成电子开关电路组成。电源电路由电源变压器、整流电路、滤波和稳压4部分组成，稳压部分采用三端集成器7805组成；触发电路采用NE555时基电路作为施密特触发电路，触发灵敏度高而且可靠性好；光敏传感器采用光敏三极管3DU31，它是最常见的光敏器件之一，它的敏感波长在可见光波长附近

24、，包括红外线波长和紫外线波长；集成电子开关电路采用TWH8778型功率开关集成电路，它采用TO220五脚塑封包装，TWH8778的内部没有过压、过热、过流等保护电路，TWH8778可在28V/1A以下做高速开关。当电话处于挂机状态时，电话线路L1、L2之间有4060V的直流电压，由于电容C1、C2的作用，不能触发由集成电路IC1等元件组成的延时电路。当有电话打进来时，L1、L2传来的振铃信号呈交变状态，经电容C!、C2 耦合，二极管VD1、VD2倍压整流，电容C3滤波后成一正向直流电压加至三极管V的基极，导致V饱和导通，此时IC1的（2）脚由高电平变为低电平，触发IC1置位，其输出（3）脚由低

25、电平变为高电平，电磁继电器K1得电吸合，其常开触电K1接通，导致插在电源插座CZ 中的收音机或录音机放音，可以播放电台播音节目或磁带内容。如果在天黑时，光敏三极管V2呈高阻，通过集成电路IC2的作用，电磁继电器K2吸合，其常开触点K2也接通，电灯L亮。IC1被触发后，电源通过电阻R2向电容C5充电，当C5两端的电压上升到2/3电源电压时， IC1便复位，其输出端（3）脚又变为低电平，收录机和电灯同时关闭。当有电话再次打入时，便会重复上述过程。五、元件明细表名称型号数量名称型号数量电阻10K2芯片NE555110M1TWH87781可调电阻220K1二极管1N40042电容47n21N40012

26、471三极管9013110n2光敏三极管3DU3114702变压器220V/9V1插座1继电器JRX-13F2开光SB2灯泡L1六、组装调试1.使用主要仪器及工具：电烙铁，万用表, 毫伏表、示波器、信号发生器，电路板、各种工具一套及元器件若干（见元件清单）。2. 组装与调试的方法：在制作的过程中，要注意许多细节，元件排布和焊接工艺是十分重要的。在排布的过程中，我特别注意传感器件、驻体话筒及控制器件的排布，在设计的电路中光敏电阻这传感器件一定要排在边缘，不能排在一些发光器件的周围，同时不要在光敏电阻周围排上一些会阻挡光线的器件，要让光敏电阻感光范围达到最大。至于一些其他控制器件（如开关）也要安在适合操作的方位上，并且要显眼。 至于焊接工艺，这都是平时的基本功。焊接工艺的好坏，直接关系到设计成品的质量，这必须严格要求。为了确保成品受到振动或冲击时不知脱落松动，要求焊点要有良好的机械强度；为了确保良好的导电性能，要求焊点无虚焊、焊接要可靠；为了确保焊点的形状表面光滑、清洁、无毛刺，要求用好的焊锡松香和烙铁。在焊接过程中一定要控制元件的焊接时间，要避免因加热时间过长而烧坏元件。而且焊接的连线不要有太多的焊