红外遥控报警器模拟电路课程设计报告

1、文档编码 : CJ5Y2B10M4M8 HR9B4P4B9G9 ZN7A4D7V2Q8- -课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路课程设计课程设计题目： 红外遥控报警器学 院 名 称： 南昌航空高校信息工程学院专业： 通信工程班级：xxxxx 班学号：xxxxxx ：xxxxx 评分：老师：2022年 4 月 28 日- word.zl- -摘要本报告表达了利用NE555p 芯片设计制作红外遥控报警器.要求当有人遮挡红外光时发出报警信号,无人遮挡红外光时报警器不工作,即不发声；依据要求,红外报警器应有两局部组成, 即红外发射电路和红外接收电路；发射电路由自激多谐振荡器、 功率放大器、红外发光二

2、极管组成；自激多谐振荡器经稳压电源产生 30Khz 的方波脉 冲,此脉冲为红外光的调制脉冲, 调制脉冲经功率放大后把握红外发光二极管发射红 外脉冲；接收电路由红外光敏晶体二极管、放大、报警电路组成；把红外脉冲信号转 换为电信号,即解调出调制脉冲,然后将此信号放大,把握报警电路器不工作；当红外脉冲被人遮挡时,那么报警器工作发出报警声,从而到达警报功能；关键字 :警报、功率放大、多谐振荡、调制、遮挡- word.zl- -目录第一章 电路设计方案与挑选 5 其次章 系统组成 6 2.1 红外遥控报警器发射电路2.2 红外遥控报警器接收电路 6 6第三章 系统原理及电路设计 7 3.1 多谐振荡电路

3、 7 3.11多谐振荡器概述 7 3.12用 555定时器构成的多谐振荡器 7 3.13工作原理 : 7 3.2 红外发射电路 8 3.21 工作原理 8 3.22 红外发射局部设计电路图 83.3 红外接收电路 8 3.31工作原理 83.32 红外接收局部设计电路图第四章 系统元件挑选和参数运算 9 10 4.1 红外发射电路 10 4.2 红外接收电路 10 4.3 元器件清单 10第五章 系统调试和结果 11 5.1 软件调试与仿真 115.2 实物制作 12- 5.3 实测波形 13word.zl- -第六章 结论 14 参考文献 15 前言随着互联网技术和信息通讯技术的飞速开展,信

4、息化、智能化技术渗透于人们生活的各个领域, 显著地改善了人们的生活 环境和生活质量, 人们的防盗意识也增强,安防行业是随着现代社会平安需求应运而生的产业；而目前安防市场设备需求的涨势仍为增长幅度最快的市场之一；现代社会对平安防范的要求越来越高,防盗报警器种类有：报警,保安器材 , 安防器材 , 平安器材 , 安防设备 , 报警器材 , GSM 报警器 , 报警系统 , 报警装置 ,防盗,报警器,安防监控,平安防护,电子报警,电子防盗,智能家居的开展就是一种观念和产品同时“ 进化的过程；门和锁具我们用了几千年,直到 20 世纪八、九十岁月,城市家庭才兴起防盗门和防盗锁,随着社会的进步和需要,人们

5、的生活水平和安防意识的提高,更先进的家用防盗产品必将成为安防消费的主流并最终取代旧的安防产品,这是社会进步的必定； 市场上大局部的报警器都比较昂贵,一般人难以承担, 红外遥控装置具有体积小、 功耗低、功能强、本钱低等特点；- word.zl- -第一章 电路设计方案与挑选从光敏二极管的特性考虑； 光敏二极管具有受光导通, 不受光截止的特性, 以可以利用光敏二极管作为开关,把握蜂鸣器的响与不响, 此为第一个方案； 在这个方案中需要第一给蜂鸣器供应一个可以使蜂鸣器响的电源,可以使直流或者自激信号, 再用二极管作为开关把握蜂鸣器所在的线路的闭合与断开；红外光敏二极管仍具有将接收到的红外线转化为电信号

6、的特点,虽然转化的电信号比较脆弱,但是可以经过放大器的放大使产生的信号中意要求,此为其次个方案；在这个方案中, 第一给发射二极管一个脉冲信号,这样才可以使接收二极管产生一个不对称脉冲信号, 同时是一个沟通信号, 再由运放使沟通信号放大, 并且需要利用三 极管的开关作用对蜂鸣器的支线进展短路或者不短路；比照两种不同的想法, 最终挑选第一种, 由于其次种方案中需要的元件更多,并 且会使用到多个芯片, 在可以到达同一个目的情形下接受电路简洁,本钱更低的方案；- word.zl- -其次章 系统组成2.1 红外遥控报警器发射电路由 555自激多谐振荡器电路产生频率为 30Khz 的方波由三极管组成的信

7、号放大电路红外信号发射局部2.2 红外遥控报警器接收电路红外信号接收局部接收的电信号的比较电路由 555自激多谐振荡器产生频率为 800Hz 的方波信号指示灯报警电路蜂鸣器报警电路- word.zl- -第三章 系统原理及电路设计3.1多谐振荡电路3.11多谐振荡器概述多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器；“ 多谐指矩形波中除了基波成特别, 仍含有丰富的高次谐波成分； 多谐振荡器没有稳态, 只有两个暂态； 在工作时, 电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源准时序电路中的时钟信号；3.12 用 555定时器构成的多谐振荡器图 3

8、.1 多谐振荡器的电路形式用 555定时器构成的多谐振荡器电路如图x.xx 所示：图中电容 C、电阻 R1 和 R2作为振荡器的定时元件, 准备着输出矩形波正、 负脉冲的宽度； 定时器的触发输入端2 脚和阀值输入端 6 脚与电容相连；集电极开路输出端7 脚接 R1、R2 相连处,用以把握电容 C 的充、放电；外界把握输入端5 脚通过 0.01uF电容接地；word.zl- - -3.13工作原理 : 图 3.2多谐振荡器的工作波形多谐振荡器的工作波形如图 3.2所示：电路接通电源的瞬时,由于电容 C 来不急充电, Vc=0V ,所以定时器状态为 1,输出 Vo 为高电平；同时,集电极输出端 7

9、 脚对地断开,电源 Vcc 对电容 C 充电,电路进入暂稳态I,此后,电路周而复始地产生周期性的输出脉冲； 多谐振荡器两个暂稳态的保护时间取决于 RC 充、放电回路的参数；暂稳态 I 的保护时间,即输出 Vo 的正向脉冲宽度 T10.7R1+R2C;暂稳态的保护 时间,即输出 Vo 的负向脉冲宽度 T20.7R2C；因此,振荡周期T=T1+T2=0.7R1+2R2C,振荡频率f=1/T ；正向脉冲宽度T1与振荡周期 T 之比称矩形波的占空比D,由上述条件可得 D=R1+R2/R1+2R2, 假设使 R2R1,那么 D1/2,即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波 方波 ；3.2红外发射电路3.

10、21 工作原理本局部电路工作原理如下：直流稳压电源给NE555 芯片供电使 555 产生自激信号,此信号经过三管脚输出给红外发射二极管,使二极管发出红外光；3.22红外发射局部设计电路图- word.zl- -3.3 红外接收电路3.31工作原理本局部工作原理如下： 当红外接收二极管接收到红外线时,接收二极管导通, 使得 555 芯片的四管脚短接,从而555芯片不工作,不会产生自激作用,因此蜂鸣器两端没有电压那么不响, 反之,当红外接收二极管没有接收到红外线时,接收二极管截止,555 芯片正常工作,给蜂鸣器供应电压,那么蜂鸣器响；3.32 红外接收局部设计电路图- word.zl- -第四章

11、系统元件挑选和参数运算4.1 红外发射电路由 555定时器和三极管构成的红外线报警器发射电路；其中 555构成多谐振荡器,取 R1=510 ,R2=2.0K,C1=10nF,此时可以到达所要求的30Khz 频率；电容 C2 的作用是抗干扰作用, 取 C2=10nF；为了爱惜 NE555 芯片,与三管脚串 联一个电阻 R3,取 R3=1.0K .理论运算结果如下：f0=1.443/R1+2R2C31.2Khz 4.2 红外接收电路所选的光敏二极管为一般型远红外光敏二极管；为了爱惜二极管,选用 R6 为 30K ；NE555 构成多谐振荡器取 R4=10k ,R5=4k ,C3=100nF,此时可

12、以到达所要求的800HZ 频率； C4 的作用是为了提高 NE555 芯片的抗干扰才能,取 C4=10nF；理论运算结果如下 : - word.zl- -f1=1.443/R4+2R5C=801.7HZ; 4.3元器件清单元件种类主要参数数量备注电阻510 、2k 、1k 、1+1+2+1+1+1 / 30k 、10k 、4k电容10nF、 100nF 3+1 均为无极性电容555 芯片NE555p 1 / 红外发射管/ 1 / 红外接收管/ 1 / 三极管2N1711 2 NPN 型蜂鸣器/ 1 / 由于 NE555 芯片具有稳固自激作用,可以产生稳固的脉冲波,可以较好的中意本课程设计的要求

13、, 在发射电路中作为二极管的发射启动器、在接收电路中为蜂鸣器供应电压源都是较好的挑选；并且NE555 芯片的造价很低,在实际应用中被普遍使用,所以使用 NE555 芯片作为本次设计的主要芯片；第五章 系统调试和结果5.1软件调试与仿真在调试的过程中, 留意了以下几个关键, 一是电源的正负不能接反； 否那么二极管很简洁被击穿或者烧掉； 二是必需确保发射电路中 否那么会导致发射二极管不工作,对应的仿真波形如图NE555 芯片产生了正常的波形,5.4；三是接收二极管的爱惜电阻必需足够大,否那么可能会导致接收二极管直接击穿；确保上述情形正确之后,再经过调试,器件正常工作,实物图如图 5.15.6 所示

14、,经过测量,记录局部数据；如表图无红外光时蜂鸣器两端的电压图有红外光时蜂鸣器两端的电压word.zl- - -图无红外光时蜂鸣器两端的频率5.2实物制作- word.zl- -5.3实测波形- word.zl- -第六章 结论- 此设计是一种分主动和被动两种方式的红外勘测报警器；它可以用于楼梯、过道、word.zl- -库房、银行、大型企业的非公开或需要保密的场合；该设计可以自己设定白天或者夜晚的工作；无论是白天仍是夜晚,红外线勘测器都能正常的工作并探测到被测物体；而且在设计中实行调制红外脉冲光的原理使用小功率发光器件也可以到达较远的探 测距离；在电源设计中药依据其主体电路及执行机构不同,要求

15、牢靠、价廉、有效益；由 于此开关在探测距离较远的范畴时是否接通取决于红外线发射的距离,因此为加强其 工作效应,设计了信号放大整形电路,脆弱的信号经过此电路加工也能使开关工作；设计成功之后, 用作业本挡在两个二极管之间,蜂鸣器响, 移开作业本蜂鸣器马上不响；这种现象实现了根本报警功能； 但就实际对报警功能的实现有一些问题必需 做一些处理, 第一接收二极管会接收来自于太阳的红外光,所以必需用黑色胶带将接 收二极管的四周掩盖, 最好将这一对二极管管尖相对； 这样才可以实现确定把握领域；除此之外,经过最终的测量,虽然各电压结果显示,系统的确是可以正常工作,但是实际的频率和要求不是很相符,导致这个情形的缘由猜想有以下几点：元器件的实际值和标值不一样, 例如电容的标值比玩拥抱测量值要大； 元件会受到环境的影响,从而导致频率的变化； 对此,应当可以有确定的改进； 在实际中挑选元件的时候全部 以万用表测量值为准；最好对电路板进展简洁封装处理,然后再进展调试；本次的红外线遥控报警器的设计时间将我们学到的学问应用到了实践,深化了对 数字电路设计和模拟电子设计的熟识,使我们在设计的实践中获得新知；学习了两年 的理论学问和实践操作, 我不仅仅得到的是课本上的东西,更重要的是通过自己的独 立动手, 老师和同学的耐心指导下, 让我学会了分析电路、 设计电路的步骤以及