红外线感应防盗报警设计毕业论文

张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书目录摘................................................................................................................................2第1章引言........................................................................................................................31.1设计概述..........................................................................................................................31.2设计目标与意义..............................................................................................................41.3章节安排..........................................................................................................................4第2章方案论证与选型........................................................................................................52.1方案论证与选择..............................................................................................................52.1.1方案一.......................................................................................................................52.1.2方案二.......................................................................................................................52.2方案确定..........................................................................................................................5第3章硬件电路设计............................................................................................................63.1硬件系统总体设计..........................................................................................................63.2硬件所用芯片及元件介绍..............................................................................................63.2.1555的介绍................................................................................................................63.2.2发光二极管的介绍...................................................................................................83.2.3LM358的介绍.........................................................................................................113.2.4一体化红外接收头的介绍.....................................................................................123.2.5BJT开关电路的介绍...............................................................................................133.2.6Multisim仿真软件的应用...................................................................................153.3硬件各部分原理...........................................................................................................163.3.1红外线发射电路设计组成.....................................................................................163.3.2红外接收电路.........................................................................................................183.3.3LM358电压比较电路.............................................................................................193.3.4三极管开关电路工作原理.....................................................................................193.3.5.................................................................................................................20第4章..................................................................................................................234.1调试的设备...................................................................................................................234.2调试步骤.......................................................................................................................234.3故障分析.......................................................................................................................23第5章产品使用说明..........................................................................................................255.1功能描述.......................................................................................................................255.2使用说明.......................................................................................................................25第6章..................................................................................................................26参考文献.........................................................................................................................27......................................................................................................................................81张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书摘要家庭的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。保装置中得到了广泛应用，通过红外线发射机和接收系统来感应是否有人闯入，系统以时基电路NE555发展前景，系统的基本电路结构和系统的设计。关键字：报警器、NE555时基电路、红外线发射、红外线接收。2张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书第1章引言1.1设计概述发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。如果探测到有异常，就会报警。的温度高于0越高的物体辐射出的红外线越强，当感应到环境中存在高出背景强度的辐射时,就触发报警。几百米远的接收装置辐射一束红外线，当被遮断时，接收装置即发出报警信号，的红外光束，射向接收端，如图1.1所示。图1.1红外线报警器主动式源，入侵者难以发觉与躲避，防御界线非常明确。主动式红外报警器是点型、线型探测装置，除了用作单机的点警戒和线警戒外，为了在更大范围有效地防范，3张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书成立体警戒区。单光路由一个发射器和一个接收器组成。交叉误射；多光路构成警戒面；反射单光路构成警戒区。1.2设计目标与意义分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。的先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器。还有红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器,触摸式防盗报警器,红外报警器,红外线声先报警器。防盗报警系统是在探测到防范现场有入侵者时能及时发出报警信号的专用电子系统，一般由探测器（报警器）、传输系统和报警控制器组成。探测器检测警信号[7]。探测器（报警器）的种类很多，按所探测的物理量的不同，可分为微波、红外、激光、超声波和振动等方式；按电信号传输方式不同，又可分为无线传输和有线传输两种方式[8]。由于红外线是不见光，有很强的隐蔽性和保密大公司财政机构，价格高昂，一般人们难以接受，如果再设计和生产一种价廉、财产安全方面发挥更加有效的作用。1.3章节安排第六部分是产品的使用说明。4张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书第2章方案论证与选型2.1方案论证与选择2.1.1方案一接收机组成，发射机是由电源、发光源和控制电路组成。接收机由光电传感器、外光束被遮挡，接收机收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经适当处理，栏等。一般应用在周界防范居多，最大的优点就是防范距离远。2.1.2方案二利用51单片机为核心，外接热释电红传感器，能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射，并将其转化为相应的电信号输出，平时传感器输出低电平，包含如下结构：热释电红外传探头电路、报警电路、单片机、复位电路、LED显示控制电路及相关的控制管理软件组成。2.2方案确定度较高，抗干扰能力强，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定的要求，也符合设计要求中用ne555警系统。5张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书第3章硬件电路设计3.1硬件系统总体设计本设计将由以下几大部分组成。包括：红外线发射电路，红外线接收电路，比较电路，报警电路四大部分组成，下图3.1为总体设计框图。红外线接收电路报警电路比较电路图3.1系统总体设计框图3.2硬件所用芯片及元件介绍3.2.1555的介绍极广，可由几微秒至几小时之久。出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜，引脚图如图3.2所示。图3.2555引脚功能电路图6张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书Pin1(接地)-地线(或共同接地)，通常被连接到电路共同接地。Pin2(触发点)-这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3VCC，下缘须低于1/3VCC。Pin3(输出)-当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7O流大约200mA。Pin4(重置)-一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。Pin5(控制)-这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。Pin6(重置锁定)-Pin6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3VCC电压以下移至2/3VCC以上时启动这个动作。Pin7(放电)-这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。Pin8(V+)-这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5V(MIN)至+16V(MAX)，如图3.3所示。NE555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于555电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入7张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V—3V，输出电流可达可在5V—18V范围内使用。NE555定时器工作时过程分析如下：5脚0.01uF电容接地，比较器C1和C2的比较电压为：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。当VI1＞2/3VCC，VI2＞1/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0，G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。当VI1＜2/3VCC，VI2＞1/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。当VI1＞2/3VCC，VI2＜1/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器两端都被置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。当VI1＜2/3VCC，VI2＜1/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。3.2.2发光二极管的介绍红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在760纳米（nm）至1毫米（mm）之间，比红光长的非可见光。高于绝对零度（-273.15℃）的物质都与远红外线。含热能，太阳的热量主要通过红外线传到地球。红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由英国科学家赫歇尔于1800年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒介。1.介绍：红外线二极管由红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN结，外加正向偏压向PNCCD黑白能发出红外线的二极管，通常应用于遥控器等场合。2.电流—电压特性：8张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书红外线二极管阳极（P极）电压加正，阴极（N极）电压加负，此时二极管所加之电压为正向电压，同时亦产生正向电流，提供了红外线发光二极管发射出光束的能量，其发光的条件与一般的发光二极管(LED)一样，只是红外线为不可见光。一般而言砷化镓的红外线发光二极体约须1V，而镓质的红色发光二极管切入电压约须1.8V；绿色发光二极管切入电压约须2.0V左右。当加入之电压超过切入电压之后，电流便急速上升，而周围温度对二极管的切入电压影响亦很大，当温度较高时，将使其切入电压数值降低，反之，切入电压升高。红外线发光二极管工作在反向电压时，只有微小的漏电流，但反向电压超过崩4极管反向耐压之值约为3-6V，在使用时尽量避免有此一情形发生。3.方向特性：100%，指向性越灵敏。一般使用红外线发光二极管均附有透镜，使其指向性更灵敏。4.发射束电流特性：一般可见光的发光二极管其输出光的强度是以光度表示之，而不可见光如红外线发光二极管其输出光的能量大小，是以发射束Fe表示，其单位为瓦特。性曲线。同时，发射束亦受周围温度影响，温度下降时，发射束反而增强；温度上升时，则下降（正向电流一般都有一固定值），然而因热损失之故，元件上的温度便形增加，如此发光效率就会受到影响而降低。5.简易测试：高亮度LED、红外LED、光电三极管外形是一样的，非常容易搞混，因此需要通过简易测试将它们区分出来。用指针式万用表(1k挡)黑表笔接阳极、红表笔接阴极(应采用带夹子的表笔)测得正向电阻在20～40kΩ；黑表笔接阴极、红表笔接阳极测得反向电阻大于500kΩ以上者是红外发光二极管。透明树脂封装的可用目测法：有圆形浅盘的极是负极。若正向电阻在200kΩ以上(或指针微动)，反向电阻接近∞者是普通发光二极管。若黑表笔接短脚，红表笔接长脚，遮住光线时电阻大于200kΩ，有光照射时阻值随光线强弱而变化(光线强时，电红外发光二极管的好坏,可以按照测试普通硅二极管正反向电阻的办法进行测试。测量红外发光二极管正向电阻将万用表置于“R×10k”挡,黑表笔接红外发光二极管正极,红表笔接负极,测量红外发光二极管的正、反向电阻。正常时,正向电阻值约为15-40kΩ(此值越小越好),反向电阻大9张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书于500kΩ。向电阻值远远小于500kΩ,则说明该红外发光二极管漏电损坏。6.红外线二极管包装与外形：管的外型，如图3.4所示。图3.4红外线二极管实物图7.红外线二极管的应用：主要应用于彩电、录像机、影碟机、音响装置、空调器控制板，游戏机、投币机、遥控器、红外线摄像头、电子仪表，电表，水表，各种安防设备，各类红外遥控的产品系统中。8.红外接收二极管简介：视盘机以及录像机等。用途：它广泛用于各种家用电器的遥控接收器中，如音响、彩色电视机、空调器、VCD视盘机以及录像机等。红外接收二极管能很好地接收红外发光二极管发射的波长为940nm的红外光信号，而对于其他波长的光线则不能接收。因而保证了接收的准确性和灵敏度。结构原理：特性的PN结，它被封装在管壳内。发光二极管管芯的光敏面是通过扩散工艺在N型单晶硅上形成的一层薄膜。光敏二极管的管芯以及管芯上的PN结面积做得较大，而管芯上的电极面积做得较小，PN结的结深比普通半导体二极管做得浅，10张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书这些结构上的特点都是为了提高光电转换的能力。另外，与普通半导体二极管一样，在硅片上生长了一层SiO2保护层，它把PN结的边缘保护起来，从而提高了管子的稳定性，减少了暗电流。红外接收二极管与普通光敏二极管一样，它的PN结具有单向导电性，因此，实际应用中要的反向饱和漏电流，一般为1X10-8—1X10-9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止;当有光照射时，PN结附近受光子的轰击，半导体内被束缚的价电子吸收光子能量而被击发产生电子一空穴对OP区和N高，在反向电压作用下，反向饱和漏电流大大增加，形成光电流，该光电流随入射光强度的变化而相应变化。光电流通过负载RL时，在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号。3.2.3LM358的介绍LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合，如图3.5所示。图3.5LM358引脚图1.相关特性内部频率补偿；直流电压增益高(约100dB)；单位增益频带宽(约1MHz)；电源电压范围宽：单电源(3—30V)；11张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书双电源(±1.5一±15V)；低功耗电流，适合于电池供电，低输入偏流；低输入失调电压和失调电流；共模输入电压范围宽，包括接地；差模输入电压范围宽，等于电源电压范围；输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V)。2.主要参数输入偏置电流45MA；输入失调电流50nA；输入失调电压2.9MV；输入共模电压最大值VCC~1.5V；共模抑制比80dB；电源抑制比100dB。3.2.4一体化红外接收头的介绍1.概述CHQ0038L是一种用于红外遥控接收或其他方面的小型一体化接收头，中心频率为38KHZ，可改善自然光的干扰，独立的PIN二极管同前置放大器集成在同一封装上。2.特性PCM进了对电场的防护性；电源电压5V低功耗；输出电平兼容TTLCOMS，如图3.6所示。图3.6CHQ0038L内部框图3.技术参数接收距离：2-20M；脚距：2.54MM；接收角度：±45度。12张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书3.2.5BJT开关电路的介绍根据要控制的负载合理选用集电极限流电阻RC(若负载内阻够大，Vcc合适也可不用RC)，使三极管饱和导通时的电流大于或等于负载正常工作电流，但注0.70.3V）。必须低于0.7Vin值低于0.3伏特。流传送到负载上，则三极管的集电极与射极必须短路，就像机械开关的闭合动VinVcc均跨在负载电阻上，如此则VcE便接近于0，而使三极管的集电极和射极几乎呈短路。在理想状况下，根据欧姆定律三极管呈饱和时，其集电极电流应该为﹕IC和IB增益，对某些三极管而言，其交流β值和直流β值之间，有着甚大的差异。欲使开关闭合，则其Vin值必须够高，以送出超过或等于(式1)式所要求的最低Vin可由下式来求解﹕Vin=Ib(饱和)*Rb+0.6V，一旦基极电压超过或等于Vin所求得的R1上，而完成了开关的闭合动作。BJT3.7所示为一个共发射极晶体三极管开关电路。图3.7BJT开关工作状态图13张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书图中BJT为NPNRbRc三极管T的基极bc及发射极e形成开关两个端点，由b极来控制其开闭，c.e两端的电压即为开关电路的输出电压Uo。当输入电压Vi为高电平时，晶体管导通，相当于开关闭合，所以集电极电压Vc≈0，即输出低电平，而集电极电流ic≈Vcc/Rc。当输入电压Vi为低电平时，由图可见，晶体管截止，相当于开关断开，所以得集电极电流ic≈0，而集电极电压Vc≈Vcc，即输出为高电平。这就是晶体三极管的理想稳态开关特性。个工作区，即截止区、放大区、饱和区,如图3.7(b)所示。使晶体三极管工作于开关的断开状态，就应该使之工作于截止区，发射极电流iE=0，这时晶体三极管处于截止状态，相当于开关断开。集电结加有反向电压，集电极电流并不是为0，而等于-ICBO。VCC极管基极电流iB=0时，晶体管并未进入截止状态，这时=Ic=Iceo还是较大的。电极反向饱和电流ICBO，Ib=-ICBO，iE=0，为临界截止状态。进一步加大基极VBO为反向饱和电流Iebo，这时晶体管进入截止状态Ib=-(ICBO+IEBO)，iC=ICBO。随着基极电流Ib,的增加基极电位VB升高，而随着集电极电流Ic的增加，集电极电位VC却下降。当基极电流iB增大到一定值时，将出现VBE=VCE的情况。这时集电结为Ic,Ib为正向偏置，集电结位垒降低，集电区电子也将注入基区，从而使集电极电流Ic随基极电流Ib的增大而增大的速度减小。这时在基区存储大量多余电子-空穴对，当iB继续增大时，iC基本维持不Ib失去对Ic时称晶体管工作于饱和状态。一般地说，在饱和状态时饱和压降VBE(sat)近似等于0.7V，VCE(sat)近似等于0.3V。由图3.7(a)可看出，集电极电流Ic的增加受外电路的限制。由电路可得出iC的最大值为ICM=VCC/RC。晶体管进入饱和状态，基极电流增大，集电极14张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书电流变化很小，即iC=ICS=(VCC-VBE(sat))/RC晶体管处于临界饱和时的基极电流为IBS=ICS/β=(VCC-VBE(sat))/βRC。多余电子-空穴对而呈饱和状态。3.2.6Multisim仿真软件的应用Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim是一个完整的集成化设计环境。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际仿真分析能力。为适应不同的应用场合，Multisim推出了许多版本，用户可以根据自己的需要加以选择。特点：(1)直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。(2)丰富的元器件库：Multisim大大扩充了EWB的元器件库，包括基本元和CMOS数字及其他各种部件，liT公司网站或其代理商获得元件模型的扩充和更新服务。(3)丰富的测试仪器：除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，Multisim新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。尤其与EWB不同的是：所有仪器均可多台同时调用。(4)完备的分析手段：除了EWB提供的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点一零点分析、传输函数分析、灵敏度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗分析外，Multisim射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。15张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书3.3硬件各部分原理下面介绍红外线发射电路、接收电路，比较电路和报警电路的原理与分析。3.3.1红外线发射电路设计组成1.红外发射电路工作原理红外线发射部分由电阻C2和555定时器构成多谐振荡器，555定时器3角输出正玄波，通过三极管Q1放大导通后发送给红外线发射二极管，当电路接通+5V后，电路开始工作，由红外线二极管发出信号。发射机以NE555为核心组成无稳态多谐振荡器、电路只要一加上电压VCC，振荡器便能起振，刚通电时，由于C2上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平为低电NE555通过T1=0.7R1C2，当C2上的电压充到阈值电平2/3VCC时，NE555复位，3脚转呈低电平，此时C2通过D2,R2放电，555内部的放电时间T2=0.73R2C2,设占空比为D，D=R1/(R1+R2)，振荡频率F=1.44/(R1+2R2)*C2,由于元器件差异当可调电阻R2调到20.5K时，频率为38KHz、占空比约为30%的振荡器，振荡信号经过3脚输出，加至输出Q1基极，由Q1驱动红外发光二极管LED1,LED2发射红外线出去。图3.8555工作时的波形图电路基本思路已经明确，接下来就是参数的选择了，在本设计中，产生一个38KHZ的报警声音，要实现这个要求，需多加一片555芯片，用它做多谐振荡器产生38KHZ频率，555定时器做多谐振荡，若2、6脚相接，就可以形成多谐振荡，外接电容C通过R1、R2、充电，而放电电流仅通过R2。根据公式充电时间：T1=(R1+R2)Cln(Ucc-1/3Ucc)/(Ucc-2/3Ucc)=(R1+R2)Cln216张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书=0.7(R1+R2)C；放电时间：T2=R2C1n(0-2/3Ucc)/(0-1/3Ucc)=R2CIn2=0.7R2C；周期:T=T1+T=0.7(R1+R2)C；占空比：D=T1/T2=R1/R1+R2。由公式计算：由于频率为38KHZ,电容C1选择0.001UF,因为R2远大于R1,计算出电阻值R1、R2选择值约为10在进行设计时，最重要的是在IF电流的控制，设计出的驱动电流IF不能太大，若大于IF(max)则元件有烧毁之虑，IF若太小，则其发射束就会变小。通过查阅资料可知IF(max)在40MA左右，通过计算可得限流R3电阻的最小值为5欧。如图3.9所示。图3.9红外线发射图2.1940nm红外发射二极管参数工作电压：1.5—2.5V；发射距离：2-20M；发射角度：±45度。1N4148、可调电阻R2、电容C1、C2、NE555时基芯片以及电阻器R1、R3、R4组成。如下图所示3.10为555定时器3脚的输出波形；17张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书3.10555定时器3脚的输出波形3.3.2红外接收电路1.红外接收头工作原理数据“0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号周期上，单片中断间隔的时间从而获取数据。重点是找到数据“0”与“1”间的波形差别。3据信号，如图3.11所示。图3.11红外线接收电路图张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书电路中选用0038L38KHZ续输出低电平。图中C1，C2用于防干扰，R3，R4用于限流。3.3.3LM358电压比较电路电压比较器的功能：比较两个电压Uo1，Uo2的大小（用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小）。电压比较电路工作原理：电路中LM358分压给同相端参考电压，与红外接收头输出端接运放的反相输入端进行比较，输出高低电平控制开关电路。工作原理：当红外接收头接到红外线时输出低电平，由于U1同相端电压为0V小于反相端参考电压2.5V,,Uo1输出端输出低电平。当红外接收头没接收到红外线时，输出高电平，由于U1同相端电压为5V大于反相端电压2.5V，Uo2输出高电平，U2工作原理同上。电路中D1,D2作用是利用二极管的单向导电性，以不至于Uo1，Uo2输出电压相互影响，如图3.12所示。图3.12电压比较器电路图3.3.4三极管开关电路工作原理1.简介：本产品选用的三极管是8050是非常常见的NPN型晶体三极管，在各种放大电路，开关电路中经常看到它，应用范围很广，如图3.13所示。19张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书图3.13三极管开关电路图2.8050三极管参数：集电极电流：0.5A；直流电增益：85-300；集电极--基极电压：40V；集电极--基极饱和压降：0.5V；基极--发射极电压：1V。3.工作原理：根据上述BJT开关设计原理。如图当U0输入个高电平时,Ib（饱和）=Vcc/βRc三极管将饱和导通，Uce≈0，集电极输出低电平，由于Q1集电极接在Q2基极，将Q2基极电位也拉低，Q2饱和导通，Uce≈0，Q2集电极输出5V给报警电路供电工作。3.3.5报警电路电路由两只555组成，它们都工作在多谐振荡状态，A1的工作在低频率状态，A2的工作在高频率状态，电路只要一加上电压VCC，振荡器便能起振，刚通电时，由于C3上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平为低电位，使NE555置位，3脚呈高电平。C2通过R1对其充电，充电时间T1=0.7R1C2，当C2上的电压充到阈值电平2/3VCC时，NE555复位，3脚转呈低电平，此时C2通过R2放电，555内部的放电时间T2=0.7R2C2,其频率为：f1=1.44／(R1+2R4)C3该频率由A1的3R5用来控制A23.14所示。20张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书图3.14报警电路图A2因为555的5脚控制端如果外接一个参考电压，则可以改变触发电平值，当A1的3脚输出方波为低电平时，LED1加上正向电压导通，LED2反偏截止，因此LED1点亮，在通过R5，加到A2的5脚，A2的振荡频率就变低，当A1的3脚输出为高电平时，LED1加上反向电压截止，LED2加上正向电压导通，因此LED2点亮，通过R5接到A2的5脚使得振荡频率变高，其变化的信号通过电解电容C4，使扬声器发出高、低音交错的警叫声，近似于警笛声,可以通过改变R3、R2、C1的值，警叫声的频率也会发出相应的变化。如下图3.15为555定时器3脚的输出波形；21张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书在本设计中，产生一个38KHZ的报警声音，要实现这个要求，需多加一片555芯片，用它做多谐振荡器产生38KHZ频率，555定时器做多谐振荡，若2、6脚相接，就可以形成多谐振荡，外接电容C通过R1、R2、充电，而放电电流仅通过R2。根据公式充电时间：T1=(R1+R2)Cln(Ucc-1/3Ucc)/(Ucc-2/3Ucc)=(R1+R2)Cln2=0.7(R1+R2)C；放电时间：T2=R2C1n(0-2/3Ucc)/(0-1/3Ucc)=R2CIn2=0.7R2C；周期:T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C；占空比：D=T1/T2=R1/R1+2R2。由公式计算：由于频率为38KHZ,电容C1选择0.01UF,因为R2远大于R3,计算出电阻值R3、R2选择值约为10千欧、100千欧；同理R1，R4选择10千欧，200千欧。555工作时的波形图如图3.16所示。图3.16555工作时的波形图22张家界航空工业职业技术学院毕业设计说明书第4章产品调试4.1调试的设备调试过程中所需要的设备见表4-1。表4-1示波器测试4.2调试步骤1、检