光电报警器- 王康 -学号

课程设计课程名称光电子学课程设计题目名称光电报警器设计专业班级光信息科学与技术学生姓名学号指导教师二○一四年六月十二日**学院数学与物理系课程设计任务书课程光电子学课程设计学生姓名指导教师曾爱云题目光电报警器设计完成时间2014.6.16-2014.6.212014.6.30-2014.7.5主要内容要求完成以下设计任务：（1）采用双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警；（2）采用LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3；（3）采用5V供电。设计报告要求1．封面：（学校统一模板）2．课程设计任务书3．课程设计报告：⑴摘要和目录⑵正文（主要原理及公式、设计电路图、软件模拟程序及设计结果等）⑶心得体会和参考资料说明：学生完成课程设计后，提交课程设计报告及设计图或软件，文字不少于3500字，并装订成册。版面要求1.目录格式：标题“目录”（三号、黑体、居中）；章标题（四号字、黑体、居左）；节标题（小四号字、宋体、居左）；页码（小四号字、居右）2.页边距：上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订；3.字体：章标题，四号字、黑体、居中；节标题，小四号字、黑体、居左；4.正文用小四号宋体，行距为1.5倍行距；页码：底部居中，五号；设计时间安排1.2014.6.16做课程设计具体实施安排和课程报告格式要求说明2.2014.6.16-6.19查阅相关文献资料，并复习所设计内容的基本理论知识3.2014.6.19-6.21利用所查阅资料和实验室现有仪器进行系统设计，完成2014.6.30-7.4设计报告的撰写。4.2014.7.5提交课程设计报告，进行答辩。参考资料学生签名：指导教师签名：教研室主任签名：系主任签名：光电报警器课程设计前言本次课程设计的题目是“光电报警器”。光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。摘要本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件把光信号转换成电信号，控制数码管的显示以及报警电路。利用了部分数字逻辑电路，实现能在报警过程中实现对应路数的显示功能。该报警器的设计采用模块化结构，有三个模块即光电转换模块、定时模块以及显示模块。关键词：光耦，或门，555多谐振荡，光电转换，数字显示，声光报警目录前言 1第一章：基本设计要求 11.1基本设计任务及要求 1第二章：电路设计原理 12.1系统工作原理及其组成 12.2元器件介绍 12.3单元模块 62.3.1光电转换模块 62.3.2数字显示模块 82.3.3声光报警模块 92.4电路总体设计及电路工作原理 9第三章：实验调试与分析（Multisim仿真） 11心得体会 12参考文献 13附录 14电路总体设计电路图见图2.4—1。根据设计要求没有光路被遮挡时数码管显示0，光路1被遮挡时数码管显示1，光路2被遮挡时数码管显示2，两条光路都被遮挡时数码管显示3，所以可以得到一真值表见表2.5—1。表2.4—1DADBAB0000010110101111当两条光路中有一条或全部被遮挡住时，就发出声光报警，即两条光路中只要有一条输出为“1”时555的4端口就输入“1”，可以根据此要求列出真值表见表2.4—2。表2.4—2ABC000011101111根据真值表可得C=A+B，所以在A、B与C之间用或门74LS32N来连接。电路工作原理：本电路由3部分组成：电信号转化为数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。通过光照光敏三极管输出高低电平来控制来控制，74LS47N显示数字是哪一路被挡住，同时，由555报警器发出间歇式的报警声。电路设计：小功率的发光二极管正常工作电流是在10mA~30mA范围内，根据欧姆定律得I=U/R,U=5V,10mA<I<30mA所以选择了510Ω的电阻与红外发光二极管串联。芯片74LS47N是驱动共阳数码管的翻译器。，倘若数码管显示的太亮，就要增大电阻的阻值来调节其亮度。综上所述，电路设计完毕。第三章:实验调试与分析（Multisim仿真）本文中，用的软件为Multisim12.0软件。在Multisim软件上，创建电路，放置各个需要的元器件，放置好之后，检查各个器件的参数有无错误。再进行仿真测试，闭合仿真开关。用开关的闭合与断开，模拟被遮挡的路数。开关都断开时，被遮挡的路数为2，有报警声，显示器显示为3.当开关1闭合，2断开时，被遮挡的路数为1，有报警声，显示器显示为2。当开关2闭合，开关1断开时，被遮挡额路数为1，有报警声，显示器显示为1.当开关1和2同时闭合即被遮挡的路数为0时，无报警声，显示器显示为0。如果仿真测试结果，满足上述4种情况，那么仿真成功，电路可正常运行，模拟调试成功。心得体会本次课程设计，通过对“光电报警器”的设计、Multisim软件安装以及调试，我从中学到了不少知识。进一步加深了我对平时所学理论知识的理解和掌握，也明白到要把所学知识运用到实践中，不只重视理论，也要考虑所学的东西能够用到哪些方面。这次实训也让我接触了很多新知识，巩固了旧知识，锻炼了自己的动手能力，丰富了经验，对以后的学习工作都很有帮助，可以说是受益匪浅。再次反过来思考这个电路，整个电路简单明了，可以根据此电路图应用到各个领域中，可以说十分有利用价值。在本次课程设计中我也遇到了很多困难，比如方案的比较与选择、电路的调试等，后来经过同学、老师的帮助以及翻阅资料等解决了问题，让我认识到做何事情都要有耐心。而且，只有我们付出努力就一定会成功。感谢在我做课程设计过程中提供给我们帮助的老师和同学们！在本次课程设计中，从该课程设计构思、写作以及各个环节，经过老师和同学的帮助，让我得以最终完成课程设计。虽然比较艰难，但是我还是充满喜悦感，因为经过努力我们完成了目标。再次感谢所有给予我们帮助的人！由于经验匮乏、能力有限，设计中难免会有出错的地方，希望老师能够多多指教。最后，我要向百忙中抽空对本课程设计进行审阅、评议和参与本课程设计答辩的老师表示衷心的感谢！参考文献王艳春，《电子技术试验与Multisim仿真》，合肥工业大学出版社杨素行，《模拟电子技术基础简明教程》，高等教育出版社余孟尝，《数字电子技术基础简明教程》，高等教育出版社附录一电路设计总电路图附录二元器件清单序号名称型号数量1光耦H92B422芯片74LS32N13芯片74LS47N14电阻55525电阻510Ω26电阻1KΩ37电阻3KΩ28电阻4.7KΩ19电阻6KΩ210电阻20KΩ211电容1uF112电容10nF