光控报警电路的设计仿真与实现Word格式.docx

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（2）设计要求

设计一个光控报警器，有光照时扬声器能发出音频（1000Hz左右）报警声音；

无光照时不发声报警；

或者反之，无光照时扬声器能发声报警；

有光照时不报警。

②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。

③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。

④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。

⑤选做：

利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排：

1、前半周，完成仿真设计调试；

并制作实物。

2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。

指导教师签名：

年月日

系主任（或责任教师）签名：

光控报警器电路设计

摘要

本设计主要采用光敏电阻和滑动变阻器作为电路的开关，在无光的条件下，光敏电阻的阻值非常大，以至于电路无法正常工作，同时扬声器也不会响。

在有光的条件下，光敏电阻的阻值急剧下降。

达到电路工作的要求，在NE555振荡器的作用下，扬声器发出“滴…嘟…”的声音。

从而实现电路的要求。

关键词：

光控报警555

目录

一、方案设计………………………………………………………………………………5

1.1设计任务……………………………………………………………………………5

1.2设计要求……………………………………………………………………………5

1.3设计方案以及工作原理……………………………………………………………5

二、电路的仿真与调试……………………………………………………………………6

2.1电路元件的参数选择………………………………………………………………6

2.2电路仿真的结果……………………………………………………………………6

2.3仿真的调试…………………………………………………………………………6

三、报警器的系统设计……………………………………………………………………7

3.1报警器系统的基本介绍……………………………………………………………7

3.2PCB原理图以及封装图……………………………………………………………7

3.3系统元件清单………………………………………………………………………9

四、实物的焊接与调试……………………………………………………………………9

4.1焊接出现的问题……………………………………………………………………9

4.2调试出现的问题……………………………………………………………………9

4.3解决方法……………………………………………………………………………10

五、总结……………………………………………………………………………………10

六、参考文献………………………………………………………………………………10

本科生课程设计成绩评定表………………………………………………………………11

一、方案设计

1.1设计任务

根据技术指标和已知条件，完成对光控报警电路的设计、仿真、装配与调试，并自制电源。

1.2设计要求

设计一个光控报警器，有光照时扬声器能发出音频（1000Hz左右）报警声音；

1.3设计方案以及工作原理

光敏电阻

有光条件

阻值较小

振荡器强制复位被解除

扬声器发声，指示灯亮

图1.3

工作原理：

光控报警器的电路原理图所示。

电路中555时基集成电路接成典型无稳态工作方式，光敏电阻R5与可变电阻器R4构成光控触发回路。

当R5无光照射时，呈高电阻状态，R5与R4的分压点即555型时基集成电路的4脚电位较低，若小于0．4V，555时基集成电路被强制复位，电路不振荡，BL无声，LED不发光。

若打开抽屉、文件柜等，室内光线照射到R5上时，R5受光激发，电阻值迅速下降，分压点电位升高，当大于0.4V时（少数时基电路为大于1V），强制复位被解除，电路立即产生振荡，BL就发声报警，同时LED发光。

调节电位器R4阻值，可改变分压点即555时基集成电路4脚电位的高低，从而可以调节光控报警器的灵敏度

二、电路的仿真与调试

2.1电路元件的参数选择

图2.1

振荡器的定时时间：

ln2

频率的计算公式：

2.2电路仿真的结果

由于光敏电阻的条件在仿真中不易实现，故用滑动变阻器模拟光敏电阻，当光线照射到R5上时，LED受光激发，电阻值迅速下降，分压点电位升高，当大于0.4V时（少数时基电路为大于1V），强制复位被解除，电路立即产生振荡，BL就发声报警，同时LED发光

2.3仿真的调试

在实际的电路中，扬声器可能出现不响等问题。

这时候可以通过改变滑动变阻器R4d阻值来改变电路的灵敏度。

从而保证报警器的正常工作。

三、报警器的系统设计

3.1报警器系统的基本介绍

光控报警器的系统主要分为两大部分一是直流稳压电源部分、二是报警器部分。

直流稳压电源产生6v的直流电压，而报警器在有光的条件下，扬声器会发出“嘟嘟…”

的声音。

3.1.1直流稳压电源部分

图3.1.1

3.1.2报警器部分

图3.1.2

3.2PCB原理图以及封装图

3.2.1原理图

图3.2.1

3.2.2封装图

图3.2.2

3.3.系统元件清单

3.3.1直流稳压源部分

序号

名称

规格型号

数量

1

变压器

2

整流桥

3

电容

1000u

4

0.33u

5

电阻

100

6

滑动变阻器

500

7

芯片

LM317

8

发光二极管

红

表3.3.1

3.3.2光控报警器部分

0.022u

0.01u

5k

30k

470

IC

NE555

10k

热敏电阻

9

10

扬声器

表3.3.2

四、实物的焊接与调试

4.1焊接出现的问题

1.发光二极管焊反了

2.ne555z焊反了

3.焊接的位置没有焊牢，容易松动。

4.2调试出现的问题

1，二极管不亮

2，扬声器不响

4.3解决的方法

1.检查电路是否出现焊错，焊反，以及漏焊的情况。

出现时，及时改正。

2.调节电位器，观察二极管是否亮，扬声器是否响。

如果不行，反复检查电路并调试，从而调出最佳位置。

五、总结

在设计中，运用简单的电路及已学过的模电知识，基本按要求完成了设计。

但是在实践的过程中，我们还是碰到了许多的难题。

比如，有些电子元件基本上买不到，电路板焊错，仿真软件基本上不会用等等。

在这次的设计的过程中，我在我们团队中担任电路的设计以及multisim的仿真任务和最后实物的调试工作。

实践中虽然遇到了一些困难，但是我们积极克服了。

短短的几天，虽然辛苦，但是充实且快乐，看着自己的作品有些许的成就感。

但我还是看见了我不足的地方，通过设计，我明白了我懂得东西还是远远不够的，设计当中我翻阅了大量的书籍，浏览了大量的网站，有些内容能找到却看不懂，只能自己慢慢的摸索，在仿真中不断的改变器件的参数去达到设计的目的。

通过本次课程设计，我提高了我的动手能力，以及团队合作意识。

同时也懂得了，实验的意义，让理论知识在生活中得到了实践。

六、参考文献

[1]周新民.工程实践与训练教程[M].武汉.武汉理工大学出版社.2009

[2]李娜.电工电子实习教程A[M].武汉.武汉理工大学.2016

[3]吴友宇.刘克文.模拟电子电路[M].北京.科学出版社.2014

[4]余家春.Protel 

99 

SE 

电路设计实用教程［Ｍ］北京 

中国铁道出版社，2007

[5]NE555.中文资料.XX

附件6：

本科生课程设计成绩评定表

姓名

性别

专业、班级

课程设计题目：

课程设计答辩或质疑记录：

（不少于3个问题）

1）设计中主要承担、完成了哪些任务，完成情况如何？

评定项目

评分成绩

1．选题合理、目的明确（10分）

2．设计方案正确，具有可行性、创新性（20分）

3．设计结果（软件程序）（20分）

4．态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15分）

5．设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（10分）

6．答辩（25分）

总分

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年月日