光电式报警器毕业论文

江西理工大学南昌校区毕业设计（论文）题目：光电式报警器系：信息工程系专业：应用电子技术班级：08学生：孙浩铭学号：08325102指导教师：（保密）职称：讲师摘要报警器的应用非常广泛。在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。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，能在报警过程中实现对应路数的显示功能。设计电路中用到了光耦、或门等元器件。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、数字显示模块以及声光报警模块组成。各模块功能独立，可扩充性强，很有经济利用价值。光电报警器的使用简单，可靠性高，与传统的报警器相比较，光电报警器可应用的范围更加地广泛,它可应用于传统报警器不能应用的范围，如火灾探测、煤气泄露报警、交流电流越限报警、玻璃破碎探测等。关键词：光耦;或门;光电转换;数字显示;声光报警作者：孙浩铭指导老师：保密ABSTRACTAlarmiswidelyusedindailylife.Italmostwithoutexceptionusedthealarmcircuitintheautomotive,motorcyclealarm,warehousedoorsandhomesecuritysystems.Thisarticlehasdesignedaphotoelectricalarmthatthroughthelight-sensitivedevicetoconvertlightintoelectricalsignalstocontrolthedigitaldisplayandalarmcircuits.Usingsomeofthedigitallogiccircuits,itcancorrespondtolargeonestoachievethealarmduringthedisplay.Designcircuitusedinopticalcouplerandorgatecomponent,andsoon.Thealarmwasdesignedwithmodularstructure.Therearethreemodulesthatphotoelectricconversionmoduleanddigitaldisplaymoduleandthesoundandlightalarmmodule.Thefunctionsofeachmoduleareindependent,andithaswonderfulscalabilityandgreateconomicvalue.Photoelectricalarmsisusedsimply,andithighreliability.Comparedtothetraditionalalarm,photoelectricalarmismoreapplicabletowiderange.Itcanbeusedinthetraditionalrangeofalarmcannotbeapplied,suchasfiredetection,gasleakagealarm,ACcurrent-limitalarm,glassbreakdetectionandsoon.Keywords:opticalcoupler;orgate;photoelectricconversion;digitaldisplay;acousto-opticalarmAuthor:SunHaomingGuidingTeacher:bunengshuo目录第一章前言........................................1第二章设计要求.................................22.1基本设计要求.......................................22.2提高要求..........................................2第三章基本要求电路的实现...........................33.1系统工作原理及其组成...............................33.2设计方案比较和选择.................................33.3元器件介绍........................................43.4单元模块.........................................103.4.1光电转换模块................................103.4.2数字显示模块.................................113.4.3声光报警模块.................................133.5电路总体设计......................................14第四章提高要求电路的实现..........................164.1系统工作原理及其组成..............................164.2元器件介绍.......................................164.3单元模块.........................................194.3.1计数器模块设计...............................194.3.2数字显示模块.................................204.4电路总体设计......................................21第五章电路的焊接与调试............................225.1焊接注意要点.....................................225.2调试要点.........................................225.2.1基本设计电路调试.............................225.2.2提高设计电路调试.............................235.2.3两个电路的链接调试要点.......................23第六章总结......................................24致谢..............................................25参考文献............................................26附录一..............................................27附录二..............................................28江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）1第一章前言报警器分为机械式报警器和电子报警器。经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域。随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点，而且安全性能也不是很好。本次课程设计的题目是“光电报警器”，光电报警就很好的改善了这些方面。如今，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。电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。在当今高速发展的社会中，入室盗窃率的不断提高。家，学校宿舍，办公室的财产安全存在很多的隐患，当家中无人或仅有老人孩子在家或者在家熟睡，必须确保家庭成员和财产的安全。众多住宅小区，学校宿舍，办公室的安防主要是依靠安装防盗门、防盗窗以及人工防范来实现的。这样不仅有碍美观，而且还不能有效地防止小偷的侵入，而光电报警器就可很好解决这个问题。并且本人在高中时目睹了教师办公室的防盗网被锯开，电脑及贵重物品丢失的情况，所以从这件事切身地认识到了传统防盗措施是远远不够的，现在可以在窗户和门上安上这种光电报警器，这样可以更有效地防盗，并且还可以通过无线主机，实现远程监控，减少不少物力和财力，它可广泛地应用于智能化小区,宿舍，办公室，金融部门的储蓄网点,写字楼,仓库,企事业单位等分散营业场所的安全防范中。江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）2第二章设计要求2.1基本设计要求1.设计双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。2.数码管显示被遮挡的路数，无遮挡时数码管显0，1路被遮挡时数码管显1，2路被遮挡时数码管显2，同时被遮挡时数码管显3。3．电压为5V。【主要参考元件】：光耦（H92B4）对管，555，74LS32，CD4511，数码管，蜂鸣器，发光二极管。2.2提高要求1.设计两位数码显示计数器，对报警的次数计数，并且数码显示。2.具有清零功能。3.电压为5V。【参考元件】：74160,CD4511,数码管，按键开关，二极管（IN4148）。江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）3第三章基本要求电路的实现3.1系统工作原理及其组成本设计首先接通电源通过光耦将光信号转化成电信号。输出的信号通过74LS247译码器使共阳数码管显示不同的数字，通过74LS32或门驱动555定时器构成的多谐振荡电路使蜂鸣器和发光二极管发出间歇式声光报警。图3-1工作原理框图3.2设计方案比较和选择方案一：接通电源通过对管的发送和接收，输出高低电平，通过CD4511译码器使LED显示不同的数字，再由74LS32或门和555多谐振荡器来实现有选择的间歇式光电报警器。图3-2当接通电源的时候，发光管发出红外光，接收管导通，从A点输出低电平，光控电路光控电路显示译码数码显示触发信号多谐振荡声光报警江西理工大学2011届本科生毕业设计（论文）4当有东西遮在两个管子中间时，接收管断开，从A点输出高电平，见图3-2。方案二：接通电源通过光耦的导通和断开，输出高低电平，通过CD4511译码器使LED显示不同的数字，再由74LS32或门和555多谐振荡器来实现有选择的间歇式光电报警器。图3-3当接通电源的时候，光耦内部的光敏三极管导通，从B点输出低电平，当有东西遮在光耦的U型槽中时，光敏三极管断开，从B点输出高电平，见图3-3。比较上述两种方案，都是将光信号转化为电信号输出高低电平，经过译码器驱动数码管显示不同的数字，同时通过输出的高低电平经或门来控制555构成的多谐振荡器。主要不同之出就在于光电转换电路的选择，经过实验检测第一种方案输出的高电平比较低，致使数码管的亮度不是很高，要加个放大电路才能增加数码管的亮度，而第二种方案却不用加放大电路。虽然光耦的成本比对管高一些，但是实验电路和步骤较简单，而且光耦的发射和接收都在一个器件中灵敏度比对管要高，综合来看，选择第二种方案。3.3元器件介绍1光耦（H92B4）：光耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。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