敲击防盗报警装置的设计.docVIP

敲击防盗报警装置的设计 姓 名 李昊 学 号 院、系、部 电气工程系 班 号 方1110-4 完成时间 2014年6月23日 目　录 第1章　设计目的 1 第2章　设计要求 1 第3章　硬件电路设计 1 3.1　系统组成 1 3.2　压电传感器 2 3.3　压电式传感器选型 2 3.4　555定时器 2 3.4.1　555定时器的结构 2 3.4.2　555定时器的工作原理 3 3.5　输出电路 3 3.5.1　继电器 3 3.5.2　LED灯 4 3.6　总电路图 4 3.7　仿真图 5 3.8　参数计算 6 3.8.1　输出脉冲宽度 6 3.8.2　恢复时间 6 3.8.3　最高工作频率 6 第4章　制作使用 6 4.1　实物图 6 4.2　误差分析 7 4.2.1　LED灯不能亮的误差分析 7 4.2.2　延时电路误差分析 7 第5章　设计总结 8 参考文献 9 第1章　设计目的 随着我国全面小康建设步伐的加快，人们的生活水平有了很大的提高，同时，社会人口的流动性大大增加，社会结构和社会治安问题日趋复杂，人们对家庭生命财产的安全越来越重视。因此，人们生活中逐渐引入报警装置，用来预防抢劫、盗窃等意外事件的发生。防盗报警器，是对用于发生警情、危险、紧急情况等状况下一声音、光线、气压等形式发出报警的电子产品的统称。所以此次课题设计了一个由压电式传感器、单稳态触发电路及驱动电路组成可实现敲击报警的装置。 第2章　设计要求 设计一个由电压式传感器、单稳态触发电路及驱动电路组成可以实现敲击报警的装置。要求实现其基本功能，画出设计电路图。要求传感器粘贴在门窗玻璃上，当有人敲击玻璃或击碎玻璃时，传感器将输出一串脉冲信号，该信号送入555集成电路，是引脚3输出高电平，继电器工作，相应报警电路接通LED灯亮，并且要求延时体现。主要技术指标：工作电压；应用555定时器；也可考虑用三极管加定时器。 第3章　硬件电路设计 3.1　系统组成 题目要求设计一个敲击式防盗报警系统，整个系统将由压电传感器、555构成的单稳态触发器、驱动LED这几个模块系统组成。　　系统硬件结构框图如图3-1所示。 图3-1　系统框图 3.2　压电传感器 压电传感器是利用某些电介质受力后产生的制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。 图3-2　自由电荷示意图 3.3　压电式传感器选型 本设计的压电式传感器选用的是压电陶瓷片。本次选用的是直径为27毫米的压电陶瓷片。由一个压电陶瓷和一个金属片组成。其型号为BH350-3AA。 3.4　555定时器 3.4.1　555定时器的结构 Pin 2 (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，下缘须低于。 Pin 3 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1.7伏的高电位。周期的结束输出回到伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200。 Pin 5 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。 Pin 7 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。 图3-3　555定时器结构及引脚图 3.4.2　555定时器的工作原理 它含有两个电压比较器，一个基本触发器，一个放电开关，比较器的参考电压由三只的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器同相比较端和低电平比较器的反相输入端的参考电平为和和的输出端控制触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接。是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。图3-4为系统总设计原理图，由555定时器构成的单稳态电路没有信号时单稳态是稳定的，当压电元件受到挤压时产生一个高电平，经过反相器后变为低电平输入到2管脚，单稳态电路被破坏555定时器转入暂稳态，此时管脚3输出一个高电平驱动LED灯发光，暂稳态不是稳定状态，