光电课程设计研究报告光电报警系统设计与实现.docVIP

课程设计总结报告 课程名称： 《光电技术》课程设计 学生姓名： 系 别： 物理与电子学院 专 业： 电子科学与技术 指导教师： 2012年 05 月20日 目 录 一、设计任务书 1 二、实验仪器 1 三、设计框图及整体概述 2 四、各单元电路的设计方案及原理说明 3 五、调试过程及结果 7 六、设计、安装及调试中的体会 9 七、附录 10 一、设计任务书 1、课题 光电报警系统设计与实现。 2、目的 （1）本课程设计的基本目的在于巩固电子技术、光电技术、感测技术以及传感器原理等方面的理论知识，从系统角度出发，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力严谨作风通过电路设计、安装调试等环节，初步掌握设计方法和，逐步熟悉开展实践的程序和方法。 （2）通过本电路的设计、安装及调试，掌握简单的光与电的接口设计。巩固模电、数字和光电课程相关知识，熟悉DXP2004 软件的使用。 3、设计要求 （1）基本要求 用构成占空比为0.5多谐振荡器作发光二极管的调制电源，并对参数选择进行分析说明；选用构成比较放大器进行报警电路设计；画出所做实验的全部电路图，并注明参数；记录调试完成后示波器输出的各测量点电压波形。 二、实验仪器 万用表 1台 多功能面包板 1块 直流稳压电源 1台 ..双通道数字存储示波器 1台 三、设计框图及整体概述 光电报警系统是一种重要的监视系统。目前其种类日益增多。有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统；也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。红外报警系统是各种报警器中使用最多的一种，它是利用在红外波段的光电探测器制作的一种光电探测系统。常用的红外报警器，按其工作方式可分为被动式和主动式两种。 被动式红外报警器只有接收部分，当有人和物体进入其监视范围之内时，人或物体发出的红外辐射被相应的红外探测器接收后，经过信号放大和处理，就会发出报警。 主动式红外报警器的原理框图如图1所示。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。这种报警器实际上分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物体进入这两部分之间，红外辐射没有被阻挡时，报警处于一种状态，不报警。一旦有人或物体进入这两部分之间。红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到另一种状态，即可报警。 图1 主动式红外报警器原理框图 一般来说，被动报警系统的必威体育官网网址性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的必威体育官网网址效果，设备比较简单。考虑到元器件及其他设备要求，本课程设计采用主动式红外报警器工作方式。 四、各单元电路的设计方案及原理说明 1、用定时器构成多谐振荡器作调制电源 555定时器是一种应用方便的中规模集成电路。 应用十分广泛，可装如下几种电路：单稳类--作用：定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。双稳类--作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。无稳类--作用：方波输出，电源变换，音响报警，电控测量，定时等。 （1）电路结构 定时器的内部电路由分压器、电压比较器和、简单锁存器、放电三极管以及缓冲器组成，集成电路的内部结构如图2所示，管脚图如图4所示。 图2 NE555集成电路的内部结构图 图3 NE555 集成电路管脚图 （2）由定时器组成的多谐振荡器 NE555集成电路的内部结构可参看图2。用它构成占空比为0.5的多谐振荡器原题图如图4所示。下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。 当3脚为高电平（略低于Vc时），输出电压将通过R1对C1充电。A点电压按指数规律上升，时间常数为R1C1。 当A点电压上升到上限阙值电压（约2Vc/3时），定时器输出翻转成低电平（略大于0V）。这时，A点电压将随C1放电而按指数规律下降。当A点下降到下限阙值电压（约Vc/3）时，定时器输出变成高电平，调整R2的阻值得到严格的方波输出。 用NE555组成振荡器来驱动发光管时，要注意发光管上串联一个限流电阻。使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流。若振荡器输出电压为Vo，则限流电阻R取值为 如果限流电阻低于上述公式所得值，或未加限流电阻，则会造成发光管和定时器烧毁。 注：1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值) 7放电 8电源电压Vcc 图4 多谐振荡器 （3）发射端电路 图5 振荡发射电路原理图 用放大器构成接收放大电路 由于光电探测器即热释电探测器所处的空间有限，在探测器上直接实现信号的处理是十分困难的。我们可以在靠近探测器的位置上放置小型前置放大器，用来放大探