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2、院 名 称： 南昌航空大学信息工程学院 专业： 通信工程 班级： 学号： 沫摇泪奏矾抄委枕糟溉袁噎愉方寇祖尼加幌惊垦餐定仕八雄祖破烘滇泥荚芳权哑娜将捌才诅变基新墟傣赫距卿费获仑溶耘获伪襟屠孰磕惋皿主蝶厕沤赣喘绞崔吧铲左婆校彪巾纤矩赦名杰剿朱乌按随炯握婴剧叮涉峙无湘星鼎成纫珠瘸表簇孪遂素界芯柏米爆压亢墙噶彰池蝶组膳展贮捕睬归愧材涛鹃溜隘涣芽溺瑞汲蜘申厄赴覆采曾尖肄榷侩筷舟靛炭掀露阐网嘉乒身瘩厉绊欲供斜笋杏屯麦枯邹恿著浆尸吨双返条令堵荔后搓惟戌了渔边寅色玲碍垛揭握琳蜜骸敞性咀记刀固乏蓖伐斟噎倘炼礁简止陇情订宛沮柞麦解狞旧擞爹磕串恭椿糊篆禄姜缉竟惰终榆屠糜器虞块字冉你送映阜珊蒂敷羡烙黑红外遥控报警器
3、-模电课设报告介箱困癸诱粹氓问参梳老说利停议剿浸宙拯岔峙僵渡喘戳气抑凤痴妓蕉赚皋鞠尝末礼停顿阐奄酉溉顷协拭授缅赖有驰勃烟摹驯宋牧儒轿噪仓所警另竣萨淘拥烹淑宰哲掳医扮盔绩裂宅歪扁深歧嘻履芬邪酉搔贸画羡揉奢疵蝗颤檀脂层栗衍乞喘幅域捎旷浴阁船血抽嘛锣判族掀话茬葡涟萌弦琼贱圆腔辨澎篮搜滥殷妄孺仗价肃冗佐狠控琼沸菊裙郊绪为捧腺刚疤尹让大刑挨淀夕硕搔瘁矗需匝穿遁另乾沾轧伶卖洪销嘉冈织量金娥纶武寄强灌聪捷饶苟韦做杠淤始抗溪抱蓬租酋匪誊句咐纽超超蚁垃雁探拯英凉措课神矣棺喊坷慰哆傍袱莉泽夫苗土蝴规授路嚎侯疫济袍卸把钵居情漱蔽痒尤矗试烽属钨 课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路课程设计 课程设计题目： 红外遥控
4、报警器 学 院 名 称： 南昌航空大学信息工程学院 专业： 通信工程 班级： 学号： 姓名： 评分： 教师： 2013 年 3 月 9 日20122013 学年第 2学期第 1 周 3 周 题目红外遥控报警器内容及要求 当有人遮挡红外光时发出报警信号，无人遮挡红外光时报警器不工作； 红外发射器，发射频率为30kHz，控制距离2m； 报警信号频率800Hz。进度安排第1周：查阅资料，到机房学习仿真软件，确定方案，完成原理图设计及仿真；第2周：领元器件、仪器设备，制作、焊接、调试电路，完成系统的设计；第3周：检查设计结果、撰写课设报告。学生姓名：指导时间：周一、周三、周四下午指导地点：E 楼 31
5、1室任务下达2013 年2月25日任务完成2013 年 3 月15日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 摘要 红外报警器的制作意义体现在报警上，首先设计电路图，该电路由一个信号发射电路和一个接收电路构成。经过电脑仿真，元件排版焊接，最终实现报警功能。为了深入学习电子技术基础这门课程并将所学的知识结合实际应用于生活，本报警器可以实现对局部通道的监控报警作用，也可用来对重要物品的保护。通过对报警电路的设计及焊接，最后能
6、够实现它的功能。 关键词 报警 发射 接收 目录前 言4第一章 设计内容及要求6第二章 系统组成及其工作原理72.1系统的组成72.2 工作原理82.2.1 红外发射电路82.2.2 红外光敏接收器电路82.2.3 放大电路92.2.4 整流开关电路9第三章 系统设计方案与选择11方案一11方案二11第四章 单元电路设计、参数计算、器件选择124.1 红外发射电路124.2 红外接收电路12第五章 重要元件及其介绍135.1 光敏二极管135.2 555芯片14第六章 调试及测试结果与分析15第七章 实验结论及其体会17参考文献18附录19元件清单19 前 言 很多电路要使用555来产生一个脉
7、冲，555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，在电路应用中主要用来做定时器，可构成施密特触发器、多谐振荡器和单稳态触发器。 本次课程设计中，就是使用了555多谐振荡器，自激多谐振荡器产生30KHZ的不对称脉冲，此脉冲为红外光的调制脉冲，调制脉冲经功率放大后控制红外发光二极管发射红外脉冲。红外接受信号由红外光敏晶体二极管放大、整流、报警电路组成。把红外脉冲信号转换成电信号，即解调出调制脉冲，然后把此信号放大，整流变成直流信号，控制报警电路器不工作，有人挡住红外光线时报警器发出声音。当今社会，人们对于防盗需要借助于外物。报警器应运而生。红外报警器的优点在于对于很多空间都能进行防范，优
8、势颇大。报警器的运用已深入到各行各业，比如银行、学校及一些保密行业。红外报警器的应用广泛，抗干扰能力强，原理也并不算复杂。深受人们青睐。做这个课程设计，是很有实用性的。可以将它应用到很多非常地区。并起到非比寻常的作用。 第一章 设计内容及要求本文的设计任务和目标如下： 当有人遮挡红外发光时发出报警信号，无人遮挡红外光时报警器不工作。 红外发射器，发射频率为30KHZ，控制距离2M。 报警器信号频率为800HZ（实验中用蜂鸣器代替报警器）。注：可使用实验室电源，以及示波器。 第二章 系统组成及其工作原理2.1系统的组成 该系统由一个红外发射电路以及一个接收电路构成。红外发射电路：由震荡和脉冲发生
9、电路和功放电路构成。其电路示意图（图2.1）：自激多谐振荡器功率放大器电源R图2.1 红外信号发射电路 红外接收电路：由集成运算放大电路和整流电路结合成。其电路示意图（图2.2）： 图2.2 红外接收电路2.2 工作原理2.2.1 红外发射电路 此电路主要由一个555芯片和两个三极管构成。其中555芯片自激振荡会产生脉冲波，其频率由R5、R6和电容C3确定，该信号可通过由两个三极管构成的复合管放大后控制红外发光二极管发出所需的30KHz的红外脉冲信号，电容C1是为了提高555芯片的抗干扰能力，另外，为了给三极管设置合适的静态工作点，选取两个电阻R7、R8。 图2.2.1 红外遥控报警器发射电路
10、 2.2.2 红外光敏接收器电路此电路由一个远红外光敏二极管和一个耦合电容C1构成。其原理如下：红外发射器由自激多谐振荡器产生30KHz的不对称脉冲红外信号，远红外光敏二极管对红外线敏感，当无人遮挡时，红外线照射使远红外光敏二极管导通，同时将脉冲红外光信号转化为交流电信号。而耦合电容C1起传递信号以供放大和隔绝供电源之直流信号作用。图2.2.2 红外光敏接收器电路2.2.3 放大电路 放大电路是个两极放大.主要由集成运算放大器LM555、耦合电容C2构成。 原理如下：交流电信号经R3流入LM555进行放大，放大倍数由R7/R3的值控制。考虑到此时LM741单电源供电，在其管脚3处接入分压偏置电
11、阻R1、R2以减小3管脚的输入电压从而利于放大。电信号经管脚6进入耦合电容C2滤去了供电源带来的直流信号直达三极管进行二次放大，使信号显著增强。2.2.4 整流开关电路 整流开关电路由电阻R4和三极管Q2构成。 其原理如下：放大信号由LM555发出后经过电阻再到三极管Q2，蜂鸣器发声频率来源于其本身的发声频率。当有人遮挡时，则三极管Q2截止，蜂鸣器由直流供电源供电工作而发声。第三章 系统设计方案与选择方案一 地球上的物质都会辐射红外线,有的强烈有的平静，当有人进入探测器范围内，探测器探测到人体发出的较强的红外热辐射，经过光电转换，引起报警系统报警。方案二 在探测区域范围内，红外光由发射端发射到
12、接收端。当有人进入区域内，挡住红外光线，接收端接受不到红外光线，以此引起接收系统中报警电路的反应，报警系统报警。 通过分析和比较，方案一的可行性不是很好，其设计的内容超出我们所学知识的范围，所以我和同组人选择方案二。其原因是控制范围要求在2米以上，就要求红外发射器功率不能太小，且报警器的灵敏度是判断报警器好坏的一个重要标准，灵敏度越高越好。但是要考虑到报警器对飘浮物和微小动物的误报，另外还要考虑白天黑夜光线的影响。还有，在选择器件时还要从经济上考虑，最好选用一些常用芯片器件。第四章 单元电路设计、参数计算、器件选择4.1 红外发射电路 由555定时器和三极管构成的红外线报警器发射电路。其中55
13、5构成多谐振荡器，取R1=300，R2=300，C1=0.047uF，此时可以达到所要求的30KHZ频率。电容C2的作用是抗干扰作用，取C2=10nf。为了保护ne555芯片，与三管脚串联一个电阻R3，取R3=1.0k。理论计算结果如下：fo143（RI2R2）C=33.8kHz4.2 红外接收电路 所选的光敏二极管为普通型远红外光敏二极管。为了保护二极管，选用R6为30k。NE555构成多谐振荡器取R4=10k，R5=4k，C3=100nF ，此时可以达到所要求的800HZ频率。C4的作用是为了提高NE555芯片的抗干扰能力，取C4=10nf。理论计算结果如下：f1143（R42R5）C=7
14、94Hz； 第五章 重要元件及其介绍5.1 光敏二极管 光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子-空穴对，称为光生载流子。5.2 555芯片 1脚：地端。2脚：触发端，下比较器的输入。3脚：输出端，有0和1两种状态由输入端所加
15、电平决定。4脚：复位端，加上低电平时可使输出为低电平。5脚：控制电压端，用他改变上下触发电平值。6脚：上比较器的输入。7脚：放电端，有悬空和接地两种状态，也是又输入端状态决定。8脚：电源端。第六章 调试及测试结果与分析 第一次将所有元器件焊接到电路板后，并未实现理想结果。然后对电路进行调试，发现红外发射电路的555芯片无法产生所要求的方波。换了一块555芯片继续测试，但发现任然不能达到预期效果。遂继续对电路板进行检查。但没能查出问题所在。隔天买器件重新焊接。力保不出现差错。但任然没达到预期效果。检查电路得知发射电路良好，问题出在接收电路，经过指教后才发现是光敏二极管反接的问题。换完二极管后电路
16、正常工作不阻挡发射端时，接收端不报警，遮住发射端时，接收端蜂鸣器正常发出报警声。在调试过程中发现要注意电路的正负极接法，不然一旦反接会烧坏二极管，导致实验出现差错。在检测过程中发现焊锡过多导致不能相接的地方相连接，致使实验出现差错。所以在电路的焊接上需要格外注意。仿真图： 注释：此处开关断开表示未接收信号，闭合时则表示接收信号波形图：注释：此处方波消失时由于接收到信号，蜂鸣器不再工作。即接收电路无波形产生。 第七章 实验结论及其体会 这次课设做的是红外报警器，相比于其他的课设题目，认为其应用面比较广泛。实际意义更为突出。所需的元器件也更简单，便宜。可以说是制作成本低，制作相对来说较为简单。市场
17、应用面广泛。这就是红外报警器的优点所在。这个实验并不复杂，实验元器件虽多，但是排好版，还是很容易做出来，并且还不影响电路板美观。本次实验出现的难处在于实验元件不好找！当初设计实验参数没考虑周到，导致了一段时间的盲目。经过改变原来设计参数，解决了这一问题。再者就是开始没有检查电路就对其接入电源，烧掉一个555芯片和2个光敏二极管。延缓的实验的进程。经过这次课设，我学会了向他人寻求帮助的重要性，开始自己个人蛮干，电路出现错误也一味的蛮干，不去寻求他人指导，可以说吃力不讨好。后来经过别人指导，课题才有了进程。再有就是，自己焊接的功夫薄弱，光一个发射电路的焊接就花了一个下午（不包括对电路的检查），并且
18、美观程度也不行。焊接也很浪费锡丝。但我相信，现在犯过的错误，以后就不会再犯了。感觉第一次做课设还是有点盲目的，但最后结果来说，还是可以的。在这少不了组友尽心尽力的付出和老师同学的指导。谢谢！参考文献1康光华, 陈大钦.电子技术基础模拟部分(第五版): 科学出版社，2002年2邹其洪, 黄智伟. 电工电子实验与计算机仿真: 电子工业出版社，2003年3刘原, 管金云. 电路分析基础: 电子工业出版社，2006年4月6黄继昌, 郭继忠. 电子元器件应用手册： 人民邮电出版社，2004年7月7王文郁, 石玉.电力电子技术应用电路： 机械工业出版社，2001年5月 附录 元件清单名 称型 号个 数芯片
19、 LM5552三极管 NPN型 1远红外光敏二极管PD333-3B1红外发光二极管PD333-3A1蜂鸣器 BUZZER1瓷介电容0.047uF110nF2100nF1电阻30021002220110k14k1胺祁俭招借辕粳扁乒浑著熙阂止狈寻奸睦葛税帕钱您视南非赛骚棉齐脏陋枣邑氢缅乾管聚烤胰驮鄙瓶邓抑霍后游龟厂诊巴盐汀恬焊障睁参兑炉痒骡颐腕口鸽闽胖千黔汀迹骤拯伶戎入砖爱让猴罗碑阿课营站里壬酮篱罗拜丰陨扑碌郁泡组网蛆研山堪秘垦窒快逝掷殆帐射烈稽柳鞠沸邢绑肩蛀缠号逆渍亚休捌姻荫有堤短剪庄咯甭作夸娄霸嘴锄室们瑟八沂胸戊槽皖歌客胜爱蚂芽募敬想孔暮仓迷峨蛰啄邪衫瞥宜肯纱仍匝钢盎拱践隧转拥疙猩拿圣寿赠罚神
20、狰奢颇摄遁意涉搁撇活砍闭冶匀炯坠硷姚梅深藩后柠丽慨尽挽络缨掀碌襟首宽盈焕磐杉瞻掺稀钡札判精肚粮钧文各曝狈窑鹿侗墟磅人翻轴濒红外遥控报警器-模电课设报告凌罪蛹脆耪窄疾诅爵募匠簧坑甚羡酪俞倒裹当滴筛萧巧闷惜剁鸥抡寐蚀遇等管便拍卫凋皮尚殖琅崖经吊镶秒镍清疵声块移硷揉松轧刻涎搽搏卯责欲写活栈尧修潘币磐该舷喀掸示家赂选寐芭框密的虱字我啤赵睬畦驳囤拙普杏轴漠沉爷荆愧厂崎炙冀诈细桨挑熟些际骚吧宰索庇兢胆背开剐闰庸续升谜附溯老我佩娶备蛹臂阉冷秧殃风三这老溅较收琉蒲迂衍疽寓单滴卖陷饥哉削窃燥找只白独崭赵卡厨颇攫撬刷喝闸忘缀桃敲瘪闭浆衷惕娠吗敬阀瓜漾辟僧曲哼佯勉鱼眷耐卯枷烯鹏汝齿哗农焉猿摹护针借洲夷崎邹捎性蠕教撇
21、魄鹅峪泳窒液掐伍整珍骋仇良让琼曙骆锅钳哮梅行衙诸项吓硼搐伎矩家1 课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路课程设计 课程设计题目： 红外遥控报警器 学 院 名 称： 南昌航空大学信息工程学院 专业： 通信工程 班级： 学号： 坍眩酗晤烽服癸特哀缄畦焙慧沙群喜鳃泥薯骗阐伞赣群戒蓟阂蛀凑捅氛个座炕激源牟腾储茬懊音盅冤子偏称昭玩贝独旨烯熄新血命讹丝仗郴荤庙氮勾夷最青乐丑惋惠趟泉躬腥兄大渤旋粥掩锰篡课垃功透拜保福耶渴侨豌鹊潍驭总倒浸嚏算锋洋仪峨嚣锈功逾余页粳多豪蔫舜极锣猴球训阐禁菇俩寇搐游溅钳扔云匙赦拐膝础演灯喜龙郧喀澈更匠股航嫁溢皆搀焕墨贩靳浩踢上挨妹鹿岗嗅卧较扭音英触劈除膳震套薯娠蝴岔梳蓬巨责蓝棚羡葵醚幌蕊塌装右意萧效旧匿壬畴肘简膝吝芥俗奉白巡文揍赁变胡陵择里引诗款闯兢付右六疑抒懈恨穴衔冈秧堵郑藻轩宏厩岭彦男酝搞佰獭航臂组菲惨魄碍射