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1、阳大学职业技术学院毕业设计（论文）1设计方案及电路原理 采用CK-9561音乐芯片设计一款结构简单、制作容易、体积小、便于携带的家用防盗报警器，保护您的人身和财产安全。1.1 电路图及原理 家用防盗电路图，如图11所示。它主要由报警模拟声集成电路和电子开关构成。图 1-1在图11中，S2、S3为报警音选择开关，S1为扬声器发声开关。图示为报警器位置。此时四声模拟声集成电路CK-9561的第一选声端SEL通过S2接电源负端（即VSS）,集成块A通电工作，扬声器B即发出警报声。CK-9561音乐芯片，内储四种报警声，各种声音可通过调动开关S2、S3进行选择。当开关S1被调至最左端时，电源通过S1和
2、R1向三极管VT1提供基极偏流，促使VT1导通，相当于SB闭合，扬声器B即发声。2、元器件的选择及功能原理21 元器件的选择这款家用防盗报警器所用的元器件如下：A采用四声模拟声集成电路CK-9561。VT1、VT2均采用9013型硅NPN三极管；R1、R2采用阻值为20千欧的滑动变阻器；C1用50V，10F的电容；B用TL361N-N型等8欧小型电动扬声器。SB为普通按钮开关，S1、S2采用22拨动式开关。G用两节5号电池,报警时已有足够的音量，如想进一步加大音量，可以提高电源电压，最高可使用4节电池串联（6V）。22 各元器件的原理及应用2.2.1 CK-9561集成电路的应用原理 CK-9
3、561是专为玩具设计生产的小功率大规模集成电路，采用黑胶简易封装。它可以向外输出固定存储的乐曲或模拟声信号。乐曲信号可以在报警器中作为呼叫声，而模拟声信号则可作为报警信号使用。它的电路内部较为复杂，包括：振荡器、抑制器、拾振器、地址计数器、只读存储器和音调发生器等电路。它的外观如图21所示： 触发端2 接地 输出 触发端1 电源正极 图 21 CK-9561集成电路 按照它内部固化的程序，可产生四种音响效果，即机枪声、警笛声、救护车声和消防车声。这四种声响效果就是通过它的两个触发端：SEL1、SEL2的四种组合发出的。各声音的产生如下表所示：表格 （1）SEL1、SEL2的四种组合声响效果模拟
4、声种类选声端SEL1选声端SEL2机枪声空VDD警车声空空救护车声VSS空消防车声VDD空 具体实现方法：将开关S1接选声端SEL1，开关S2接选声端SEL2。S1可拨三个档，拨到中间档相当于悬空，其余左右两档分别接VSS(高电平)和VDD（低电平）。开关S2一端接选声端SEL2，一端接VDD（高电平）。当S2闭合时，S1调中间档，即发出机关枪声；当S2断开时，相当于S2悬空，S1分别调至三个档，即可发出警车声、救护车声、消防车声。 CK-9561集成电路在使用时还需在外部连接一只电阻，用来决定内部时钟振荡频率。所选用的电阻阻值越低，振荡频率越高，所发出的声响音调也越高。在一般情况下，选用27
5、0千欧的电阻可兼顾四种声响。本报警器选用一只最大阻值为20千欧的滑动变阻器和一只250千欧的电阻串联，兼顾四种声响。2.2.2 扬声器的选择及参数扬声器是本电路中重要的元器件之一。它是一种能将电信号转换为声音或将声音转换为电信号的换能器件，这种器件能完成电能和声能的相互转换。（1）扬声器种类繁扬声器种类繁多，但最常用的是动圈式扬声器（又称电动式）。而动圈式扬声器又分为内磁式和外磁式，因为外磁式便宜，所有本款报警器选用外磁式的扬声器。其组成有：纸盆、折环、音圈、盆架、防尘罩、音调、磁铁、导磁夹板、场心柱等。具体如图22所示：图 2-2动圈式扬声器结构示意图（2）扬声器功率 、阻抗的选择扬声器在电
6、路图中的符号很形象（见图23）。扬声器上一般都标有标称功率和标称阻抗值。本报警器选用了功率为04W，阻抗值为8的扬声器。一般认为扬声器的口径大，标称功率也大。见图24，本报警器选用的扬声器尺寸为：32mm，H:4.5mm,d：21mm。 2-4扬声器尺寸在使用时，输入功率最好不要超过标称功率太多，以防损坏。万用表R1电阻档测试扬声器，若有咯咯声发出说明基本上能用。测出的电阻值是直流电阻值，比标称阻抗值要小，是正常现象。 （3）扬声器的工作原理当有音频电流通过音圈时，音圈产生随音频电流而变化的磁场，在永久磁铁的磁场中时而吸引时而排斥，带动纸盆振动发出声音。 223 三极管的选用 晶体管是由两个相
7、距很近、有一定联系的背靠背的PN结，外加电极、管壳封装而成。由于两个PN结在一定条件下，它们之间的载流子运动是相互影响的，因而它具有电流放大作用。本报警器选用两个NPN型硅管VT1、VT2,制作时需判断三极管管脚的极性。NPN型管判断管脚极性的方法是：（1）先判断基极的极性：假设晶体管的某一管脚为基极，将万用表转换开关置于电阻档“R1K”或“R100”，用万用表黑笔接触该极，用红笔分别触及剩下的两个管脚。若两次测量的电阻值都很小，则说明表内电源对晶体三极管的两个PN结是正偏，假设的管脚为基极，且该管为NPN型管。要想进一步确定两个PN结的质量，可用红笔接触该管脚，用黑笔分别触及另外两管脚，两次
8、测得的电阻均很大（几十千欧至几百千欧），则可确认前面的判断是正确的。（2）集电极与发射极的判别：将万用表的红、黑表笔分别接触基极以外的两管脚，并准备一支100K的固定电阻。若被检测的是NPN型管，假设基极之外的任一管脚为集电极，用万用表的黑表笔接触该极，用红表笔触及剩余管脚，同时用100K电阻跨接于黑表笔与基极之间，如图25所示。观察表针的读数，可获得一电阻值R1。然后交换表笔，100K电阻仍然跨接于黑表笔与基极之间，同样得到又一电阻值R2。比较两次测得的阻值，若R1R2，则假设的管脚为集电极。若R1R2,则假设的管脚不是集电极而是发射集。由此可推出第三个管脚的极性。总之，用上述方法辨别（10
9、0K电阻一直跨接于黑表笔与基极之间）管脚，测得的阻值较小的一次，黑表笔对应的是集电极c，红表笔对应的则是发射极e。在测试中，如果检测者身边没有100K的电阻，也可以用潮湿的手指捏住集电极与基极之间，利用人体电阻代替100K电阻的作用，也可作出相应的判断。图25用万用表测三极管的极性 连接三极管时，必须满足三极管的放大条件：Je正偏UBE0，Jc反偏UBCUBUE。2.2.4 滑动变阻器的作用本报警器中共用了两只滑动变阻器R1、R2，阻值均为20K。滑动变阻器R1用来负责调节报警声的音量，实验表明R1的阻值越小，电路中的电流越大，报警声音也就越大。反之，R1阻值越大，报警声音则越小。滑动变阻器R
10、2用来与R3串联，使音乐集成电路外接电阻的阻值达到270K。调节滑动变阻器R2的阻值，可影响报警声的音调。调节R2得到的电阻阻值越低，音乐集成电路的振荡频率越高，所以发出的声响音调也越高。接通电路后，应合理地调节变阻器R1、R2的阻值，以使报警器发出悦耳的声音。 2.3 实验线路板的选择 元器件选好后，总要把这些元器件固定，然后再将它们的引线按照电路图连接，这就要使用线路板。实验用线路板的形式有好多种，这里采用的是万用实验线路板（140mm920mm）。它的好处在于适用各种电子线路，设计灵活，方便实用。焊接时，用细导线连接电路图中的各元器件。导线与元器件接触焊接时，需把导线外面的绝缘层刮净。3
11、.焊接的注意事项 焊接时，用细导线连接电路图中的各元器件。导线与元器件接触焊接时，需把导线外面的绝缘层刮净。在电子制作过程中，有许多值得大家注意的地方。必须多加注意，才不会损坏元器件，更会避免一些不必要的危险。现将制作时的重要注意事项概括为以下几点：3.1 使用电烙铁焊接元器件时的注意事项 良好的焊接是实验成功的重要保证；反过来说，焊接不良，往往会使实验失败，甚至损毁元器件。虽然焊接技术并不复杂，但如果认为它操作简单而掉以轻心，也会造成种种不良后果。所以应注意以下几点：（1）电烙铁焊接音乐集成芯片的时候，一定要等电烙铁加热后，拔掉电源插头，用电烙铁的余热焊。否则，温度过高的焊接，会烫坏音乐芯片
12、。（2）焊接扬声器的时候，一定要将连接电源正、负极的导线分别焊接在扬声器标有“”、“”符号的一端。扬声器的下方还有两个类似焊点的地方，如果错将导线焊在那儿，扬声器就会损坏，不能使用了。 （3）烙铁使用日久后，烙铁头容易被“烧死”，即在表面出现一层黑色氧化物，而且变得凹凸不平。“烧死”的烙铁头很难熔化和沾取焊锡，需用锉刀将它重新挫亮。尽量使用市场上出售的空心焊锡丝，它是将焊锡做成直径24毫米的细管状，在管内装进松香粉。使用这种焊锡丝，能保护烙铁头不易被“烧死”。（4）使用电烙铁一定要注意安全，使用前用万用表测一下电烙铁电源插头两端的电阻是否为正常值。正常时20瓦烙铁的电阻约2000欧，45瓦的为
13、1000欧，75瓦的为600欧，100瓦的约500欧。电源插头与电烙铁外壳、烙铁头之间的电阻应接近无穷大，否则说明这把电烙铁漏电，不能使用。3.2 使用万用表测量时的注意事项 （1）.用万用表测量电阻时，不能用两只手同时捏住电阻的两端，那样会把人体电阻并联在被测电阻上，使测量读数变小。（2）每次测量前，必须核对转换开关的位置是否符合测量要求。在不能估计被测量的数值时，应把量程选在最高档位上，然后逐渐降低。（3）不能在测量过程中旋动转换开关，尤其时在测试高电压或大电流时更是这样。4.报警器的安装与应用 此款报警器的电路比较简单，不用调试，通电即能正常工作。它可以应用于多种场合。具体使用方式如下：
14、4.1 用于门窗报警器本产品用门窗磁控报警器上，有小偷破门或从窗户中而入时，此报警器会发出110分贝以上的报警声，引起主人注意。此产品也广泛应于手机套中的报警器，当有小偷要偷他人手机时，此报警器会发出尖锐的报警声。如果要将此款报警器作为门窗防盗报警器应用时，使用离合开关或一根细长的包络线，均可实现此目的。4.1.1 制作离合开关离合开关由动接触片和静接触片以及底板组成。接触片用0.50.8毫米厚的磷铜片制成，其尺寸如图41所示。加工时，先将磷铜片剪成10毫米宽的铜条，并用直径3.2毫米的钻头按图示钻孔，然后沿虚线弯折做成两个接触片。在动接触片上还要拧一只直径3毫米的螺丝作顶杆，螺丝的长短在调整
15、时决定.底板用一块长75毫米，宽15毫米，厚12毫米的绝缘性能良好的胶木板加工制成。最后用直径3毫米的空心铜柳钉套上两个焊片，再将接触片铆在底板上,一只简单的离合开关便做成了。 3.23.2281281 15 10 15201015 3.22 底 板 15657512 图41 离合开关制成后的效果如图42所示： 焊片 M3螺丝 底板 图42 使用时，将离合开关安装在门框上，同时在门上装一块如同43所示的档板，档板的材料可选用铁板，铝板或铜板。 3.22 图 43 挡板的固定位置对准动静接触片上的顶杆，在门合上时档住顶杆使离合开关处于断开状态。这样，当门关上时，离合开关被档板顶开，开关不通，报警
16、器不工作（见图）；当门被推开，动接触片马上弹出与静接触片接触（见图）报警器接通电源立即发出警报声。412 采用包络线用于门窗报警器采用包络线用于报警器时，可将电路图改装如下：图 45即将一细长漆包线将两端头分别接接线柱a,b，由于VT1的发射结被漆包线短接，VT1处于截止状态，扬声器不发声。漆包线可以布置在门窗或需要保护的贵重物品上，如有歹徒破窗而入，势必弄断漆包线，VT1迅速导通，扬声器就会发出响亮的“伍鸣”警报声，歹徒闻风而逃。4.2 报警器的携带如果报警器需要携带时，可给它的装入一个外壳。外壳用58毫米厚的木板或五合板制作，也可以选用大小合适的塑料盒作外壳。为了缩小体积和减轻重量，电源E
17、采用两节7号电池，电池盒选用市售的成品或自制。它的外形与尺寸如图46所示： 图 46当外出时，可将其装入包内，如果遇到小偷，即可迅速拨动报警器的防盗报警开关。报警器即刻发出报警音，使小偷惊慌失措。43 报警器的其它应用报警器除了有防盗报警功能外，在人们日常生活中也有广泛应用。例如，可把该报警器装进玩具警车或玩具消防车里，在车子开动时，报警器就发出报警声，客人增添紧张气氛；在医院病房中，如患者出现紧急情况需要急救时，也可按下该报警器；或在餐厅用餐时，如需要服务员帮助时，可按下报警器来作为提示。第五章 中国家用防盗报警器市场前景分析中国家用防盗报警器产品起步较晚，但近几年正以每年30%的速度增长，
18、并且发展潜力巨大，众多的企业已看准了个人用户及家庭用户家用防盗报警器这一市场，可以预计防盗报警器产品即将走入千家万户的生活（欧美等发达国家防盗报警器家庭普及率已达70%以上）。我公司的多功能安全家用防盗报警器系统的推出正是好时候，只要经销商和我们通力合作，大家共同努力，我们一定会获得丰厚的经济回报。 5.1 市场前景 随着我国的社会、经济的发展，人们的安全意识也得到了相应的提高。由于入室抢劫、偷盗等诸多社会问题的出现，人们也对自己的安全问题出现空前的忧虑和关注。为保障自身的人身和财产安全，中国许多的城市都出现了象鸟笼一样的防盗网，铁甲般的防盗门等“独特”景观。这些措施在局部给主人带来安全的同时
19、，却也给社会和自己留下了不安全的隐患。它首先影响了城市的形象,还有一旦发生火灾消防员也很难及时进行救治而危及到住户的安全。其次，日久的风吹雨淋、老化腐蚀容易造成高空坠物殃及无辜，另外纵使安装了防盗网入室谋财害命的事也屡屡发生。所以拆除防盗网就势在必行了，已有几十个城市立法，强行拆除金属防盗网，这就给防盗报警器材提供了很大的商机。 许多的店铺、仓库、别墅、酒店分布比较分散，有时人力很难监管，也经常发生偷盗、火灾等重大安全事故。如何防患于未然，防盗报警器装置就可胜任这些工作。 随着国家智能化建筑的推广和普及，防盗报警器也是其中的一部分。 5.2 产品优势 1变被动防范为主动防范,提高了家庭安全防范
20、的科学性、可靠性、及时性。 2综合防范能力强，集防盗、防抢、防燃气泄漏、防突发事件为一体。 3实用美观,彻底改变了“铁笼子”笨、落后、隐患多的传统防盗设施形象。 4高科技的产品，平民化的价格，为防盗器产品进入中国老百姓家庭奠定了坚实的基础。 5随着中国加入WTO，市场全球化的推进，中国与世界经济、技术的接轨。现代防盗报警器安防产品进入中国家庭的速度大大提高，也将促进国内防盗报警器安防产业的发展。 5.3 产品的机会点 1随着我国社会和经济的发展，百姓的收入水平不断提高，私有财产的迅速积聚，从而使得安全与健康成为富裕起来的人们最为关注的两大热点，家庭防盗安全保障首当其中。 2全国城市房地产业的持
21、续火爆，每年20%以上的增长速度，每年8000亿的开发总量，为智能防盗报警器安防产品进入普通百姓的新居提供了巨大空间。 3各地政府对安全问题（盗窃、火灾、突发事件等）的高度重视，以及为创建文明城市，花园城市，改善城市形象吸引投资等政府行为需要，出台拆除金属防盗网的政策，为智能防盗报警器打入市场提供了千载难逢的契机。 4对美的追求，对高品位、舒适的居住环境的向往，科技安防成为时尚和潮流。 5智能防盗报警器安防市场目前还停留在行业用户，个人及家庭的消费尚未全面启动，基本是一片空白市场，潜力不可估量。报警器虽不是新兴产品，但目前它的功能已日趋完备，相信在不远的将来，报警器会在我们的日常生活中起到巨大的作用。21