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电工电子课程设计多路防盗器设计

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2020年4月19日
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电工电子技术课程设计

题目 多路报警器设计
班级 10计科一班
学号 10510135
姓名 胥诗燕
指导 江虹老师
时间 /12/20

景德镇陶瓷学院

电工电子技术课程设计任务书
姓名 胥诗燕__ 班级 __10计科一班__ 指导老师 江虹老师
设计课题：多路报警器设计

设计任务与要求

设计一个多路报警器设计应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：
1、 分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；
2、 对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其它部分电路的关系等等；
3、 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；
4、 对整体电路原理进行完整功能描述；
5、 列出标准的元件清单；

设计步骤

1、 查阅相关资料，开始撰写设计说明书；
2、 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；
3、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其它部分电路的关系等等说明；
4、 列出标准的元件清单；
5、 总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；
6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。

参考文献
【1】韩振振；数字电路逻辑设计；大连理工大学出版社； .1
【2】高吉祥；电子技术基础实验与课程设计；电子工业出版社； .2
【3】陈辉； 555定时器在定时控制电路中的应用研究； 西北师范大学物理与电子工程学院 甘肃 兰州 730070
【4】秦曾煌；电工学简明教程；高等教育出版社； .6
【5】康华光.《电子技术基础》模拟部分（第五版），高等教育出版社

目 录

1.总体方案与原理说明 4
2.电源电路 6
3.控制电路 7
4.报警声产生电路 8
5.总体电路原理相关说明 9
6.总体电路原理图 10
7.元件清单 11
8.参考文献 12
9.心得体会 13

1.总体方案与原理说明
本防盗报警器有一下功能:
1） 防盗路数可根据需要意设定。
2）在同一地点（值班室）可监视多处的安全情况，一旦出现偷盗，用指示灯显示相应的地点，并经过扬声器发出报警声响。
3）设置不间断电源，当电网停电时，备用直流电源自动转换供电。
4）本报警器可用于医院住院病人有线“呼叫”。
本防盗报警器主要由电源电路，控制电流，声光报警电路组成，报警器总体结构图如下：

图1-1 多路防盗报警器原理框图
1. 控制电路由三极管3DG12、电阻R1,R2,R3和可控硅SCR1共同组成，如图2-2所示。电源电压12V经过R2给三极管3DG12提供基极直流偏置，初始状态下，开关S1断开。三极管基极无电流，三极管发射极没有偏置电压，使三极管处于截止状态。此时，可控硅的控制极上无信号或者紧有微小的信号，可控硅不能导通。正常情况下，可控硅的T1、T2极间有正向偏压，但不导通。一旦开关S1被触碰，将使整个电路导通，由于有电解电容，三极管导通前，电路先给三极管充电，直到三极管基极具有足够的电压使三极管发射极正偏，电压应高于0.7V。可控硅即晶闸管导通后，使报警电路工作，发出声、光报警信号。

图1-2 控制电路
2.电网电压经过电源变压器降压后，经整流桥整流，电容器滤波，三端集成稳压器稳压后供给控制电路，同时将备用直流电源经过二极管并入控制电路的输入端。电网电压正常供电时，二极管截止，一旦电网停电，二极管导通，备用电源自动供电。
3.指示灯采用灯泡显示，控制电路输出信号使其发光。显示器可按不同设防地点进行编号。采用NE555时基电路和阻容组件组成音调振荡器，控制器输出信号控制其工作，NE555的（3）脚输出音频信号再经过放大电路放大后扬声器发声报警。

2.电源电路

图2-1 电源电路
家庭电路中的220V经过变压器降压后变为交流15V，再使用由四个相同型号整流二极管组成的整流电路整流，而后又经电解电容C7与瓷片电容滤波后得到20V的直流电压。然后再用型号为78L12国际上普遍使用的12V三端集成稳压块稳压，经过稳压即可得到比较理想的12V直流电压。三端集成稳压块之后电路上又并联了容量为47nF的瓷片电容与容量较大的电解电容将低于12V少量电压放大，除此之外，C10与C8还有保护电路的作用。即当电网断电瞬间，电容上依然充满了电荷，电容开始放电，等到电容两端的电压小于11.3V时，二极管D7便开始导通，备用直流电源开始工作。三端稳压块采用国际上较常见的78L12，能够稳12V的直流电压。

3.控制电路

图3-1 控制电路图
控制电路是整个多路防盗报警器电路中的核心。起着控制声、光报警信号产生的作用。如图3-2，可控硅的右侧是声光报警信号的输入端，由图可看出，只要可控硅导通，声光报警信号便可发出。控制电路的右侧是产生报警光信号的电路，其电路也极其简单，只需将一个较大的电阻与灯泡串联后接到电源上。图中，D1也有重大的作用，产生报警声信号电路只有经过D1然后再经过可控硅，才能正常产生报警声信号。要使二极管D1导通，需要其有正向偏压。要达到此目的，需使 R4阻值较大及使灯泡有一个较大的功率，使二极管的阴极电位较低。此控制电路中，三极管静态工作点的调试也比较重要，电路导通时应使三极管工作在放大区。

4.报警声产生电路

图4-1 报警声产生电路
图4-1中，I点为电源输入端，为整个报警声产生电路供电。G点为接地端，如果G端能正常接地，整个报警声产生电路将接通，振荡信号便能驱动扬声器发出报警声。控制电路正是利用控制G端来达到控制整个报警声产生电路的目的。即将G点输出信号经过二极管接到可控硅的阳极，这样一来，可控硅就控制了整个报警声产生电路。在I点与G点之间，555时基集成电路与R25、R26、C11共同组成无稳态多谐振荡器。振荡频率 f=1.44/(R25+2R26)C11,振荡频率为668Hz。在555之后，12V直流电源保证输出级放大电路能正常工作。R27用一个较大的电阻使三极管工作在放大区。T7为硅材料NPN型高频中功率管，T8为锗材料PNP型低频小功率管。两个晶体三极管构成两级放大电路。

5.总体电路原理相关说明

本防盗报警器的关键部分是报警控制电路，由控制电路控制声、光报警信号的产生。本防盗报警器采用三极管与可控硅进行控制，无偷盗情况时，使三极管处在截止状态，则被控器的声、光信号产生电路不工作；一旦有偷盗情况，立即使三极管导通，被控器的声、光信号产生电路产生声、光报警信号，呼叫值班人员采取相应措施。电网正常供电时，经过电源变压器降压后经整流、滤波及稳压得报警器所需直流电压，为防止电网停电，在控制器的输入端设置有备用直流电源，保证报警器在停电时能持续正常工作。本多路报警器为6路防盗报警器，每一路有相同的电路结构，控制电路也相同，均由可控硅控制。由总体电路图可看出，此6路防盗报警器电路总共有三个基本组成单元。分别是：电源电路、控制电路、报警声产生电路。

6.总体电路原理图

图6-1 总体电路图

7.元件清单
元件名称
元件标号
数值
型号
电解电容
C1——C6,C8
47uF

C7
470uF

C12
1uF

瓷片电容
C10
47nF
473
C11
22nF
223
C13
33nF
333
C14
22nF
223
二极管
D1-D8
8只
2CP10
可控硅
SCR1—SCR6
6只
KP11
指示灯
DS1——DS6
6只
XZ8-0.15
集成块
IC1
1只
78L12
IC2
1只
NE555
电阻
R1、R5、R9、R13
43K6只
色 标
R17、R21、R26
黄橙橙银
R3、R7、R11、R15
12K6只
色 标
R19、R23、R25
棕红橙银
R2、R6、R10、R14
180Ω6只
色 标
R18、R22
棕灰棕银
R27
180K
棕灰橙银
R28
2.4K
红黄红银
开关
S1——S6
6只
DS-03
K、K1
2只
KDC-1201
晶体三极管
T1——T7
7只
3DG12
T8
1只
3AX31
变压器
Tr
1只

电位器
W1——W6
22K6只

扬声器
Y
1个

直流电源

12V

8.参考文献

【1】秦曾煌；电工学简明教程；高等教育出版社； .6
【2】康华光.《电子技术基础》模拟部分（第五版），高等教育出版社。
【3】王涛.《电工电子工艺实习》实验教程，山东大学出版社。
【4】 韩亚萍.《Protel DXP基础教程》，清华大学出版社。
【5】 赵春云、曹经稳、赵春强.《常见电子元器件及应用电路手册》，电子工业出版社。
【6】 黄继昌.《电子元器件应用手册》，人民邮电出版社。
【7】 杨宝清、宋文贵.《实用电路手册》，机械工业出版社。
【8】韩振振；数字电路逻辑设计；大连理工大学出版社； .1
【9】高吉祥；电子技术基础实验与课程设计；电子工业出版社； .2
【10】陈辉； 555定时器在定时控制电路中的应用研究； 西北师范大学物理与电子工程学院 甘肃 兰州 730070

9.心得体会
经过一周左右的课程设计终于要画上一个完美的句号。回味这个过程，确实充满着酸甜苦辣。设计的过程并非一帆风顺，遇到了许多困难，但我选择迎难而上，这也正是勇者的姿态。经过一周的课程设计，我学到了许多，这让我拥有了一次运用我所学模电知识的机会。
在课程设计开始前，我总觉得设计多路防盗报警器对我来说是太难了。我也曾多次以此为借口，推延设计的开始时间。直到我听说，有人已经快要完成时，我才变得紧张起来。迫于压力与我对自己的自信，我还是开始设计了。
在课程设计开始阶段，遇到的问题比较多。经过查找资料，我开始渐渐了解防盗报警器电路的原理，设计方法及应用。防盗报警器的种类繁多，技术含量与复杂程度也各不相同。我经过了解了各种类型的报警器电路的原理，然后开始考虑自己应该设计何种类型的报警器。据课题要求，应该是设计一种开路式报警器。这也是众多报警器中比较简单的一种。考虑到我所学的知识有限，难以设计复杂的报警器电路，最终决定设计经过可控硅与三极管控制的报警器电路。
在设计过程中，我参考了网上的一些报警器电路及其它资料。经过设计、查找资料，我了解了一些以前未学过的元件。如可控硅、555时基集成电路与扬声器。在画原理图时，也花了好大的功夫，有些元件符号是自己设计的。我也收获很多，我更熟练的掌握使用DXP绘制原理图的方法。重要的是我初步学会了设计电子电路的方法与技巧，这对我而言，确实是大有裨益的。我相信有这次设计作基础，我以后会设计出更好的电子电路。