数字电子课程设计-红外警报器.doc

数字电子课程设计说明书题目：红外报警器班级：学号：设计：摘要常见的报警器主要是监控一片区域如果有盗贼通过防范区域立即会触发警报立即发出刺耳的警报声惊吓盗贼提醒主人。但是一般的报警器价格高昂一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。门窗是盗贼通过的必经之地所以只需监控们窗区域即可；由于红外线是不见光有很强的隐蔽性和保密性因此非常适合应用于防盗、警戒等安保装置中。本设计采用了简单的红外收发管成本低廉性能可靠功耗更低。1设计要求与说明1.1设计任务与要求1、设计一个红外报警器当有人进入红外光线探测范围时报警器立即持续报警直到人为复位。2、控制距离在1.5米以上1.2功能要求说明*红外线报警器*延时报警*蜂鸣报警音1.3设计课题总体方案介绍及原理图说明1.3.1总体分析：有人挡住红外光线时报警器发出声音人没有挡住时报警器不发出声音我对此方案的设计思路：1、在探测门框内红外光由发射端发射到接收端。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。2、控制范围要求按照普通门框的宽度在1.5米以上就要求红外发射器功率不能太小。3、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。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。1.3.2设计方案总原理图自激多谐振荡器功率放大器电源R红外信号发射电路框图放大器整流报警器红外信号接收电路框图1.4使用说明1.4.1.安装要求由于安装位置对于报警器的正常工作至关重要所以对安装的位置需要考虑周详特别是安装高度考虑到一般人的身高报警器的安装位置设置在离地1.2m位置较为合适。图（1.3）安装时应避免红外防盗报警器靠近冷热源如冷热出风口、空调出风口、电暖器、冷气机等；红外防盗报警器对所防护的范围应可直视不能有障碍物；报警器收发端应该在同一直线上此时探测距离最远效果最佳。1.4.2使用方法确保收发端安装正确后打开发射端电源开关然后打开接收端开关任何物体挡住收发端之间的红外线都会触发警报1.4.3注意事项在报警声响变小时一般为接收端电压不足更换电池即可。红外防盗报警器误报率较高时一般是发射端电压不足此时应该更换电池。电路原理及组成2.1电路工作原理及其原理图红外探测器由发射器和接收器组成、发射器和接收器相对安装其间形成一束看不见的红外线一旦有人经过遮挡接收器的输出电平信号发生变化就会传感到安全防盗报警系统中。2.1.1方案选择接收端方案一：以单片机为核心：借用单片机可编程的I/O口很容易就能做出本设计需要的逻辑转换并可灵活修改、升级、添加更多功能。原理图如下：只需简单的配置I/O口即可实现预期功能。经过在面包板试验可以正常运行。但单片机的价格相对高一点还需要程序烧录。接收端方案二：用数字电路中的触发器原理上应该也可以完成实验。但红外接收管输出的信号不是明显的高低电平变化高电平为5V低电平为4.5V所以模拟电路更合适。接收端方案三：本设计逻辑判断部分相对简单因此也可以通过简单的三级管或场效应管组合来完成。功能相对单一但成本低廉容易实现批量化生产。原理：正常工作时红外接收器持续接收信号输出低电平Q1三极管导通使Q1发射级为高电平Q2基极为高电平所以Q2不导通继电器不工作；当红外线接收受阻时红外接收管输出高电平Q1不工作Q2因为基极接低电平导通继电器工作并自锁蜂鸣器工作即使红外信号恢复正常蜂鸣器持续鸣响。电路图如下:接收器2.1.2由三极管构成的功率放大及控制电路：三极管图（2.4）2.1.2用继电器构成自锁电路当D2端给低电平时继电器闭合并自锁蜂鸣器持续工作。发射端：发射电路相对简单根据实际实验时CHP1838接收管的特点发射管需要有一定频率的红外光持续照射输出端才能产生低电平实现控制（原因不详技术手册未提及）。只需用个运放或定时器产生波形然后经三极管放大即可。这里用单片机也可以但实在大材小用。发射器2.2单元电路设计与参数计算2.2.1红外线发射电路由LM358官方的技术手册上查到波形发生电路原理图将触发端接到三极管基极便可使红外发射管产生固定频率的光。2.2.2红外线接收电路接收器的作用是接收发射器发出的红外脉动光完成光电转换经过放大、滤波等电路把正确信号可靠地传感到报警器安全系统的接口电路中。接收器的光电转换器件选用CHP1838型光电二极管