传感器与测试技术课程的设计光电式传感器—报警电路的设计.doc

课 程 设 计 任 务 书 班级 课程 传感器与测试技术 学 生 姓 名 学 号 设 计 题 目 光电式传感器—报警电路设计 内容及要求： 1）根据光电式传感器的工作原理，设计一种防盗电路装置。 2）利用光敏二极管代替开关，衔接报警电路； 3）要求正常情况下，三极管不导通；小偷侵入时，光敏二极管接收不到光，不导通，三极管导通驱动报警电路，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫。 4）总电路应包括与传感器元件相接的调制电路、放大电路和报警电路。 要求在课程设计报告中给出： 1）装置的结构和电路原理图。 2）调试过程，说明发现的向题及处理过程。 3）分析存在的问题。 4）收获与改进方案。 指导教师（签字）： 年 月 日 分院院长（签字）： 年 月 日 目录 1 引言………………………………………………………………1 2 设计原理及概述…………………………………………………2 3 内容及要求………………………………………………………2 4 方案设计…………………………………………………………2 5 元件清单…………………………………………………………3 6 硬件电路设计……………………………………………………3 6.1 发射电路………………………………………………………3 6.2 接收电路………………………………………………………4 6.3 放大电路………………………………………………………4 6.4 报警电路………………………………………………………5 7 软件模拟设计……………………………………………………6 8 仿真模拟及结果测试……………………………………………7 9 设计中的问题及解决方法………………………………………7 10 参考文献 …………………………………………………………………………………………………………8 1 引言 报警器的应用非常广泛。在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了电路。 光电管 放大电路 报警电路 要求： 根据光电式传感器的工作原理，设计一种防盗电路装置。 利用光敏二极管代替开关，衔接报警电路。 要求正常情况下，三极管不导通；小偷侵入时，光敏二极管接收不到光，不导通，三极管导通驱动报警电路，二极管发光，蜂鸣器鸣叫。 总电路应包括与传感器元件相接的调制电路、放大电路和报警电路。 4 方案设计 . 发光电路和接收电路都用同一个调制电路来启动，可以通过延长导线来使延长发光二极管和光敏二极管的距离，可以保证系统在一定器件的条件下作用距离较远。 5 元件清单 元件名称 类别 数目 音频集成功放LM386LM386N-3 1 定时器 NE555P 1 电阻R0/R7 200Ω 2 电阻R1/R3 1KΩ 2 电阻R2 20Ω 1 电阻R4 10KΩ 1 电阻R5 500KΩ 1 电阻R6 200Ω 1 电容C1 100nF 1 电容C2 0.01μF 1 耦合电容C3 100μF 1 发光二极管DS1 1 光敏二极管DS2 2 发光二极管DS3 1 三极管 9014 1 蜂鸣器LS1 BUZZER 1 直流电源VCC 1 接地元件 2 导线 若干 6 硬件电路设计 6.1 发射电路 用NE555组成的多谐振荡器作为调制电源组成如下的调制电源电路，再接上发光二极管和限流电阻，组成发射电路，原理图如图a： 图a 6.2 接收电路 接收电路跟发射电路类似，用光敏二极管代替发光二极管并充当开关的作用。正常情况下，发光二极管和光敏二极管对应，光敏二极管接到光线导通，输出高电平。当有小偷经过时，光敏管接收不到光，不导通，输出低电平。 6.3 放大电路 利用LM386锁相集成电路对光敏管的信号进行放大。如下图所示： 3接信号输入，5是信号输出后接报警电路。 LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点LM386内部电路原理图如图所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除