光电式报警器2.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流光电式报警器2.精品文档.西安欧亚学院设 计 报 告设计名称：光电式报警器设计指导老师：侯传教班 级：统本电信1201班学 号：12610405152126 12610304152213 姓 名： 李菊红 陈钰康一实验内容1.设计双光路结构，当任一光路被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。2.数码管显示被遮挡的路数，无遮挡时数码管显0，1路被遮挡时数码管显1，2路被遮挡时数码管显2，同时被遮挡时数码管显3。3电压为5V。二 .基本设计原理1. 设计思路：本设计首先接通电源通过光耦将光信号转化成电信号。输出的信号通过74LS247译码器使共阳数码管显示不同的数字，通过74LS32或门驱动555定时器构成的多谐振荡电路，使蜂鸣器和发光二极管发出间歇式声光报警。2. 框图：光控电路光控电路显示译码数码显示触发信号多谐振荡声光报警3.工作原理图 三.元器件介绍 1 光耦（H92B4）：光耦的型号为H92B4，由发光二极管和光敏三极管构成的，有4个管脚。当光敏三极管接收到二极管发射的光时，其工作在饱和导通状态，当光敏三极管无法接收到二极管发射的光时，三极管工作在截止状态。1和4 脚接电源，并要加限流电阻。2.或门（74LS32） 74LS32为四2输入或门。实现逻辑为：Y=A+B其中A，B为输入端，Y为输出端，GND为电源负极，VCC为电源正极3.译码器（74LS247）74LS247为BCD七段译码器/驱动器，低电平时有效。集电极开路输出直接驱动显示器；有灯测试装置；前沿/后沿零熄灭；能调节灯光强度；耐压为15V。4.555定时器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。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器只需外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。四 单元模块 1.数字显示模块此模块由74LS247及共阳数码显示器组成，74LS247驱动共阳数码显示器工作。74LS247的2，6脚因无输入，故接低电平，3，4，5脚接高电平，而1,7脚则与光电转换模块中光敏三极管输出的连接。2.声光报警模块声音报警选择蜂鸣器，光报警选择发光二极管。要能发出间歇式的报警，肯定要求驱动蜂鸣器和发光二极管的信号为稳定的方波，即为有固定周期的高低电平，所以采用由555构成的多稳态触发器。3.总电路根据设计要求没有光路被遮挡时数码管显示0，光路1被遮挡时数码管显示1，光路2被遮挡时数码管显示2，两条光路都被遮挡时数码管显示3，所以可以得到一真值表DADBAB0000010110101111根据真值表可以得到DA=AB+AB=A，DB=BA+BA=B，所以直接将A与DA相连，B与DB相连即可。当两条光路中有一条或全部被遮挡住时，就发出声光报警，即两条光路中只要有一条输出为“1”时555的4端口就输入“1”，可以根据此要求列出真值表。ABC000011101111根据真值表可得C=A+B，所以在A、B与C之间用或门74LS32来连接。五电路焊接与调试1.焊接注意要点焊接时，每焊接完一个模块都要进行调试。不要把所有的电路全部焊接完了再进行调试，否则如果出现问题将会很难查出来，而且还会给修改电路带来不必要的麻烦。芯片的管脚要正确读取，接电源的管脚和接地的管脚不搞反了。万能板上的电源线和地线要分清楚，焊接时千万不要搞错了。 芯片的安装要注意芯片管脚和插座管脚要对应。数码管的两个公共端要分别接电阻后再接地。2.调试要点(1)基本设计电路调试调试用到的仪器有：数字万用表、5V直流稳压电源。调试分模块进行调试第一步 将光电转换部分焊接完毕后，接通电源，用数字万用表分别测试挡光和不挡光A、B两点的电压，第一次测试结果是挡光和不挡光的电压值都一样，这说明电路出现了问题，关闭电源，用万用表的蜂鸣档检查电路是否有短路和断路的地方，结果没有，然后又检查了是否将电路焊错了，器件管脚是否搞错了，仔细一检查才发现是将光耦中光敏三极管的发射极和集电极搞反了，将电路改正后再次用万用表测试，结果是不挡光时A=B=0.25V，挡光时A=B=4.7V，符合高低电平的要求，可以焊接下一个模块。第二步 将数码显示部分的译码器和数码管焊接完毕后，一接通电源，数码管就显示0，用纸片遮挡住光路1，数码管显示1，遮挡住光路2，数码管显示2，同时遮挡，数码管显示3，符合设计要求，说明数码显示这个模块没有出现问题，可以焊接下一个模块。第三步 将74LS32和光电报警部分焊接完毕后，接通电源，声光报警部分不工作，用纸片遮挡住光路1，发出间歇式声光报警，遮挡住光路2，也发出间歇式声光报警，同时遮挡，同样能发出间歇式声光报警，符合设计要求，这部分也没有出现问题，所有电路全部焊接调试完毕。最后调试成功后的电路实现的功能为： 2.1.1.当任一路光被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警。2.1.2LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3。3.电路的链接调试要点将计数电路与报警电路连接起来，报警电路每报一次警就给计数电路一次计数脉冲，这样才能将两部分电路很好的衔接，其中报警电路能不能提供稳定的脉冲信号时关键。观察电路，报警电路在不报警时显示“0”，报警时显示“1” “2” 或者“3”，发现其中驱动译码器的F输出在不报警时是低电平（点亮），报警时就是高电平（熄灭），所以选择驱动译码器的F输出做为计数电路的脉冲信号。六实验结论在这次课程设计中，通过对“光电报警器”的设计、安装以及调试，我们从中学到了不少知识。在做这个题目的过程中，我们和搭档一起查资料、学习、设计。这些必要的准备工作完成后，又一起安装电路、焊接电路、测试改进、分析问题。最后得出了比较满意的结果。进一歩加深了我们对平时所学理论知识的理解和掌握，也了解到要把学到的知识用于实践中，不只重视理论，要考虑学到的东西能用在那方面，这次实验培养了我们的自学能力和独立找出问题、分析问题的能力和动手能力。学到了做任何事情都要有耐心，电路焊好并不代表你已经成功了，测试也是一个很重要的阶段。掌握了一些电路调试的方法和一般规律，同时也掌握了如何来检查和排除实验中的所遇到的一些常见故障。七心得体会通过本次光电设计，使我对传感器知识的实际应用有了更深刻的理解和体会，这次课程设计，不仅提高了我的操作软件能力,使我对设计的整个流程有了一定的了解，更使我了解光电知识应用的广泛性和前景。设计的成功，极大的提高了的我的自信心，促进了我对光电的学习兴趣，使我明白了理论联系实际的重要性。也在调试过程中，使我明白动手的重要性，实践出真知。