震动报警器

震动报警器 设 计 题 目:振 动 报 警 器 专 业: 教 师: 姓 名: 学 号: 2013年7月 摘要 摘 要 本课程设计主要介绍了简易的振动报警器的电路设计和电路板的制作。以此电路为依据只需更换相应的报警显示元件即可改装成不同类型的报警器，如红外报警器, 红外线报警器等。这种电路主要由声控放大电路、单稳态触发器电路、报警电路组成，设计利用三极管放大后触发由NE555集成芯片构成的单稳态触发器,输出电压驱动蜂鸣器工作。经过调试，实现课程要求。 关键字: CL-9561，NE555，水银开关 目录 目录 第一章 与框图 ............................................................................ 1 1.1 方案确立.................................................................................................. 1 1.2 系统框图.................................................................................................. 1 第二章 元件清单 ............................................................................... 2 第三章 元件介绍 ............................................................................... 3 3.1 CL9561 音乐片 ....................................................................................... 3 3.2 三极管S9014 .......................................................................................... 5 3.3 NE555简介 .............................................................................................. 6 3.3.1 NE555管脚功能介绍 ........................................................................... 7 3.3.2 555单稳态电路..................................................................................... 8 第四章 原理说明 ............................................................................... 9 第五章 安装与调试 .......................................................................... 10 5.1 安装说明................................................................................................ 10 5.2 系统调试:............................................................................................ 10 ...................................................................................................11 致谢 .................................................................................................. 12 第一章 方案与框图 第一章 方案与框图 1.1 方案确立 本系统采用压电陶瓷片作为传感器采集震动信号，经三极管S9014两级放大后触发一个NE555芯片构成单稳态触发器，通过音乐芯片驱动扬声器促使扬声器和发光二极管工作，来达到震动报警的效果。 1.2 系统框图 震动采集 放大电路 555单稳态9561音乐芯 触发器 片 扬声器 图 1-1 系统框图 1 振动报警器 第二章 元件清单 元件清单如下图: 名称 数量 R 270k、150k、200k各一个 C 47uF/16V、10uF、/16V、103各一个 三极管S9014 1个 IC1=NE555 1个 IC2=CL9561 1个 S1 振动器(水银开关) 1个 S2微动按钮开关 1个 电池(3V) 1对 2 第三章、元件介绍 第三章 元件介绍 3.1 CL9561 音乐片 CL9561四声报警COB 1、外围接线图: 2、工作电压:2.4V-3.6V 3、上电自动复位 4、可选择四声报警声:110警车声、119火警声、120救护车声、机枪声 SEL1和SEL2都是悬空，所以选择的声音是警车音效。 3 振动报警器 4 第三章 元件介绍 3.2 三极管S9014 9014是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是NPN型小功率三极管。主要运用在低频、低噪声前置放大，应用于电话机、VCD、 DVD、电动玩具等电子产品(与C9015互补)中。如图2-2所示 图 2-2 三极管管脚图 9014三极管的参数: 集电极最大耗散功率PCM=0.4W(Tamb=25?) 集电极最大允许电流ICM=0.1A 集电极基极击穿电压BVCBO=50V 集电极发射极击穿电压BVCEO=45V 发射极基极击穿电压BVEBO=5V 集电极发射极饱和压降VCE(sat)=0.3V (IC=100mA; IB=5mA) 基极发射极饱和压降VBE(sat)=1V (IC=100mA; IB=5mA) 特征频率fT=150MHz HFE: A=60~150; B=100~300; C=200~600; D=400~1000 5 振动报警器 3.3 NE555简介 NE555 (Timer IC)大约在1971,由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30,,非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电,，尽管近,,CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大,的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前,可直接的代用。NE555生产厂家其中主要由此5家厂家、5大品牌技术商生产、NXP恩智浦、TI德洲、NEC日电、ST意法半导体、FAIRCHILD仙童。 NE555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。它的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器(Monostable Mutlivibrator)及无稳态多谐振荡器(Astable Multivibrator)。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 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 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 的8 脚是集成电路从分压器上看出，上比较器6 脚A1 的,脚接在R1 和R2 之间，所以5 脚的电压固定在2UCC/3 上;下比较器A2 接在R2 与R3 之间，A2 的同相输入端电位被固定在UCC/3 上。 NE555该型号，市场上比较常见，在各大网站上，搜索比较频繁。NE555报价差异较大，主流品牌是TI、ST、NULL及国产品牌，国外品牌的价格一直相对偏高，各商户报价在0.4-1元/PCS区间波动;国产品牌价格就非常低，由于价格相对较低，利润已经压制很窄空间，因此降价空间小，有时候市场还出现小幅度的涨价现象。 6 第三章 元件介绍 3.3.1 NE555管脚功能介绍 8 脚是电源端，1 脚为地。2 脚为触发输入端;3 脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6 脚和下比较器2 脚的控制。当触发器接受上比较器A1 从R 脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3 脚输出低电平;2 脚和6 脚是互补的，2 脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3 脚输出高电平。6 脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3 脚输出低电平，但有一个先决条件，即2 脚电位必须大于1Ucc/3 时才有效，功能表见表1。3 脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。4 脚是复位端，当4 脚电位小于0.4V 时，不管2、6 脚状态如何，输出端3 脚都输出低电平。5 脚是控制端。7 脚称放电端，与3 脚输出同步，输出电平一致，但7 脚并不输出电流，所以3 脚称为实高(或低)、7 脚称为虚高，如图3-3所示。 图 3-3 NE555引脚图 7 振动报警器 3.3.2 555单稳态电路 1、 555时基电路这款电路应用十分广泛，根据不同的接法，可形成多谐震荡器、单稳电路、双稳电路，在此，我们设计成单稳电路。 NE555是一个能产生经确定时脉冲的高稳度控制器，其输出驱动电流可达到200mA。在多谐振荡器工作方式时，其输出的脉冲占空比有两个外接电容确定:在单稳态工作方式时，其延时时间有一个外接电阻和一个外接电容确定，可延时数微秒到数小时。工作电压范围:4.5V?Vcc?16v。 2、内部框图 NE555内部框图 8 第四章 原理说明 第四章 原理说明 本套件的核心元件是IC1(9561)和IC2(555)，前者为四声报警音乐集成电路，当接通电源后，便可产生四种不同的报警音频信号，在这里我们设定成警车声，音频信号经VT1放大后，驱动扬声器发音;IC2则是555时基电路，这款电路应用非常广泛，根据不同的接法，可形成多谐振荡器、单稳电路、双稳电路等，因此也在许多学校的教材上有讲解，在这里我们设计成单稳电路。 由555电路构成单稳态触发器，S2开关打开后，C1两端电压为0，555电路的输出脚输出高电平，报警器电路工作，进入报警状态，。此时水银开关断开，电源经过R2向C1充电，当C1两端的电压充至高于2/3VCC的时候，电路翻转，，输出端变为低电平输出，报警器失电停止工作。此时报警器进入报警守候状态。这时若报警器受到振动，就会使水银开关中的水银一起振动，当开关接通时，555的2脚便输入一个低平信号，这个低平信号使单稳态电路的输出状态改变，输出高电平，报警电路工作，另一方面通过7脚将C1上的电压放电，当电压放完后，这时就算水银开关再次断开，由于C1的电压低于2/3VCC，电路也将保持输出高电平状态，使报警器持续工作。 若一直有振动信号使水银开关接通，系统将一直报警， 若报警后报警器不再振动，报警器将自动停止，因此每次报警自动关断时间为T=R2C1 9 振动报警器 第五章 安装与调试 5.1 安装说明 1、元件焊接时，为了方便调试，可先不装水银开关，等单稳电路调试正常后，再焊上水银开关; 2、复位开关安装时，把四个引脚往上搬，然后焊上引线，四个脚中两个里面是连在一起的，因此只需焊二个脚就可以了，具体是哪两个脚，可用万用表电阻档进行测量，按下时接通，松开时断开的一组引脚就是所要焊引线的脚。 3、9561音乐芯片在焊装时，把音乐芯片合在电路正上方，有个放芯片的位置。三极管和200K的电阻在焊接时，要和电路板、音乐芯片都焊接上;9561芯片上的一个(+)脚要和接扬声器焊点下空的焊点用导线焊接上。要不然报警器就不会放出报警音乐。 5.2 系统调试: 1、报警部分调试时，将VT的C、E极间短路一下，若有正常的报警声发出，说明报警电路作正常，若不正常，应重点检查9561上的振荡电阻是否安装可靠; 2、555单稳态电路调试时，只要按线路板上的标识进行焊接，基本无须调试，开始调试时用短接水银开关两焊点的办法来模拟，当工作正常后，再焊上水银开关，水银开关的状态平时应为断开，而有振动时，开关里面的水银应能可靠接通开关，这主要看开关的水平角度，具体调到什么程度，制作者须实际安装时确定。 10 总结 总结 实验过程中碰到的刚开始不能发声的情况完全是粗心导致的，如果当时认真点的话，可能一下子就完成了。所以，通过实验意识到要从开始就养成那种细心地好习惯。这对以后的课程设计甚至是毕业设计都非常有帮助。再者通过这次实习锻炼了我们的动手及查资料能力。也体会到了成功带来的喜悦，可以说是受益匪浅。 再次反过来思考这个电路，整个电路简单明了，可以根据此电路图应用到实际中去。555电路应用十分广泛，在以后的学习时间中会对它有更加深入得了解，将其灵活运用。 在老师的精心指导和同学的帮助下，我们基本完成了此次任务。期间，我们深刻体会到团结就是力量，并认识到理论知识应该通过实践来更好的掌握。 11 振动报警器 致谢 首先衷心地感谢导师桂波。本文从选题到完成，从理论上的探讨到实际问题的解决，无处不饱含着桂波老师的心血。桂波老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在此论文完成之际，谨向桂波老师致以深深的谢意和崇高的敬意。在整个设计过程中我们懂得了许多东西，也培养了我们独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。 文 - 汉语汉字 编辑词条 文，wen，从玄从爻。天地万物的信息产生出来的现象、纹路、轨迹，描绘出了阴阳二气在事物中的运行轨迹和原理。 故文即为符。上古之时，符文一体。 古者伏羲氏之王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳(爻)之政，由是文籍生焉。--《尚书序》 依类象形，故谓之文。其后形声相益，即谓之字。--《说文》序》 仓颉造书，形立谓之文，声具谓之字。--《古今通论》 (1) 象形。甲骨文此字象纹理纵横交错形。"文"是汉字的一个部首。本义:花纹;纹理。 (2) 同本义 [figure;veins] 文，英语念为:text、article等，从字面意思上就可以理解为文章、文字，与古今中外的各个文学著作中出现的各种文字字形密不可分。古有甲骨文、金文、小篆等，今有宋体、楷体等，都在这一方面突出了"文"的重要性。古今中外，人们对于"文"都有自己不同的认知，从大的方面来讲，它可以用于表示一个民族的文化历史，从小的方面来说它可用于用于表示单独的一个"文"字，可用于表示一段话，也可用于人物的姓氏。 折叠编辑本段基本字义 1(事物错综所造成的纹理或形象:灿若,锦。 2.刺画花纹:,身。 12 总结 3(记录语言的符号:,字。,盲。以,害辞。 4(用文字记下来以及与之有关的:,凭。,艺。,体。,典。,苑。,献(指有历史价值和参考价值的图书资料)。,采(a(文辞、文艺方面的才华;b(错杂艳丽的色彩)。 5(人类劳动成果的总结:,化。,物。 6(自然界的某些现象:天,。水,。 7(旧时指礼节仪式:虚,。繁,缛节(过多的礼节仪式)。 8(文华辞采，与“质”、“情”相对:,质彬彬。 9(温和:,火。,静。,雅。 10(指非军事的:,职。,治武功(指礼乐教化和军事功绩)。 11(指以古汉语为基础的书面语:552,言。,白间杂。 12(专指社会科学:,科。 13(掩饰:,过饰非。 14(量词，指旧时小铜钱:一,不名。 15(姓。 16( 皇帝谥号，经纬天地曰文;道德博闻曰文;慈惠爱民曰文;愍民惠礼曰文;赐民爵位曰文;勤学好问曰文;博闻多见曰文;忠信接礼曰文;能定典礼曰文;经邦定誉曰文;敏而好学曰文;施而中礼曰文;修德来远曰文;刚柔相济曰文;修治班制曰文;德美才秀曰文;万邦为宪、帝德运广曰文;坚强不暴曰文;徽柔懿恭曰文;圣谟丕显曰文;化成天下曰文;纯穆不已曰文;克嗣徽音曰文;敬直慈惠曰文;与贤同升曰文;绍修圣绪曰文;声教四讫曰文。如汉文帝。 折叠编辑本段字源字形 字源演变与字形比较 折叠编辑本段详细字义 〈名〉 13 振动报警器 1(右图是 “文”字的甲骨文图片，资料来源:徐无闻主编:《甲金篆隶大字典》，四川辞书出版社。1991年7月第一版。 “文”字的甲骨文字绘画的像一个正面的“大人”，寓意“大象有形”、“象形”;特别放大了胸部，并在胸部画了“心”，含义是“外界客体在心里面的整体影像、整体写真、整体素描、整体速写”。 许慎《说文解字》把“文”解释为“错画也”，意思是“对事物形象进行整体素描，笔画交错，相联相络，不可解构”，这与他说的独体为文、合体为字的话的意思是一致的。“说文解字”这个书名就表示了“文”只能“说”，而“字”则可“解”的意思。“文”是客观事物外在形象的速写，是人类进一步了解事物内在性质的基础，所以它是“字”的父母，“字”是“文”的孩子。“文”生“字”举例(以“哲”为例):先对人手摩画，其文为“手”;又对斧子摩画，其文为“斤”。以手、斤为父母，结合、生子，其子就是“折”(手和斤各代表父母的基因)。这个“折”就是许慎所谓的“字”。“字”从宀从子，“宀”表示“独立的房子”，子在其中，有“自立门户”的意思。故“字”还能与“文”或其他“字”结合，生出新“字”来。在本例，作为字的“折”与作为文的“口”结合，就生出了新的字“哲”。 2( 同本义 [figure;veins] 文，错画也。象交文。今字作纹。——东汉?许慎《说文》 五章以奉五色。——春秋?左丘明《左传?昭公二十五年》。注:“青与赤谓之文，赤与白谓之章，白与黑谓之黼，黑与青谓之黻。” 美于黼黼文章。——《荀子?非相》 茵席雕文。——《韩非子?十过》 织文鸟章，白旆央央。——《诗?小雅?六月》 斑文小鱼。——明? 刘基《诚意伯刘文成公文集》 3(又如:文驾(彩车);文斑(杂色的斑纹);文旆(有文彩的旗帜);文绣(绣有彩色花纹的丝织品;刺花图案);文织(有彩色花纹的丝织品);文鳞(鱼鳞形花纹)。 4(字，文字(“文”，在先秦时期就有文字的意思，“字”，到了秦朝才有此意。分别讲，“文”指独体字;“字”指合体字。笼统地说，都泛指文字。) [character] 饰以篆文。——南朝宋?范晔《后汉书?张衡传》 14 总结 分文析字。——东汉?班固《汉书?刘歆传》 夫文，止戈为武。——《左传?宣公十二年》 距洞数百步，有碑仆道，其文漫灭。——王安石《游褒禅山记》 文曰“天启壬戌秋日”。——明? 魏学洢《核舟记》 文曰“初平山尺”。 5(又如:甲骨文;金文;汉文;英文;文迹(文字所记载的事迹);文书爻(有关文字、文凭之类的卦象);文异(文字相异);文轨(文字和车轨);文狱(文字狱);文钱(钱。因钱有文字，故称);文状(字据，军令状);文引(通行证;路凭);文定(定婚)。 6(文章(遣造的词句叫做“文”，结构段落叫做 “章”。) [literary composition] 故说诗者不以文害辞。——《孟子?万章上》 好古文。——唐? 韩愈《师说》 属予作文以记之。——宋? 范仲淹《岳阳楼记》 能述以文。——宋? 欧阳修《醉翁亭记》 摘其诗文。——清? 纪昀《阅微草堂笔记》 7(又如:文价(文章的声誉);文魔(书呆子);文会(旧时读书人为了准备应试，在一起写文章、互相观摩的集会);文移(旧时官府文书的代称);文雄(擅长写文章的大作家);文意(文章的旨趣);文义(文章的义理);文情(文章的词句和情思);本文(所指的这篇文章);作文(写文章;学习练习所写的文章);文魁(文章魁首);文价(文章的声价);文什(文章与诗篇)。 8(美德;文德 [virtue] 圣云继之神，神乃用文治。——杜牧《感怀诗一首》 9(又如:文丈(对才高德韶的老者的敬称);文母(文德之母);文武(文德与武功);文命(文德教命);文惠(文德恩惠);文德(写文章的道德);文薄(谓文德浅薄);文昭(文德昭著)。 10.文才;才华。亦谓有文才，有才华 [literary talent] 而文采不表于后世也。——汉? 司马迁《报任安书》 15 振动报警器 11(又如:文业(才学);文英(文才出众的人);文采风流(横溢的才华与潇洒的风度);文郎(有才华的青少年);文彦(有文才德行的人);文通残锦(比喻剩下不多的才华)。 12(文献，经典;韵文 [document;classics;verse] 儒以文乱法。——《韩非子?五蠹》 言必遵修旧文而不穿凿。——《说文解字?叙》 13(辞词句。亦指文字记载 [writings;record]。如:文几(旧时书信中开头常用的套语。意为将书信呈献于几前);文倒(文句颠倒);文过其实(文辞浮夸，不切实际);文义(文辞);文辞(言词动听的辞令);文绣(辞藻华丽)。 14(自然界的某些现象 [natural phenomenon] 经纬天地曰文。——《左传?昭公二十八年》 15(又如:天文;地文;水文;文象(日月星辰变化的迹象);文曜(指日月星辰;文星);文昌(星座名)。 16(文治;文事;文职。与“武”相对。 [achievements in culture and education;civilian post] 文能取胜。——《史记?平原君虞卿列传》 文不能取胜。 文武并用。——唐? 魏征《谏太宗十思疏》 精神折冲于千里，文武为宪于万邦。――明《袁可立晋秩兵部右侍郎诰》 17(又如:文臣，文吏(文职官吏);文席(教书先生的几席);文品(文官的品阶);文帅(文职官员出任或兼领统帅);文烈(文治显赫);文员(文职吏员);文阶(文职官阶);文道(文治之道);文业(文事);文僚(文职官吏)。 18(法令条文 [articles of decree] 而刀笔吏专深文巧诋，陷人于罪。——《史记?汲黯列传》 19(又如:文劾(根据律令弹劾);文法吏(通晓法令、执法严峻的官吏);文丈(规矩;);文移(官府文书);文牓(布告;文告);文宪(礼法;法制)。 20(文言。古代散文文体之一;别于白话的古汉语书面语 [literary language]。如:半文半白;文语;文白(文言文和白话文)。 16 总结 21(文教;礼节仪式 [rites] 则修文德。——《论语?季氏》 22(又如:文丈(崇尚礼文仪节);文俗(拘守礼法而安于习俗);文致(指礼乐);文貌(礼文仪节);文绪(文教礼乐之事);文仪(礼节仪式) 23(指表现形式;外表 [form;appearance]。如:文服(表面服从);文榜(告示、布告之类);文诰(诰令) 24(指鼓乐，泛指曲调 [music;tune]。如:文曲(指乐曲);文始(舞乐名) 25(谥号，谥法:勤学好问叫文 [study deligently] 何以谓之文。——《论语》 是以谓之文。 26(姓 〈动〉 1(在肌肤上刺画花纹或图案 [tatto (the skin)] 被发文身。——《礼记?王制》。注:“谓其肌，以丹青涅之。” 文绣有恒。——《礼记?月令》 2(又如:文笔匠(在人身上刺花的艺人);文身断发(古代荆楚、南越一带的习俗。身刺花纹，截短头发，以为可避水中蛟龙的伤害。后常以指落后地区的民俗);文木(刻镂以文采之木) 3(修饰;文饰 [cover up] 身将隐，焉用文之?——《左传?僖公二十三年》 饰邪说，文奸言，以枭乱天下。——《荀子?非十二子》 4(又如:文过饰非;文致(粉饰;掩饰);文冢(埋葬文稿之处) 5(装饰 [decorate] 舍其文轩。——《墨子?公输》 此犹文奸。 17 振动报警器 文车二驷。——明? 归有光《项脊轩志》 文马四百匹。——《史记?宋世家》 若将比予文木邪。——《庄子?人间世》 6(又如:文巧(文饰巧辩);文竿(以翠羽为饰之竿);文舫(装饰华丽的游艇);文饰(彩饰);文榭(饰以彩画的台榭);文舟，文艘(装饰华丽的船);文剑(装饰华丽的剑);文舆(饰以彩绘的车) 7(撰写文章 [write]。如:文匠(写文章的大家);文祸(因写文章而招来的灾祸);文雄，文杰(指文豪) 〈形〉 1(有文采，华丽。与“质”或“野”相对 [magnificent;gorgeous] 其旨远，其辞文。——《易?系辞下》 晋公子广而俭，文而有礼。——《左传?僖公二十三年》 2(又如:文巧(华丽奇巧);文朴(文华与质朴);文服(华美的衣服);文砌(华美的石阶);文背(不文雅，粗俗);文轩(华美的车子);文质(文华与质朴) 3.柔和，不猛烈 [mild;gentle]。如:文烈(指火候温猛) 4(美，善 [fine;good]。如:文徽(华美);文鸳(即鸳鸯。以其羽毛华美，故称);文衣(华美的服装) 5(通“紊”。紊乱的 [disordered] 惇宗将礼，称秩元祀，咸秩无文。——《书?洛诰》 天子祭天下名山大川，怀柔百神，咸秩无文。——《汉书?郊祀志上》 王者报功，以次秩之，无有文也。——庆劭《风俗通义?山泽》 〈量〉 1(用于旧时的铜钱。如:一文钱 2(用于计算纺织物 18 总结 五扶为一首，五首成一文。——《后汉书》 19