触摸式多路报警器的设计与制作
电子技术实训设计任务书
1．课程论文（设计）的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 电子技术实训是为了使学生进一步掌握所学的理论知识，提高学生的动手能力。通过整个教学环节，要求学生达到下列要求： （1）进一步掌握模拟电路和数字电路课程所学的理论知识； （2）了解并掌握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决实际电路问题； （3）熟悉常用集成数字芯片，掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计； （4）了解集成块NE555的结构功能； （5）掌握一种由上述集成块作为报警声电路的设计方法； （6）设计一个触摸式多路报警器，可将触摸片直接安置在被防护的物体上，当有人接触物体时，电路被触发，发出报警声。 （7）培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 （8）培养爱护公物的良好习惯。 每个学生必须在规定时间内，独立完成设计任务，且所设计的电路无重大错误，设计报告内容完整。电子制作成品布线正确、符合相关技术规范，并能实现相应的功能。 2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕： （1）选择合适的电路器件； （2）利用555时基电路实现报警声音的高低起伏； （3）完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图； （4）撰写设计报告（包括调试总结报告）； （5）上交制作产品一件。 3. 课程设计工作进度计划： 序号 1 2 3 4 5 第1~2 天 第 3~4天 第5~8 天 第 9天 第 10天 起 迄 日 期 工 作 内 容 熟悉题目，根据设计要求选择设计方案 电路中单元电路的选择设计 焊接电路板 焊接电路板、电路调试 电路调试、上交设计报告和电子制作成品
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一、设计目的
1．掌握各种不同类型二极管在电路中的作用； 2．掌握三极管的原理与应用； 3．熟悉555时基电路的功能和作用。
二、设计任务
1．设计一个触摸式多路报警器，可将触摸片直接安置在被防护的物体上，当有人接触物体时，电路被触发，发出报警声。 2．报警形式为声光报警，并且，报警声音要实现高低起伏。
三、设计要求
1．利用555时基电路实现报警声音的高低起伏； 2．选择合适的电阻、二极管、三极管等器件；
3．完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图； 4． 撰写设计报告（包括调试总结报告）； 5．上交制作产品一件。
四、电路简介及原理框图
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。该电路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。
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（1）原理框图
报警器的原理框图如图2-1所示：
交流电源→控制电路→报警电路
（2) 、工作原理
触摸式多路报警器可将触摸片直接安置在被防护的物体上，当有人直接接触物体时，电路被触发，发出警报声。本电路由六组触摸电路组成，可以根据需要增加若干组，但后面的报警声相电路不必变动。 （3） 控制电路
触摸片A~F与集成反相器F1~F6组成触摸信号输入控制门，VD1~VD6组成隔离电路，将触摸片与电源单向隔离。当电路处于检测状态时隔离二极管使触摸片保持高电平状态，当触摸片被触摸时可使触摸片保持低点平
以第一路为例，当触摸片A被触摸后，触摸片A变为低电平，由于VD1的隔离，A保持低电平。当触摸形成的低电平经F1变向后变为高电平。这时LED1发光，VT1 VT2导通，VT3接着导通。VT3导通后，通过VD7 R4又使VT4导通。由于VT4相当于电源的开关，控制者报警声响的电源回路，VT4导通后报警声响电路的电源回路被接通，报警声响电路发出报警声（电路图如下）
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1F1BAIF2BIF3CIF4DIF5FIF6R1240VT29014R4180K9014VT4LED~~LED6R32KR510KR22KICE(F1~~F6)CD4069VTE9014R6100KC210uVD7
（4） 报警电路
IC2、IC3组成调制型报警声响电路，其中IC2与R5、R6及C2组成低频锯齿波发生器，输出的锯齿波通过VT5加至IC3的⑤脚，对IC2产生的矩形波进行调制，使其发出高低起伏的报警声响（电路图如下）
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5）总体电路图如下12VR7R84.7K10KC4100uIC2R9IC3NE55575KNE555VT59012C390140.01uVT46
（
12V1F1BAIF2BIF3CIF4DIF5FIF6R1240VT29014R4180K9014VT4LED~~LED6R32KR510KR74.7KR810KC4100uR6100KC210uVD7IC2NE555R975KIC3NE555R22KICE(F1~~F6)CD4069VTE9014VT59012C30.01u
五、单元电路简介
(1)CD4069 芯片简介
（1） NE555芯片简介
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NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生 的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。 a. NE555的特点有：
1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
2.它的操作电源电压范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。
3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
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5.静态电流 最大值 VCC = 5 V, RL = ∞ =6mA VCC =15 V, RL = ∞ =15mA
Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。
Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。
Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 抗干扰用的
Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。 Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。
Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。 参数功能特性：
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•供应电压4.5-18V •供应电流3-6 mA
六、单元电路元器件选择
实践中用到的元器件表格如下
元件名称 电解电阻 瓷片电容 二极管指示灯集成块 碳膜电阻 晶体三极管 电位器扬声器集成反相器 直流电源
元件标号 C1 C2 C4 C3 VD led
IC1 IC2 R1 R2 R3 R4 R5 R7 R8 R9 VT1 VT2 VT3 VT4 R6 Y A 数值 型号 47uF 10uF 100uF
0.01uF 7只 4148ST 6只 XZ8-0.15 1只 CD4069CN 1只 NE555
只 NE555 240 2K 220K 10K 4.7K 10K 68K 1只 8050 1只 8050 1只 8550 1只 8050 100K1
只 3362 1个 6只 12V 10
六输入与非门单路计时器
IC3 1
七、电路组装 调试过程中遇到的问题及解决方法
问题：二极管的正负极？电容，LED灯的正负极？
方法：查阅质料发现“黑的”一边是正的，电容和LED灯是引脚线长的是正极。
问题：三极管的集电极，激极，发射极怎么判断?
方法：将三极管面平的一面对着自己，从左到右，依次是发射极，激极，集电极。
问题：电阻分正负极吗？ 方法：查阅质料不用分。 问题:芯片底座对应的脚数？ 问题：滑动变阻器怎么连接？
方法：通过多用电表，测得可调控阻值的那个点。
方法：查阅质料发现凹的一面向上，从下往上顺时针分别是1,2.3、4、5、6、7、8。 问题：焊接虚焊。
方法：重新焊接，直至焊实。
问题：焊接时有时不小心会焊的过多导致短路。 方法：焊接时小心一点，或者使用排线链接。 问题：调试过程中未成功或者是灯局部不亮。
方法：用多功能电表测电路是否短路，断路，或者灯是否损坏，以及元件正负极是否正确，直至成功。
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八、分析与心得
通过此次“触摸式多路报警器的设计与制作电子实训”我从中了解并且掌握各种不同类型二极管，各种元件的名称以及在电路中的作用。掌握三极管的原理与应用，通过对NE555的结构功能的了解，掌握了一种由上述集成块作为报警声电路的设计方法。学会科学分析和解决实际电路问题，进一步学会使用其进行电路设计。
自我心得：在焊接前一定要看懂电路图，以及各元件正确的连接顺序，各元件的正负极，防止焊接时由于不小心，焊接错误，导致无法修改，这样不仅浪费时间，而且浪费元件资源，浪费电路板。其次焊接时，要防止虚焊，防止焊的过多，导致电路短路，或断路。不明白的地方要及时询问老师或者查阅资料，这样有利于实验的成功。 最后对于以后的相关实训要培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度，培养爱护公物的良好习惯。
九、参考文献与资料
[1]康华光.《电子技术基础》模拟部分（第五版），高等教育出版社。 [2]王涛.《电工电子工艺实习》实验教程，山东大学出版社。 [3] 韩亚萍.《Protel DXP基础教程》，清华大学出版社。
[4] 赵春云、曹经稳、赵春强.《常用电子元器件及应用电路手册》，电子工业出版社。
[5] 黄继昌.《电子元器件应用手册》，人民邮电出版社。 [6] 杨宝清、宋文贵.《实用电路手册》，机械工业出版社。
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