电子技术课程设计报告书一、设计目的理解红外线防盗系统的设计意义、设计思路、设计电路的原理框图以及系统的主要特点。

二、设计思路我们知道，在常规的环境参数中，人体入侵探测器非常容易受环境的影响而使得参数改变，随着红外线及激光技术的成熟，许多运用于室外场合的红外线防盗和激光防盗开始诞生，由于光线是直线传输，在发射端发射光束，中间如无遮挡，则接收端就能收到正常的光束；当有人经过布防区域时，光束被挡住，此时接收端便无法接收到光束，从而启动报警电路工作，达到报警的目的。

本设计利用多谐振荡电路作为红外线发射器的驱动电路，驱动红外发射管，向布防区内发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形后驱动数字门电路，输出报警信号，又经报警信号锁定电路，将报警信号进行锁定，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警，这些设计与实际运用中的要求相符，是一款价格低而实用性强的产品。

从实际的效果来看，报警信号必带有锁存功能，即当有人进入设防区域后报警信号就被锁住即使人离开，报警也将继续，直到人为的按动复位键才停止报警。

三、设计过程3.1、系统方案论处触发源电路→→报警电路发声单元→→关报警信号电路，当在无警状态下没有报警声，灯也不亮，当触发源电路探测到报警信号时，喇叭立即报警，发出报警声，同时报警灯交替闪烁，交替周期为1——2秒，按下复位键时，相应功能停止。

3.2、模块电路设计主要的系统电路有：电源电路,红外发射/接收电路，发射与接收控制电路，报警输出电路等。

下面对各个模块的电路进行详细的设计和分析。

1）红外防盗报警系统的电源电路的设计与分析在了解红外防盗报警器电源设计之前，我们先对整流，滤波与稳压电路的工作原理及其一些基本的参数进行分析，之后来分析电源电路的有关内容。

再根据其性质着重对其电源电路进行分析。

（1）整流电路的工作原理及其参数分析整流是把交流电变换成直流电的过程，它的基本原理是利用了晶体二极管的单向导电特性。

（2）滤波电路的工作原理及其参数分析虽然整流电路的输出电压包含一定的直流成分，但脉动较大，须经过滤波才能得到较平滑的直流电压。

（3）．直流稳压电源的主要技术指标稳压电源的输出电压UO （或电压可调范围UOmin~ UOmax）和最大输出电流IOmax是它的特性指标，这两个指标决定了该电源的适用范围，同时也决定了稳压器的特性指标以及如何选择变压器、整流管和滤波电容。

而输出电阻、纹波电压、温度系数是稳压电源的质量指标，它们决定了稳压器的稳压系数、输出阻抗、温度系数和滤波电容的选择。

（4）直流稳压电源主要技术指标的测试方法（1）输出电压可调范围的测量按图2.5所示接线。

输入端接220V交流电压，输出端接万用表或数字万用表，调节电路中RW 的大小，使其值为最大和最小，测出对应的输出电压UOmin和UOmax。

则该稳压电源输出电压的可调范围为UOmin ~ UOmax。

图2.5 Uo可调范围的测量图（2）最大输出电流的测量按图2.5接线。

稳压电源的输入端接220V 的 交流电压，将稳压电源的输出电压调到10V, 然后在稳压电源的输出端接滑线变阻器R WL ，如图2.6所示。

R WL 的值应调到1k Ω以上。

用万用表或数字万用表测出对应的U O 。

然后逐渐减小R WL 的值，直到U O 的值下降5%，此时流经负载R WL 的电流就是I Omax 。

记下I Omax 后应迅速增大R WL 的值，以减小稳压电源的功耗。

图2.6 最大输出电流的测量框图（3）输出电阻R O 的测量按图2.7接线。

在不接负载电阻R L 时测得开路电压U O1，这时I O1＝0，接上负载电阻R L 时，测得U O2和I O2，则 2212121O O O O O O O O I U U I I U U R -=---=（11）图2.7 输出电阻测量框图2）红外线发射与接收电路的设计与分析在电子防盗、人体探测器领域中，红外线的发射与接收的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。

（1）红外线发射电路的设计图2.13 红外发射电路VT7、VT8、R13—R16、C8和C9组成多谐振荡器。

系统上电后，VT7或VT8两都必有一管进入导通状态，若VT7先进入导通状态，电流经R14、C8和VT7向C8充电，开始时，C8两端电压为0，因此VT8的基极电压也为0，VT8截止；当C8上的电量越充越多时，VT8的基极电压开始上升，其集电极电流不断增大，这个电流的增大，使VT8的集电极电压不断下降，同时通过C9将影响到VT7的基极电压，VT7基极电流的减小，又反过来使VT8的基极电流进一步增大，这个正反馈的过程非常快，马上VT8进入导通状态，由于VT8的导通，经C9耦合，使VT7迅速截止，接下来的过程同VT7导通时的过程一样，如此反复，多谐振荡器得以工作。

这个振荡信号经R17，经VT6放大后，驱动红外发射管发射红外信号。

（2）红外线接收电路的设计与分析由于该系统是利用红外发射管通过发射的接收来工作的.所以应该配较高的性能的红外线接收电路。

红外发射电路发送的红外线信号被D3接收后，送入VT2基极，进行入放大，经放大后的红外线信号，经C5耦合后，送入VT1进行再次放大，经两级放大后，接收到的红外线信号已足够强，经C4耦后送入由D1、D2组成的倍压整流电路进行整流，C7滤波后形成一个直流控制电压，这个直流控制电压信号足够强，大于CW1的稳压电压，因此CW1击穿，电流流经VT5的基极，VT5饱和导通，集电极输出低电平信号；当发射过来的红外线信号被人挡住时，D3将无法接收到红外线信号，倍压整流电路无信号输出，原充在C7两端的电荷经R12进行放电，此时CW1阻断，电流极小，VT5截止，其集电极输出高电平，这个高电平信号送入后续逻辑处理电路，就可以判断为有人进入，从而作出相应的操作。

3）红外防盗报警系统的控制电路的设计系统的控制电路主要是通过4个与非门构成的CD4011以及NE555定时器共同完成的,把输出信号通过报警电路发出报警声音。

（1）集成电路4011的引脚及其功能特点4011集成电路是由4个与非门所构成组合成的一个逻辑组合集成电路，它在电路的转换上有着重要的作用。

以下就是4011的引脚图及其内部功能图 2.15图2.15 4011的引脚与内部结构图（2）红外报警系统的控制部分的总体设计上电时，正电源经C3、R1向C3充电，由于C3两端刚上电时电压为0，因此电源电压全部加在R1上，CD4011的13脚获得一个高电平信号，而在红外线发射与接收器间没有人挡住时，CD4011的8、9脚为低电平信号输入，因此CD4011的12脚也为高电平，与非门的两个输入口全为高电平时，其11脚输出为低电平，经R6耦合，送入1、2脚，经反相后在3脚输出高电平信号，这个高电平信号一方面经R7，使报警电路不工作，另一方面经R8，使13脚保持高电平，系统处于稳定状态。

当红外线信号被挡住时，8、9脚输入一个高电平信号，反相后10脚变为低电平信号输出，由于12脚与10脚相连，因此11脚马上输出为高电平，送入1脚后，使3脚输出为低电平，这个低电平一路经R7，开启报警电路，另一方面经R8，使13脚为低电平，13为低电平后，报警信号就被锁定，这时即使接收电路又收到了红外线信号，12脚变为高电平，由于13脚已为低电平，所以也无法关断报警，直到人为按下复位键后，将13脚强拉为高电平，这样就可以关断报警，重新进入布防守候状态。

4)报警电路的设计(1）报警集成电路介绍正电源、触发端、信号端和地。

有的还需要接入振荡电阻，而这个电阻一般都直接焊在音乐集成电路的线路板上，对于该类电路的应用设计只需要为她提供电源（一般为3V左右），就可以在信号端输出所需要的音乐信号了。

最基本的应用电路为：对于有触发端的电路设计一般有两种启动方式：1、通过电子开关控制报警集成电路的供电，从而控制报警集成电路是否工作。

这种方式的电路设计，必须把触发端直接和正电源端相接，这样只要一向音乐集成电路供电，其触发端便得到一个触发信号，启动电路工作，这种方式只要一直保证向音乐集成电路供电，她便会反复地演凑；2、 向触发端送入触发信号。

这种方式的电路设计要求让音乐集成电路始终接入电源，而通过外电路向其送入触发信号，从而启动电路工作。

这种方式每触发一次完成后便停止工作，当要求其连续工作时，必须在一个循环结束时，向其触发端送入触发信号才能进入下一个循环周期。

(2）报警电路的设计我们在设计这部分电路时，将报警集成电路设计成通过电子开关控制报警集成电路的供电，从而控制报警集成电路是否工作的这种方式。

当检测到有人进入布防区域后，逻辑控制单元输出低电平信号，语音电路工作后，输出音频信号，同时进行功率放大，放大后驱动喇叭发出报警声四、系统调试与结果5)元件安装焊接及系统调试(1）元件安装的基本要求与原则制造电子产品，可靠性与安全是二个重要因素,而零件的安装对于保证产品的安全可靠是至关重要的。

任何疏忽都可能造成整机工作失常，甚至导致更为严47k 10 μR 1R 2 C 1 47k重的后果。

元件安装时我们要保证导通与绝缘的电器性能、保证机械强度、抱着那个传热的要求和安装时接地与屏蔽要充分利用。

为达到产品的可靠与安全，安装时应遵循一些基本的要求与原则。

⑴元件安装的基本要求①保证导通与绝缘的电气特性，电气连接的通与断是安装的核心这里所说的通与断，不仅是安装后简单的使用万用表测试的结果，而且要考虑在振动，长期工作，湿度等自然条件变化的环境中，都能保证通者恒通，断者恒断。

②保证机械强度，电子产品在使用过程中，不可避免的需要运输和搬动，会发生各种有意或无意达到振动，冲击，如果机械安装不够牢固，电气连接不够可靠，都有可能因为加速度的瞬间受力使装置受到损害。

③保证传热的要求，在安装中，必须考虑某些零部件在传热，电磁方面的要求。

④安装时接地与屏蔽要充分利用，接地与屏蔽一是消除外办对产品的电磁干扰，二是消除产品对外办的电碰干扰，三是减少产品内部的相互电磁干扰。

⑵安装元件时应注意以下原则：①为避免因元器件发热而减弱铜箔对基板的附着力，并防止元器件的裸露部分同印制导线短路，安装时元器件应离开面板约1～2mm。

②装配时，应该先安装那些需要机械固定元器件，在此装置中如稳压管、中心芯片插座。

③各种元器件的安装,应该使它们的标记(用色码或字符标注的数值,精度等)朝上面或易于是辨认的方向,并注意标记的读书方向一致 (从左到右或从上到下)。

④在安装元件时应与焊接同步进行操作。

(2）焊接注意的基本事项在电子制作过程中，焊接工作是必不可少的。

它不但要求将元件固定在电路板上，而且要求焊点必须牢固、圆滑，所以焊接技术的好坏直接影响到电子制作的成功与否，因此焊接技术是每一个电子制作爱好者必须掌握的基本功，焊接时的要点和注意事项有下面几点：1．电烙铁的选择：电烙铁的功率应由焊接点的大小决定，焊点的面积大，焊点的散热速度也快，所以选用的电烙铁功率也应该大些。