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触发式报警器专业论文
摘要
报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。
报警器（alarm），分为机械式报警器和电子报警器。
随着科技的进步，机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替，经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域，与社会生产密不可分。
报警器主要利用现有的电话网络或则无线手机GSM.GPS网络，通过无线或则有线的方式，连通主人电话，或则手机，实现远程防盗功能的电子产品，如红外探测器，门磁，烟雾探测器，红外栅栏等。
随着国内安防市场的发展，防盗器市场也日渐完善成熟起来。
此文所提到的555组成触发式报警器利用1个555多谐振荡器构成一个简单电路，利用蜂鸣器的间隙发声达到设计的目的，以此来达到防止不安全因素的发生。
关键词：
报警器，555，蜂鸣器发声
1绪论1
2课程设计内容及要求2
2.1课程设计的目的及意义2
2.2课程设计任务与要求2
2.3实验器材2
2.4课程设计技术指标3
3报警器工作原理3
3.1555定时器全面概述3
3.2报警器工作原理全面概述5
4电路设计与调试6
4.1电路仿真调试6
4.2电路板实物图7
5实验结果分析8
5.1实验结果及具体分析8
6总结9
参考文献10
1绪论
从上世纪初，报警系统就已经在北美稍具雏形。
在北美，报警呼救箱放置在街头巷尾，在呼救时发出声响提示，以寻求帮助。
随后，由于通信技术的发展，稍后出现的电话理所当然地成为报警通讯的主要手段。
从以上过程来看，报警行业的发展是以工业技术发展为基础的。
外国智能监控技术发展已处于一个较高水平阶段，从具有代表性的北美发展过程，可以清楚的看出世界智能监控技术的发展概况。
其具有的特点，值得我们借鉴。
随着社会的发展，农村城镇化和人口流动的增大，社会治安问题更趋于复杂。
因此作为社会的基本单元“安全防范问题”就显得尤为重要。
作为新一代的报警器系统应运而生，并日益受到广泛关注。
数字化、无线化、集成化已成为报警器的主要趋势。
图1.1为报警器系统图。
图1.1报警器系统
2设计任务
2.1课程设计的目的及意义
2.1.1目的
1.理解555组成触发式报警器的工作原理；
2.熟悉555组成触发式报警器的构成及其特性；
3.掌握555组成触发式报警器的设计方法；
4.学会用proteus工具软件设计，调试和分析电路。
5.了解外界因素，元件参数对555组成触发式报警器工作特性的影响，以便提高电路工作性能。
2.1.2意义
通过所学知识结合生活实际解决生活中的问题。
利用蜂鸣器的间隙发声达到设计的目的，以此来达到防止不安全因素的发生。
2.2课程设计任务与要求
1.选择课程设计电路方案，搜集相关资料；
2.电路仿真调试；
3.根据调试结果改进；
4.撰写课程设计说明书，并答辩。
2.3实验器材
序号
名称
型号
数量
1
555定时器
LM55CM
1
2
蜂鸣器
—
1
3
电容
10μF
1
4
电容
0.01μF
1
5
电阻
150KΩ
1
6
电阻
510KΩ
1
2.4课程设计技术指标
工作电压：
+6V
3报警器工作原理
3.1555定时器全面概述
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。
一般用双极型（TTL）工艺制作的称为555，用互补金属氧化物（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。
图3.1.1555定时器原理图
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、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。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器的内部电路框图如图3.1.1所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为低电平。
图3.1.2555定时器引脚图
它的各个引脚功能如下：
1脚：
外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：
低触发端TR。
3脚：
输出端Vo
4脚：
是直接清零端。
当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：
VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：
高触发端TH。
7脚：
放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
8脚：
外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。
一般用5V。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为低电平的情况下，555时基电路的功能表如表3-1示。
表3-1功能表
清零端
高触发端TH
低触发端TR
V0
放电管T（V）
功能
0
×
×
0
导通
直接清零
1
0
1
×
保持
保持
1
1
0
1
截止
置1
1
0
0
1
截止
置1
1
1
1
0
导通
清零
3.2报警器工作原理全面概述
图3.2.1触发式报警器电路图
当闭合开关SW2和SW1时，其电路接通，使时基电路IC（555）因其触发端（②脚）处于高电平而不被触发，相应3脚输出低电平，蜂鸣器不发声。
当只闭合开关SW2时，其位于开关SW1处导线接点断开，使555因其②脚处于低电位而被触发，相应③脚输出高电平，使蜂鸣器发声报警。
同时，555内部的放电管截止，电源电压通过R2给C2充电，随着充电进行，C2上电压上升，当C2上的电压≥2/3VDD时，555③脚转变为低电平，使小喇叭不发声。
这时，555内部的放电管导通，C2通过放电管放电，随着放电进行，C2上的电压下降，当C2上的电压降到≤l/3VDD时，555③脚又转变为高电平，使蜂鸣器发声。
4电路设计与调试
4.1电路仿真调试
当开关SW1和开关SW2同时闭合时，定时器2脚处于高电平而不被触发，相应3脚输出低电平，蜂鸣器不发声。
如图4.1.1所示
图4.1.1SW1和SW2同时闭合
当开关SW1断开，开关SW2闭合时，使定时器因其②脚处于低电位而被触发，相应③脚输出高电平，使蜂鸣器发声报警。
如图4.1.2所示
图4.1.2SW1断开，SW2闭合
4.2电路板实物图
5实验结果分析
5.1实验结果及具体分析
当电路SW1线路接通，使时基电路IC（555）因其触发端（②脚）处于高电平而不被触发，相应3脚输出低电平，蜂鸣器不发声。
当位于开关SW1处导线接点断开，使555因其②脚处于低电位而被触发，相应③脚输出高电平，使蜂鸣器发声报警。
同时，555内部的放电管截止，电源电压通过R2给C2充电，随着充电进行，C2上电压上升，当C2上的电压≥2/3VDD时，555③脚转变为低电平，使小喇叭不发声。
这时，555内部的放电管导通，C2通过放电管放电，随着放电进行，C2上的电压下降，当C2上的电压降到≤l/3VDD时，555③脚又转变为高电平，使蜂鸣器发声。
6总结
通过三周的课程设计的学习，用所学的知识设计了自己的电子产品，加深了对模拟电路和数字电路的了解和利用，也大大的提高了自己的动手能力，理论与实际相结合。
设计作品的不足是引发电路报警的形式较为单一。
但此次学习获得的经验一定可以使将来的作品更加完美。
我国的智能电路报警器行业虽然较于北美的起步晚，但正处于迅速发展的阶段，需要更具数字化、无线化、集成化。
同时此次课程设计，我进一步深入学习了《数字电子技术基础》和《模拟电子技术基础》这两门课程，并且了解和熟悉了它们在电子技术方面的应用。
学习到了如何应用理论知识验证并解决实际生活中遇到的相关问题以及各种元器件的工作原理和实际应用。
参考文献
[1]余孟尝.数字电子技术简明教程（第三版）.高等教育出版社.2006年.398-400页
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