课程设计—光电报警器设计

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1、实用标准文案郑州科技学院《数字电子技术》课程设计题目光电报警器学生姓名专业班级学号院系指导教师完成时间2013年11月25日精彩文档实用标准文案目录1课程设计的目的12设计任务与要求12.1设计任务12.2设计要求13设计方案与论证24设计原理及元器件44.1设计原理44.2元器件介绍44.2.1光耦（PC817）44.2.3译码器（74LS247）64.2.4数码管64.2.5555定时器74.2.6蜂鸣器的结构原理95单元电路设计95.1光电转换模块95.2报警模块105.3数字显示模块116硬件的制作与调试13精

2、彩文档实用标准文案6.1硬件制作136.2实验调试与分析137总结13附录1：元件清单15附录2：总体电路图16参考文献17精彩文档实用标准文案1课程设计的目的设计光电报警器的目的是能够解决传统报警器现存的缺点，同时也在很大程度上改善传统报警器的不足，从而使人们的生活安全得到更有效的保障。本次数电课程设计的主要目的为：（1）培养同学们练习设计简单的光电系统；（2）对影响光电探测性能的各种参数进行讨论，以求最大限度的发挥系统的探测能力；（3）熟悉了解多谐振荡器及各个元器件的类型和特性，并正确运用它们。2设计任务与要求2.

3、1设计任务本次要求设计一种光电式报警器，该报警器可通过感光器件组成的光电转换电路，探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管的显示与报警器报警的功能。其中声光报警部分可通过555定时器组成的多谐振荡器，来控制蜂鸣器发出鸣叫声及发光二极管发出光亮来代替报警效果。整个设计可以利用数字逻辑电路，从而实现在报警过程中同时显示对应报警路数的功能。且该报警器的设计要求采用模块化结构，即：光电转换模块、报警模块和显示模块。各单元电路功能结构既相对独立，又

4、紧密联系，共同实现其特定的功能。2.2设计要求（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；精彩文档实用标准文案（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。主要参考元器件为：光耦PC817，NE555定时器，74LS32，74LS247。3设计方案与论证方案一：接通电源通过对管的发送和接收，输出高低电平，通过CD4511译码器使LED显示不同的数字，再由74LS32或门和555多谐振荡器来实现有选择的间

5、歇式光电报警器。图3-1当接通电源的时候，发光管发出红外光，接收管导通，从A点输出低电平，当有东西遮挡在两个管子中间时，接收管断开，从A点输出高电平，如图3-1。方案二：接通电源通过光耦的导通和断开，输出高低电平，通过74LS48译码器使LED显示不同的数字，再由74LS32或门和555多谐振荡器来实现有选择的间歇式光电报警器。精彩文档实用标准文案图3-2当接通电源的时候，光耦内部的光敏三极管导通，从B点输出低电平，当有东西遮在光耦的U型槽中时，光敏三极管断开，从B点输出高电平，如图3-2。比较上述两种方案，都是将光信

6、号转化为电信号输出高低电平，经过译码器驱动数码管显示不同的数字，同时通过输出的高低电平经或门来控制555构成的多谐振荡器。主要不同之出就在于光电转换电路的选择，经过实验检测第一种方案输出的高电平比较低，致使数码管的亮度不是很高，要加个放大电路才能增加数码管的亮度，而第二种方案却不用加放大电路。虽然光耦的成本比对管高一些，但是实验电路和步骤较简单，而且光耦的发射和接收都在一个器件中灵敏度比对管要高，综合来看，选择第二种方案。精彩文档实用标准文案4设计原理及元器件4.1设计原理根据课题设计要求初步建立下系统框图：译码输出数

7、码显现报警器控制器器图4-1原理图由图4-1可知，本电路由3部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。通过光照光敏3级管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，同时由555报警器发出间歇式的报警声。芯片74LS247是驱动共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加几个330欧的电阻。本电路由3部分组成：电信号转换成数字信号系统，数字显示系统，555报警系统。通过光耦的光敏三级管输出高低电平来控制74LS247显示数字是哪路被挡，同时由555报警器发出间歇式的报警声，从而实现光电报警

8、的功能。4.2元器件介绍4.2.1光耦（PC817）光耦原理图见图4-2。光耦的型号为PC817，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。精彩文档实用标准文案图4-2光耦PC8