毕业设计10超声波防盗报警器的电子设计报告.doc

目 录 一设计任务与要求2二 设计内容与步骤 （1）.设计思路.3（2）原理框图.3（3）各单元电路图.4三电路原理图6四印刷电路图（PCB）7五主要参考资料文献7六. 局部仿真图.8七设计心得体会9 设 计 任 务 与 要 求1.设计并制作一个超声波防盗报警器，当防盗报警器周围有长时间移动物体活动时，报警器发出警报信号（声音）提醒主人。 2.本防盗报警器包括超声波信号发射哭和接收哭、解码哭。本电路能较好地克服生活环境中的超声干扰源，对移动目标发出准确警报。3.接收哭采用UCM40R超声波信号传感器，与电阻R1及可变电阻RP1、电容C1、TL702芯片等组成接收电路 ，能准确地接收UCM40R发出的超声波信号，并把超声波信号转化为电信号。并且发射频率可调，以适用不同要求。4. 发射哭采用UCM40T超声波信号接收哭，并且发射频率可调，以适用不同要求。5.解码电路包括IC3（CD4011）、滤波电容、电阻、时基电路NE555等，对接收到的超声波信号进行编译、放大，传到输出电路。6.在无报警状态时，应使电路处于最小功耗状态，输出（扬声器）处于电流截止状态。7.超声波信号的发射频率及扬声器的响应时间可调。 设 计 内 容 与 步 骤1设计思路 该设计主要是利用超声波的多卜勒效应原理。超声波传感器UCM40T的发射频率由IC4（NE555）、R20、R21、RP2、C12等组成的无稳态多谐振荡器决定。计算式为f=1.44/(R19+2R20+R21+RP2)C12,本次实验频率约为40KHz。 无稳态多谐振荡器输出的交变方波经IC3的两个反相器后驱动超声波传感器UCM40T，发出40KHz的超声脉冲波。当发出的超声脉冲波遇到移动目标时，会产生多卜勒频移。与发射超声波传感器配套的接收传感器UCM40R收到有产生多卜勒频移的超声脉冲波后，将超声波信号转化为电信号，经R1C1滤波后加至有45倍放大的反相器IC1(A和B),再经D1、C6、R9检波，C7、R10为延时部分（约为1秒），加到IC2放大器。 只有当移动信号周期大于1秒时，才能通过IC2放大。这样便能有效地防止外界短暂干扰的误报。IC3（CD4011）的另两个门电路A和B组成单稳态触发电路，它的暂稳时间即脉宽由C9、R16决定（也即报警电路的响应时间）。本电路所示参数的响应时间约为10秒。2原理框图多卜勒频移反相 放大器检波延时 电 路单稳态触发电路 无稳态多谐振荡器盱盱超声波传感 接收器超声波传感发射器 扬 声 器 图1 超声波防盗报警器原理框图（3）.各单元电路图A. 超声波传感发射器电路图超声波传感器UCM40T的发射频率由IC4（NE555）、R20、R21、RP2、C12等组成的无稳态多谐振荡器决定。计算式为图2 发射器电路图f=1.443/(R19+2R20+R21+RP2)C12,本次实验频率约为40KHz。 NE555D芯片组成无稳态多谐振荡器的连接图及频率计算 （图3） B.超声波传感接收、反向、检波、延时、放大部分电路图 （图4）当发出的超声脉冲波遇到移动目标时，会产生多卜勒频移。与发射超声波传感器配套的接收传感器UCM40R收到有产生多卜勒频移的超声脉冲波后，将超声波信号转化为电信号，经R1C1滤波后加至有45倍放大的反相器IC1(A和B),再经D1、C6、R9检波，C7、R10为延时部分（约为1秒），加到IC2放大器。 C.报警输出部分电路图 （图5） 当移动信号周期大于1秒时，才能通过IC2放大。IC3（CD4011）的另两个门电路A和B组成单稳态触发电路。接扬声器接B部分的输出它的暂稳时间即脉宽由C9、R16决定（也即报警电路的响应时间10秒）。三电路原理图 （图6）四印刷电路图（PCB） （图7）五主要参考资料文献 1.彭介华 著 电子技术课程设计指导 高等教育出版社 2.张云坤 刘运和等 著最新通用电子元器件置换手册 机械工业出版社 3.王浩全 洪华等 著Protel DXP 电路设计与制版 人民邮电出版社 4.部分芯片的功能、引脚连接参阅 5.康华光 主编 电子技术基础模拟部分（第五版） 高等教育出版社 六设计心得体会 通过两个星期的折腾，总算把课程设计给完成了，这是一个坚苦而又漫长的过程。是啊，读了那么多年的书，课程设计可是第一次。看着劳动成果，很欣慰，也有点不安，还不知道能否通过老师的答辩呢？ 刚开始，可以说是没有头绪，于是就去图书馆找资料，找到了一些关于画图方面的，可是这点小进展远远不够，这只是一个小小的开始。下一步是上网查，找到了些与我们题目相似的，那时我们每个人都很高兴，可是那还不是我们要的，于是又对已有的资料进行了一番整理，最终确定下了设计选匙。 整个设计通过了软件和硬件上的调试、仿真。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助的。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决。而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。对于单片机设计，其硬件电路是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题。而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。很多子程序是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，这需要对芯片的引脚、结构以及逻辑功能很熟悉。因此可以说原理图的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。由于是首次课程设计，我们这次的设计是通过自己所完成的，在进行过程中碰到了一些困难。采用的是PROTELDXP来完成电路设计的，因此，对于PROTELDXP软件的使用也提出了一定的要求。其次，在领取元器件时，熟悉了各种零件的外形、特征。再次，连接过程十分艰巨，由于在布线是布局不是非常的合理，以致于元器件边接时碰到了一些问题，而且电路本身存在的一些问题，需要修改，所以调试时间比较长。 在这次课程设计中，我学会了怎样去根据课题的要求去设计电路和调试电路。动手能力得到很大的提高。从中我发现自己并不能很好的熟练去使用我所学到的模电知识。在以后学习中我要加强对使用电路的设计和选用能力。我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅电子设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。 陈科发 6101104008 2006年7月5日