毕业设计(论文)简易多功能防盗报警器.doc
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1、1设计方案及电路原理 采用CK-9561音乐芯片设计一款结构简单、制作容易、体积小、便于携带的家用防盗报警器,保护您的人身和财产安全。1.1 电路图及原理 家用防盗电路图,如图11所示。它主要由报警模拟声集成电路和电子开关构成。图 1-1在图11中,S2、S3为报警音选择开关,S1为扬声器发声开关。图示为报警器位置。此时四声模拟声集成电路CK-9561的第一选声端SEL通过S2接电源负端(即VSS),集成块A通电工作,扬声器B即发出警报声。CK-9561音乐芯片,内储四种报警声,各种声音可通过调动开关S2、S3进行选择。当开关S1被调至最左端时,电源通过S1和R1向三极管VT1提供基极偏流,促
2、使VT1导通,相当于SB闭合,扬声器B即发声。2、元器件的选择及功能原理21 元器件的选择这款家用防盗报警器所用的元器件如下:A采用四声模拟声集成电路CK-9561。VT1、VT2均采用9013型硅NPN三极管;R1、R2采用阻值为20千欧的滑动变阻器;C1用50V,10F的电容;B用TL361N-N型等8欧小型电动扬声器。SB为普通按钮开关,S1、S2采用22拨动式开关。G用两节5号电池,报警时已有足够的音量,如想进一步加大音量,可以提高电源电压,最高可使用4节电池串联(6V)。22 各元器件的原理及应用2.2.1 CK-9561集成电路的应用原理 CK-9561是专为玩具设计生产的小功率大
3、规模集成电路,采用黑胶简易封装。它可以向外输出固定存储的乐曲或模拟声信号。乐曲信号可以在报警器中作为呼叫声,而模拟声信号则可作为报警信号使用。它的电路内部较为复杂,包括:振荡器、抑制器、拾振器、地址计数器、只读存储器和音调发生器等电路。它的外观如图21所示: 触发端2 接地 输出 触发端1 电源正极 图 21 CK-9561集成电路 按照它内部固化的程序,可产生四种音响效果,即机枪声、警笛声、救护车声和消防车声。这四种声响效果就是通过它的两个触发端:SEL1、SEL2的四种组合发出的。各声音的产生如下表所示:表格 (1)SEL1、SEL2的四种组合声响效果模拟声种类选声端SEL1选声端SEL2
4、机枪声空VDD警车声空空救护车声VSS空消防车声VDD空 具体实现方法:将开关S1接选声端SEL1,开关S2接选声端SEL2。S1可拨三个档,拨到中间档相当于悬空,其余左右两档分别接VSS(高电平)和VDD(低电平)。开关S2一端接选声端SEL2,一端接VDD(高电平)。当S2闭合时,S1调中间档,即发出机关枪声;当S2断开时,相当于S2悬空,S1分别调至三个档,即可发出警车声、救护车声、消防车声。 CK-9561集成电路在使用时还需在外部连接一只电阻,用来决定内部时钟振荡频率。所选用的电阻阻值越低,振荡频率越高,所发出的声响音调也越高。在一般情况下,选用270千欧的电阻可兼顾四种声响。本报警
5、器选用一只最大阻值为20千欧的滑动变阻器和一只250千欧的电阻串联,兼顾四种声响。2.2.2 扬声器的选择及参数扬声器是本电路中重要的元器件之一。它是一种能将电信号转换为声音或将声音转换为电信号的换能器件,这种器件能完成电能和声能的相互转换。(1)扬声器种类繁扬声器种类繁多,但最常用的是动圈式扬声器(又称电动式)。而动圈式扬声器又分为内磁式和外磁式,因为外磁式便宜,所有本款报警器选用外磁式的扬声器。其组成有:纸盆、折环、音圈、盆架、防尘罩、音调、磁铁、导磁夹板、场心柱等。具体如图22所示:图 2-2动圈式扬声器结构示意图(2)扬声器功率 、阻抗的选择扬声器在电路图中的符号很形象(见图23)。扬
6、声器上一般都标有标称功率和标称阻抗值。本报警器选用了功率为04W,阻抗值为8的扬声器。一般认为扬声器的口径大,标称功率也大。见图24,本报警器选用的扬声器尺寸为:32mm,H:4.5mm,d:21mm。 2-4扬声器尺寸在使用时,输入功率最好不要超过标称功率太多,以防损坏。万用表R1电阻档测试扬声器,若有咯咯声发出说明基本上能用。测出的电阻值是直流电阻值,比标称阻抗值要小,是正常现象。 (3)扬声器的工作原理当有音频电流通过音圈时,音圈产生随音频电流而变化的磁场,在永久磁铁的磁场中时而吸引时而排斥,带动纸盆振动发出声音。 223 三极管的选用 晶体管是由两个相距很近、有一定联系的背靠背的PN结
7、,外加电极、管壳封装而成。由于两个PN结在一定条件下,它们之间的载流子运动是相互影响的,因而它具有电流放大作用。本报警器选用两个NPN型硅管VT1、VT2,制作时需判断三极管管脚的极性。NPN型管判断管脚极性的方法是:(1)先判断基极的极性:假设晶体管的某一管脚为基极,将万用表转换开关置于电阻档“R1K”或“R100”,用万用表黑笔接触该极,用红笔分别触及剩下的两个管脚。若两次测量的电阻值都很小,则说明表内电源对晶体三极管的两个PN结是正偏,假设的管脚为基极,且该管为NPN型管。要想进一步确定两个PN结的质量,可用红笔接触该管脚,用黑笔分别触及另外两管脚,两次测得的电阻均很大(几十千欧至几百千
8、欧),则可确认前面的判断是正确的。(2)集电极与发射极的判别:将万用表的红、黑表笔分别接触基极以外的两管脚,并准备一支100K的固定电阻。若被检测的是NPN型管,假设基极之外的任一管脚为集电极,用万用表的黑表笔接触该极,用红表笔触及剩余管脚,同时用100K电阻跨接于黑表笔与基极之间,如图25所示。观察表针的读数,可获得一电阻值R1。然后交换表笔,100K电阻仍然跨接于黑表笔与基极之间,同样得到又一电阻值R2。比较两次测得的阻值,若R1R2,则假设的管脚为集电极。若R1R2,则假设的管脚不是集电极而是发射集。由此可推出第三个管脚的极性。总之,用上述方法辨别(100K电阻一直跨接于黑表笔与基极之间
9、)管脚,测得的阻值较小的一次,黑表笔对应的是集电极c,红表笔对应的则是发射极e。在测试中,如果检测者身边没有100K的电阻,也可以用潮湿的手指捏住集电极与基极之间,利用人体电阻代替100K电阻的作用,也可作出相应的判断。图25用万用表测三极管的极性 连接三极管时,必须满足三极管的放大条件:Je正偏UBE0,Jc反偏UBCUBUE。2.2.4 滑动变阻器的作用本报警器中共用了两只滑动变阻器R1、R2,阻值均为20K。滑动变阻器R1用来负责调节报警声的音量,实验表明R1的阻值越小,电路中的电流越大,报警声音也就越大。反之,R1阻值越大,报警声音则越小。滑动变阻器R2用来与R3串联,使音乐集成电路外
10、接电阻的阻值达到270K。调节滑动变阻器R2的阻值,可影响报警声的音调。调节R2得到的电阻阻值越低,音乐集成电路的振荡频率越高,所以发出的声响音调也越高。接通电路后,应合理地调节变阻器R1、R2的阻值,以使报警器发出悦耳的声音。 2.3 实验线路板的选择 元器件选好后,总要把这些元器件固定,然后再将它们的引线按照电路图连接,这就要使用线路板。实验用线路板的形式有好多种,这里采用的是万用实验线路板(140mm920mm)。它的好处在于适用各种电子线路,设计灵活,方便实用。焊接时,用细导线连接电路图中的各元器件。导线与元器件接触焊接时,需把导线外面的绝缘层刮净。3.焊接的注意事项 焊接时,用细导线
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