光电式报警器设计要求及组成毕业论文.doc 30页

'焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现光电式报警器设计要求及组成毕业论文目录摘要11引言12设计要求22.1基本设计要求22.2提高要求23基本要求电路的实现33.1系统工作原理及其组成33.2设计方案比较和选择33.3元器件介绍53.4单元模块113.4.1光电转换模块113.4.2数字显示模块113.4.3声光报警模块133.5电路总体设计154提高要求电路的实现174.1系统工作原理及其组成174.2元器件介绍174.3单元模块2030 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现4.3.1计数器模块设计204.3.2数字显示模块214.4电路总体设计215电路的焊接与调试235.1焊接注意要点235.2调试要点235.2.1基本设计电路调试235.2.2提高设计电路调试245.2.3两个电路的链接调试要点246总结25致谢26参考文献27附录一28附录二291引言报警器分为机械式报警器和电子报警器。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。随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点，而且安全性能也不是很好。本次课程设计的题目是“光电报警器”，光电报警就很好的改善了这些方面。如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现在当今高速发展的社会中，入室盗窃率的不断提高。家，学校宿舍，办公室的财产安全存在很多的隐患，当家中无人或仅有老人孩子在家或者在家熟睡，必须确保家庭成员和财产的安全。众多住宅小区，学校宿舍，办公室的安防主要是依靠安装防盗门、防盗窗以及人工防范来实现的。这样不仅有碍美观，而且还不能有效地防止小偷的侵入，而光电报警器就可很好解决这个问题。并且本人在高中时目睹了教师办公室的防盗网被锯开，电脑及贵重物品丢失的情况，所以从这件事切身地认识到了传统防盗措施是远远不够的，现在可以在窗户和门上安上这种光电报警器，这样可以更有效地防盗，并且还可以通过无线主机，实现远程监控，减少不少物力和财力，它可广泛地应用于智能化小区,宿舍，办公室，金融部门的储蓄网点,写字楼,仓库,企事业单位等分散营业场所的安全防范中。2设计要求2.1基本设计要求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。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。【主要参考元件】：光耦（H92B4）对管，555，74LS32，CD4511，数码管，蜂鸣器，发光二极管。2.2提高要求1.设计两位数码显示计数器，对报警的次数计数，并且数码显示。2.具有清零功能。3.电压为5V。【参考元件】：74160,CD4511,数码管，按键开关，二极管（IN4148）。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现3基本要求电路的实现3.1系统工作原理及其组成本设计首先接通电源通过光耦将光信号转化成电信号。输出的信号通过74LS247译码器使共阳数码管显示不同的数字，通过74LS32或门驱动555定时器构成的多谐振荡电路使蜂鸣器和发光二极管发出间歇式声光报警。光控电路光控电路显示译码数码显示触发信号多谐振荡声光报警图3-1工作原理框图3.2设计方案比较和选择  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歇式光电报警器。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现图3-2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，当有东西遮在两个管子中间时，接收管断开，从A点输出高电平，见图3-2。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歇式光电报警器。图3-3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，见图3-3。比较上述两种方案，30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现都是将光信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。3.3元器件介绍1光耦（H92B4）：光耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。光耦合器的主要优点：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。十几年来，新型光耦合器不断涌现，满足了各种光控制的要求。其应用范围已扩展到计测仪器，精密仪器，工业用电子仪器，计算机及其外部设备、通信机、信号机和道路情报系统，电力机械等领域。这里侧重介绍该器件的工作特性，驱动和输出电路及部分实际应用电路。近年来问世的线性光耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信号，使其应用领域大为拓宽。下面分别介绍光耦合器的工作原理及检测方法。光耦原理图见图3-4。本次实验提供的光耦的型号为H92B4，该光耦是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。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现图3-42.或门（74LS32）74LS32管脚图如图3-5所示3Y3A3B4Y4A4BVCC11421331241151069781A1B1Y2AGND2Y2BINPUTSOUTPUTABYHXHXHHLLL图3-674LS32的真值表图3-5：74LS32管脚图74LS32为四2输入或门实现逻辑为：Y=A+B其中A，B为输入端，Y为输出端，GND为电源负极，VCC为电源正极3.译码器（74LS247）30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现74LS247管脚图如图3-7所示：A0A1A2A3LTRB1abcdefgRB0/B071263513121110915144图3-7：74LS247管脚图74LS247为BCD—七段译码器/驱动器，低电平时有效。集电极开路输出直接驱动显示器；有灯测试装置；前沿/后沿零熄灭；能调节灯光强度；耐压为15V。译码显示电路如下：实现1端和7端为低电平时，数码管显示0；1为高电平7为低电平时，数码管显示1；1为低电平7为高电平时，数码管显示2；1为高电平7同时为高电平时，数码管显示3。74LS247是一款低电平驱动的数字译码芯片，输出有效点位为低电平，可以配上共阳的数码管，我们也可以选着74LS48高电平驱动的和共阴数码管，更具自己的喜好选着不同芯片，本为采用的是74LS247。芯片74LS247动共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加8个100欧的电阻，以保护数码管不被烧坏，倘若数码管显示的过与亮了就要增大电阻的阻值。4.数码管数码管分为共阳数码管和共阴数码管。发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。7段LED数码管在一定形状的绝缘材料上，利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-9的数字。LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。图3-8为数码管的内部结构。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现图3-8：数码管内部结构本次毕业设计使用的为共阳数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。5．555定时器(1)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。一般用双极性工艺制作的称为555，用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，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器电路是一种中规模集成定时器，目前应用十分广泛。通常只需外接几个阻容元件,就可以构成各种不同用途的脉冲电路,如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路,它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。双极型产品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数码为7555。图3-9为555定时器的内部结构及引脚排列。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现引脚排列图3-9555定时器内部结构(2)555的工作原理它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2/3Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vco是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01μF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路.(3)555电路的引脚功能触发阈值复位IS放电端输出>H导通LH原状态×H截止H××L导通L图3-10：555电路的引脚功能图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。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A1的反相输入端的电压为2VCC/3，A2的同相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器A2的输出为1，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A1的输出为1，A2的输出为0，可将RS触发器置0，使输出为0电平。6.蜂鸣器的结构原理蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器在电路中用字毒“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.030 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。3.4单元模块3.4.1光电转换模块光电转换的电路见图3-11。由于发光二极管的工作电压大约在2.5V左右，工作电流大约在4到10mA左右，并且电源电压为5V，所以R3=（5V-2.5V）/（4mA~10mA）=250Ω~625Ω，设计中选了240Ω限流电阻，选510Ω限流电阻也可。三极管有放大作用，所以集电极的电流较大，所以要加一个阻值较大的电阻R4作为限流电阻，因此选择了20KΩ电阻。当接通电源的时候，发光管发光，光敏三极管的基极电流增加，发射结的电压增大，当之超过三极管的导通电压（一般为硅管为0.7V，锗管为0.3V左右）时，三极管就会导通，当基极电流继续增加时，三极管会饱和导通，此时三极管相当于工作在开关的闭合状态，B点相当于直接接地，所以B点输出为低电平“0”。当一旦有东西遮在发光管和光敏三极管中间时，三极管的发射结电压降低，达不到它的导通电压，三极管截止，此时相当于工作在开关的断开状态，B点电势接近电源电压即为高电平“1”。R424kΩLED2R324kΩLED1R1510ΩR2510Ω图3-11光电转换图3.4.2数字显示模块30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现3-12数字显示模块电路图此模块由74LS247及共阳数码显示器组成，74LS247驱动共阳数码显示器工作。74LS247的2，6脚因无输入，故接低电平，3，4，5脚接高电平，而1,7脚则与光电转换模块中光敏三极管输出的连接。此时74LS32正常工作，驱动共阳数码显示器工作，以显示数字0到3。8300Ω×7141591011121345316VCCLTRBIBIaA4bcA374LS247dA1eA0fgGND6217+5V显示电路选择74LS247和共阴7段LEDS译码管。连接图见图3-1330 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现图3-1374LS247与共阴数码管的链接图输入输出010000000801111111全灭10000001111111灭0111000000000010110001100111111100100010010211001100001103110100100110041101010100100511011001000006110111000111171110000000000811100100001009图3-1474LS48引脚功能图3.3.274LS48引脚功能显示74LS247引脚功能表（图3-14）—七段译码驱动器功能表译码显示电路如下：实现1端和7端为低电平时，数码管显示0；1为高电平7为低电平时，数码管显示1；1为低电平7为高电平时，数码管显示2；1为高电平7同时为高电平时，数码管显示3。74LS247是一款低电平驱动的数字译码芯片，输出有效点位为低电平，可以配上共阳的数码管，我们也可以选着74LS48高电平驱动的和共阴数码管，更具自己的喜好选着不同芯片，本为采用的是74LS247。芯片74LS247动共阴数码管的译码器，所以在共阳数码管之前要加8个100欧的电阻，以保护数码管不被烧坏，倘若数码管显示的过与亮了就要增大电阻的阻值。3.4.3声光报警模块30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现3-15根据设计要求要发出间歇式的声光报警，声音报警选择蜂鸣器，光报警选择发光二极管。要能发出间歇式的报警，肯定要求驱动蜂鸣器和发光二极管的信号为稳定的方波，即为有固定周期的高低电平，所以采用由555构成的多稳态触发器。间歇式报警的周期可以根据555多稳态触发器周期的算法T=0.7*（R5+2R6）*C1.但是周期选择得太大的话，间歇的时间太长，周期太小的话，人耳无法感觉出有间歇，一般人耳的间歇感知度为0.1s，所以R5、R6选得大一点分别取200kΩ和100kΩ，C1适中取1uF，间歇报警的周期为0.7*（200kΩ+100kΩ*2）*1uF=0.28s,频率约为1/0.28s=3.5Hz。电容C2是用来滤波的，所以选得小一点更有利于将交流引入大地，因而取C2=0.01uF。由于设计的要求是有时需要报警电路工作，有时不需要报警，所以可以用前级电路的输出电平来控制555定时器的复位端即4端口。当4端输入高电平的时候，声光报警器工作；当输入低电平的时候，声光报警器不工作。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现3.5电路总体设计3-15电路总体设计电路图见图3-15。根据设计要求没有光路被遮挡时数码管显示0，光路1被遮挡时数码管显示1，光路2被遮挡时数码管显示2，两条光路都被遮挡时数码管显示3，所以可以得到一真值表见表3-16。表3-16DADBAB0000010110101111根据真值表可以得到DA=AB’+AB=A，DB=BA’30 焦作大学机电系毕业设计（论文）3基本要求电路的实现+BA=B，所以直接将A与DA相连，B与DB相连即可。当两条光路中有一条或全部被遮挡住时，就发出声光报警，即两条光路中只要有一条输出为“1”时555的4端口就输入“1”，可以根据此要求列出真值表见表3-17。表3-17ABC000011101111根据真值表可得C=A+B，所以在A、B与C之间用或门74LS32来连接。综上所述，电路设计完毕。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）4提高要求电路的实现4提高要求电路的实现4.1系统工作原理及其组成计数器计数计数脉冲显示译码数码显示图4-1每当来一个计数脉冲时，计数器计一次数，并将结果输出给显示译码器，译码器输出“1”有效，来驱动共阴数码显示器工作，计数器计一次数，计数范围是0—99，并且电路具有清零功能，当按键开关按下时，即给计数器异步清零。4.2元器件介绍1．集成计数器74LS160本次设计所用集成芯片为异步清零同步预置四位8421码10进制加法计数器74LS161，集成芯片的各功能端如图所示，其功能见附表。123456789101112131474LS160RDCPD1GNDEPVCCD01516D2D3LDETQ3Q2Q1Q0CORDLDETEPCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00××××××××000010××↑DCBADCBA110××××××保持11×0×××××保持1111↑××××计数74LS160功能表图4-274LS160为异步清零计数器，即30 焦作大学机电系毕业设计（论文）4提高要求电路的实现端输入低电平，不受CP控制，输出端立即全部为“0”，功能表第一行。74LS160具有同步预置功能，在端无效时，端输入低电平，在时钟共同作用下，CP上跳后计数器状态等于预置输入DCBA，即所谓“同步”预置功能（第二行）。和都无效，ET或EP任意一个为低电平，计数器处于保持功能，即输出状态不变。只有四个控制输入都为高电平，计数器（161）实现模10加法计数，Q3Q2Q1Q0=1001时，RCO=1。2．译码驱动器CD4511图4-3所示为CD4511引脚图。其中DA-DD为BCD码输入端；OA-OG为译码输出端，输出“1”有效，来驱动共阴数码管；=0时，译码输出全为“1”；为消隐输入端，=0，译码输出全为“0”；LE为锁定端，LE=1时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE=0时的数值，LE=0为正常译码。CD4511内接有上拉电阻，故只需要在输出端于数码管管脚端之间串入限流电阻即可工作。译码器还有拒伪码功能，当输入超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。图4-3CD4511引脚图3.触发器74LS7474LS74是边沿型双D触发器，时钟CP上升沿有效，即触发器初态和次态按CP的上升沿划分。74LS74的引脚如图4-4，D触发器功能见附表。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）4提高要求电路的实现图4-44.与非门74LS00是四2输入与非门4-530 焦作大学机电系毕业设计（论文）4提高要求电路的实现4.3单元模块4.3.1计数器模块设计图4-6图4-6第一片的进位输出C作为第二片的EP和ET输入，每当第一片计成9（1001）时C变为1，下个CLK信号到达时第二片为计数工作状态，计入1，而第一片计成0（0000），它的C端回到低电平。第一片的EP和ET恒为1，始终处于计数工作状态。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）4提高要求电路的实现4.3.2数字显示模块图4-7此模块由CD4511及共阴数码显示器组成，CD4511驱动共阴数码显示器工作。只要将计数器的输出接到CD4511的BCD码输入端，即能驱动数码管显示（注意高地位）4.4电路总体设计30 焦作大学机电系毕业设计（论文）4提高要求电路的实现图4-8电路总体设计如图4-8根据设计要求，每当来一个计数脉冲时，计数器计一次数，计数范围是0—99，并且电路具有清零功能，当按键开关按下时，即给计数器异步清零。考虑到计数器位数只有2位，所以增加了一个模块，当计数到超过99次以后，该模块点亮绿色发光二极管做指示灯，清零后二极管也会熄灭。即由74LS00与74LS74构成的部分。制作过程中由于门延时的影响导致了发光二极管不能正常点亮与熄灭，为不增加使用元器件，所以多加了两级与非门解决这个问题。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）5电路的焊接与调试5电路的焊接与调试5.1焊接注意要点由于本次的设计是按照不同的模块来分别设计的，所以在焊接的时候也应该按照不同的模块来焊接和安装。每焊接完一个模块都要进行调试，只有当调试结果对了，才能进行下一步的焊接工作。不要把所有的电路全部焊接完了再进行调试，否则如果出现问题将会很难查出来，而且还会给修改电路带来不必要的麻烦。焊接前要根据电路在电路板上对元器件进行合理的布局。焊接过程中要注意焊接的操作要点和注意点。芯片的管脚要正确读取，接电源的管脚和接地的管脚不搞反了。万能板上的电源线和地线要分清楚，焊接时千万不要搞错了。当用到导线时，线要尽量地贴板走。在焊接芯片插座及其它电路时，一定要将芯片从插座上拔离，防止烧坏芯片。焊接完后的长出来的管脚和导线一定要全部剪掉，以防相互碰到造成电路的混乱。安装元器件时，尤其是芯片的安装一定要注意芯片管脚和插座管脚要相互对应起来，不要插反了。有些元器件有正负两端，有些有三个端比如三极管，要知道如何正确读取其管脚。数码管的两个公共端要分别接电阻后再接地，不要把两个公共端连在一起共用一个限流电阻。5.2调试要点5.2.1基本设计电路调试调试用到的仪器有：数字万用表、5V直流稳压电源。调试分模块进行调试：第一步将光电转换部分焊接完毕后，接通电源，用数字万用表分别测试挡光和不挡光A、B两点的电压，第一次测试结果是挡光和不挡光的电压值都一样，这说明电路出现了问题，关闭电源，用万用表的蜂鸣档检查电路是否有短路和断路的地方，结果没有，然后又检查了是否将电路焊错了，器件管脚是否搞错了，仔细一检查才发现是将光耦中光敏三极管的发射极和集电极搞反了，将电路改正后再次用万用表测试，结果是不挡光时A=B=0.25V，挡光时A=B=4.7V，符合高低电平的要求，可以焊接下一个模块。第二步30 焦作大学机电系毕业设计（论文）5电路的焊接与调试将数码显示部分的译码器和数码管焊接完毕后，一接通电源，数码管就显示0，用纸片遮挡住光路1，数码管显示1，遮挡住光路2，数码管显示2，同时遮挡，数码管显示3，符合设计要求，说明数码显示这个模块没有出现问题，可以焊接下一个模块。第三步将74LS32和光电报警部分焊接完毕后，接通电源，声光报警部分不工作，用纸片遮挡住光路1，发出间歇式声光报警，遮挡住光路2，也发出间歇式声光报警，同时遮挡，同样能发出间歇式声光报警，符合设计要求，这部分也没有出现问题，所有电路全部焊接调试完毕。最后调试成功后的电路实现的功能为：1.当任一路光被遮挡时，报警器发出间歇式声光报警；2.LED显示被遮挡的路数，无报警显0，1路显1，2路显2，同时遮挡显3。5.2.2提高设计电路调试调试用到的仪器有：数字万用表、5V直流稳压电源、函数信号发射器。第一步将计数部分焊接好后，接通电源，利用函数信号发射器发生脉冲计数信号，计数频率为1秒，用万用表观察计数输出情况，若计数器工作正常则继续下一模块的焊接，否则检查电路，检查出错原因。第二步将驱动译码器和数码管焊接完毕后，将计数器的输出接至译码器的输入，接通电源，给计数器加计数脉冲，若数码管能正常显示计数，则可继续下一步焊接。第三步按照电路图焊接计数溢出指示灯模块，接通电源，接上计数脉冲，按复位键，若计数超过99指示灯不亮，则说明电路连接有问题或者遇到其它问题。最后调试成功后的电路实现的功能为：1.设计两位数码显示计数器，对报警的次数计数，并且数码显示；2.具有清零功能；3.具有技术溢出指示功能。5.2.3两个电路的链接调试要点将计数电路与报警电路连接起来，报警电路每报一次警就给计数电路一次计数脉冲，这样才能将两部分电路很好的衔接，其中报警电路能不能提供稳定的脉冲信号时关键。观察电路，报警电路在不报警时显示“0”，报警时显示“1”“2”或者“3”，发现其中驱动译码器的F输出在不报警时是低电平（点亮），报警时就是高电平（熄灭），所以选择驱动译码器的F输出做为计数电路的脉冲信号。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）6总结6总结在这次课程设计中，通过对“光电报警器”的设计、安装以及调试，我从中学到了不少知识。在做这个题目的过程中，我和搭档一起查资料、学习、设计。本次实践中，进一部加深了我对平时所学理论知识的理解和掌握，也了解到要把学到的知识用于实践中，不只重视理论，要考虑学到的东西能用在那方面，例如我正开始学《微机原理》，我发现电路主机本上都是由我们以前学过的集成逻辑电路组成。本次毕业设计培养了我的自学能力和独立找出问题、分析问题的能力和动手能力。在本次设计中，我学到了做任何事情都要有耐心，电路焊好并不代表你已经成功了，测试也是一个很重要的阶段。在测试的过程，我掌握了一些电路调试的方法和一般规律，同时也掌握了如何来检查和排除设计中的所遇到的一些常见故障。不是电路在电脑上能仿真出来连接到电路板上就能测试成功，可能在设计的过程中要不断修改方案。本次设计通过利用光耦及对管这两个廉价的元器件制造出了实用价值更高的光电报警器，该报警器通过555多谐振荡器，74LS32，74LS247，数码管，蜂鸣器，发光二极管与光耦，对管的巧妙结合，实现了光电报警器可用价值。同时通过两种方案的比较，利用光耦来制造光电报警器效果更好。通过本次设计，让我发现元器件的巨大用途，一个个小小的元件结合起来的巨大用途，科技真的很神奇。30 焦作大学机电系毕业设计（论文）致谢致谢在本次论文设计过程中，（不能说）老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计，在此，对张老师致以衷心的感谢和崇高的敬意！大学三年生活即将结束，回顾这几年历程，老师们给了我们很多指导和帮助。他们严谨的治学，优良的作风和敬业的态度，为我们树立了为人师表的典范。在此，我对所有教过我的老师表示感谢，你们传授的专业知识是我不断成长的源泉也是完成本论文的基础，祝你们身体健康，工作顺利！还要感谢和我同一设计小组的刻骨同学，是他在我遇到难题时帮我找到大量资料，解决难题。在我平时设计中和我一起探讨问题，让我能及时的发现和解决问题，把设计顺利的进行下去，没有他的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。通过这次毕业设计不仅提高了我独立思考问题解决问题的能力而且培养了认真严谨，一丝不苟的学习态度。由于经验匮乏，能力有限，设计中难免有考虑不周全的地方，希望各位老师多加指教。最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢！30 焦作大学机电系毕业设计（论文）参考文献参考文献[1]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京：高等教育出版社，2005.[2]彭介华.电子技术课程设计[M].北京：高等教育出版社，2003.[3]谢自美.电子线路设计•••实验•测试(第二版)[M].武汉：华中科技大学出版社，2004.[4]杨兴瑶.实用电子电路500例[M].北京：化学工业出版社，1996.[5]阎石.数字电子技术基础[M].南京：高等教育出版社，1997.[6]孙余凯.传感器应用电路300例[M].北京：电子工业出版社，2008.[7]庞振泰、王采斐、屈宗明（译）.光电接口器件手册.清华大学出版社，1998.[8]陶红艳.传感器及现代检测技术[M].北京：清华大学出版社，2009.[9]江学文等.光电技术[M].北京：科学出版社，2009.1[10](日)高桥清,(日)小长井诚.传感器电子学[M].南京：宇航出版社，1987.11[11]黄贤武、曲波、刘文杰.传感器实际应用电路设计[M].西安：电子科技大学出版社，1997.6[12]杨文龙编.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005[13]杨将新，李华军编.单片机程序设计及应用[M].北京:电子工业出版社,2006.[14]高文焕,刘润生编.电子线路基础[M].北京:北京高等教育出版社,1997.[15]王世昌编.电子线路辅导和题选[M].上海:上海科学技术文献出版社,1999.[16]王远编.模拟电子技术基础学习指导书北[M].北京:清华大学出版社,1998.[17]邱关源主编.电路（上﹑下册）[M].北京:高等教育出版社,199930 焦作大学机电系毕业设计（论文）附录一附录一电路设计总电路图30 焦作大学机电系毕业设计（论文）附录二附录二元器件清单序号名称型号数量1光耦H92B422芯片74LS2471374LS32147416025CD45112674LS741774LS001855519电阻100Ω710240Ω211510Ω161220kΩ213100kΩ214200kΩ215电容1uF1160.01uF117红色发光二级光LED_RED118绿色发光二级光LED_GREEN119二极管IN4148120共阴数码管221共阳数码管122按键开关123蜂鸣器130'