哈工大电子实习PCB电路板实习报告

电子实习作业B

作者：A17

目标电路：门控报警电路

推荐理由：

门控防盗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、人体杂波等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。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。

电路原理图：

图1 电路原理图

功能描述：

门控警报器是由电源电路、触发控制电路、音效报警电路和保持电路组成。平时不报警，当感应到信号后才发出报警。

该装置电路工作原理见图1。它是由触发装置、单稳态延时电路、报警声发生器、音频功放电路、灯光控制电路、预置封锁电路和电源电路等部分组成。当房门锁上时，永久磁铁ZT和常闭型干簧管AG靠得很近，ZT的磁力线导致AG内两触片分离，于是IC1A的⑥脚呈高电平，IC1A处于复位状态，其输出端⑤脚为低电平，双向可控硅VS无触发电流而阻断，故照明灯H处于熄灭状态。此时三

极管VT1亦无偏压而截止，VT2则导通，使IC1B的12、⑧脚呈高电平（大于2/3电源电压），故IC1B的⑨脚亦输出低电平，音响集成电路IC2无电源不工作。

一旦房门被打开，致使ZT和AG分离，AG内两触片自然接通，导致IC1A的⑥脚变为低电平（低于1/3电源电压），此时IC1A立即置位，IC1A的⑤脚由原来的低电平变为高电平，它分为两个支路：一路使双向可控硅VS触发导通，照明灯H即刻点亮，这可作进门照明灯用。如果白天进门，由于光敏电阻RG内阻很小，R11与RG的分压不足以使VS触发导通，故白天进门时，H可以不亮。另一路电流使三极管VT1导通，导致VT2截止，C4的短接状态解除，电源通过R6向C4充电，此时IC1B的12、⑧脚电位越来越低，当其电位低于1/3电源电压时，IC1B的输出端⑨脚变为高电平，此时IC2获得电源而工作。IC2的T0端不断有脉冲电流产生，经三极管VT3放大后，推动继电器J1的触点j1－1动合开，这样就使原来恒亮的照明灯变成了闪烁灯，以增强报警时的紧张气氛，同是地IC2的O/P端输出报警音频信号，经VT4、VT5放大后，推动扬声器BL发出宏亮的声音。

该装置报警一段时间，小偷吓跑了，其警笛声可以自动停止。这是因为IC1A 呈单稳态工作模式，待它的①、②脚上的电压充至2/3电源电压时，IC1A就自动复位，IC1A的⑤脚就自动恢复为低电平。

预置封锁电路由三极管VT6、VT7构成，在开启整机电源开关S1之后，应近按一下开关S2，使VT6、VT7导通，继电器J2暂时吸合，其触点j2－1断开，切断了报警电路的电源，故主人在设置报警器关门的时候不会引起误报。当门锁好之后，C9放电完毕，VT6、VT7截止，J2释放，其触点j2－1闭合，振荡器电路的供电自动接通，整机处于守候状态。

整个电路只要元件质量良好，且焊接无误，便可开机试验，先将ZT靠近AG，合上电源开关S1，H应熄灭不亮，然后拿走ZT，此时H应立即点亮（如果在白天试验，应用黑筒罩住RG），再揿下S2，此时H应立即熄灭，等待一段时间后，H又重新点亮，H点亮一段时间后，振荡器触发工作，发出宏亮的警笛声，同时H由恒亮变为闪烁即告制作成功。

硬件电路设计：

1.电源电路的设计

电源电路如图3所示，交流220V经变压、整流、过滤后，加至三端稳压管7812产生+12V电压，供报警电路使用。

图2 电源电路

2. 报警电路的设计

报警电路如图3所示，主要由控制电路、音效报警电路和保持电路组成。

图3 报警电路

电路中，触发控制电路由感应电极A（与门锁的金属部分相连）、磁控开关S1、可变电阻器RP1~RP3、电阻器R1、R2等、电容C1~C3、继电器K的控制触头K1、门控开关S2和时基集成电路IC1组成。其中IC1选用NE555型时基集成电路。

音效报警电路由电子开关集成电路IC2、电阻器R3、音效集成电路IC3、继电器K的控制触头K2和扬声器BL组成。集成电路IC2选用的是TWH8751型电子开关集成电路，TWH8751功率开关集成电路采用TOP-220封装形式,内电路由输入级,缓冲放大器和达林顿功率输出级组成,并设有反馈环路和减流型输出保护电路,通用性强.共有5个引出脚,如图1-1中相应部分的标识所示,管脚功能分别为:输入端(IN),选通端(ST),地端(GND),输出端(OUT)和电源正端(VCC).当脚2选通端电平≥1.6V时,脚1输入端对输出端(脚4)无控制作用,即末级达林顿管截止,电路无输出;只有脚2为低电平(<1.2V)时,加在脚1上的信号才能有效地控制脚4输出端的电平. TWH8751的输入端和选通端所需输入控制电流很小,仅100~200μA,而输出端允许通过的最大电流为2A.内部另设有减流型保护电路,当输出电流超过3A时,保护电路能自动使输出电流减至1A左右,在使输出截止后,集成开关电路将重新恢复至2A的输出负载能力。

集成电路IC3选用的是KD9561型音效集成电路，其三极管一般选择8505或者9013，带O字母的引脚有3个，其中两个是晶振频率外接振荡电阻的6、7脚（OSC），还有一个是OUT脚（3脚），就是三级管集电极管脚信号放大输出脚。

电路工作流程：

接通电源后，平时（门处于正常关闭状态），S1在门框上永久磁铁的作用下，处于闭合状态，IC1的5脚为高电平，IC2的1脚、2脚和4脚为高电平，V1和

V2截止，K不吸合，BL不发声。

当有盗贼撬动门锁时，人体感应的杂波信号经感应电极A加至IC1的6脚，使3脚内部的放电电路工作，C2经RP2和IC1的3脚放电，使IC2的2脚电压下降，当IC2的2脚电压降至1.2V左右时，IC2内部的电子开关导通，5脚输出低电平，使V1和V2饱和导通，K通电吸合，常开触头K1接通，使IC2的2脚钳位为低电平，触头K2的常闭触头断开，常开触头接通，IC3输出的音效电信号经IC2放大后，驱动BL发生报警声。若盗贼破门而入，则S1断开，IC1的3脚变为低电平，IC2内部的电子开关接通，报警电路也会工作。

另外，主人开门的时间较长，门未关好或未锁好，IC2内部的电子开关也会接通，使报警电路工作，提醒主人将门关好，锁好。

元器件清单及成本估算：

标注元件名称型号规格数量价格(元)

R1、R5

电阻22K 2 0.02

R2 180K 1 0.01 R3 820 1 0.01 R4 1K 1 0.01 R6 56 1 0.01 C1 独石电容0.01 uF 1 0.03

C2、C4

铝电解电容100 uF 2 0.4

C3 330 uF 1 0.2 C5 4700 uF 1 0.2 C6 0.1 uF 1 0.2 C7 2200uF 1 2.7

RP1

可变电阻器2.4M 1 0.6

RP2 30K 1 0.5 RP3 150K 1 1

V1 硅PNP晶体管S9015 1 0.04 V2 硅NPN晶体管S8050 1 0.04

IC1

集成电路NE555 1 0.2

IC2 TWH8751 1 3

IC3 KD9561 1 0.4 IC4 LM7805 1 1.2 K 12V直流继电器JRX13F 1 9

S1 常开型干簧管 1 1.1 S2 小型微动开关 1 2

总计22.87

我觉得把电工实习放在夏季学期比较好

意见：我感觉老师应该提高课堂效率，让同学们有剩余时间自己摸索着设计一种电路，以便合理分配课堂时间，让做得快的同学有事可做。