光电子技术课程设计任务书
学    院：  理  学  院
专    业：  应用物理学
指导教师：  杨  畅  民
时    间：    2010.12
                       
目  录
第一章    概述…………………………………………
  1.1    前言…………………………………………
  1.2    发展前景……………………………………
第二章    基本原理及总体设计………………………
  2.1    主要器件工作原理…………………………
2.1.1  光敏二极管工作原理………………………
2.1.2  555时基电路基本原理……………………
2.2    整体框图……………………………………
2.2.1  遮光式报警器电路设计……………………
2.2.2  电路框图各部分功能………………………
第三章    遮光式电路报警器电路设计………………
3.1    信号源电路设计……………………………
3.2    报警器接收及报警端电路设计  …………
3.3    整体电路的工作原理………………………
第四章    电路元件的选择及安装……………………
4.1    电路元件的选择……………………………
4.2    电路的安装…………………………………
第五章    结论…………………………………………
参考文献…………………………………………………
第一章 概述
    随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，人们私有财产也不断增加，因而也对防盗技术提出了新的要求。本设计就是为了满足预防抢劫、盗窃等意外事件的需要而设计的防盗报警系统。 
1.1    前言
    目前，人们越来越富裕，家里面贵重的东西也随之增加了不少，与此同时偷盗者的偷盗技艺也越来越精湛，使越来越多的人每年蒙受了巨大的经济财产损失。为了防止财产受损或被盗，人们采取了一些防范措施，如：装上防盗门、在窗外建起防护铁窗等。但从实际
效果来看这些措施并没有将小偷吓到，他们反而更急肆无忌惮。这些无疑给千千万万的居民造成了极大的困扰，使休息时间没有保障，长期的精神紧张，也影响了人们正常的工作状态。因此一些经济实用的专用家庭防盗报警系统是非常必要的。就目前市面上装备主要有压力出发时防盗报警器、开关电子防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。而本报警系统所用元器件较少，作用可靠，特别适合在有长明灯的地方安装。在夜晚，它就可以起到防盗报警的作用。当偷盗者经过暗藏的受光器时，就会遮住长明灯的光线，系统就会发出警报声。
1.2   发展前景
报警的应用现在已经非常广泛。在汽车、摩托车报警器，仓库大门以及家庭保安系统中，几乎无一例外的使用了报警器电路。随着科学技术的迅速发展，传统的报警器（通常采用触摸式、开关报警器等）具有应用范围窄等缺点。而且安全性能也不是很好。光电报警就很好地改善了这点。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，因此得到了更广泛的
应用。基于光敏电阻的遮关式报警器的主要元器件——光敏电阻是一种重要的光电转换元件，随着电子信息技术的飞速发展和对电子元器件性能要求的不断增强，我国光敏电阻的生产技术也迎头赶上世界潮流，光敏电阻的生产过程有很多工序，要求非常苛刻，比如对原材料的要求，除对原材料本身质量要求很高外，使用前的处理也极其讲究，现在光敏电阻生产的很多工序都已经实现自动化了，这就带动了光敏电阻的相关产业的发展与壮大，基于光敏电阻的遮光式报警器也迅速发展。而且我国是世界上光敏电阻的生产大国，光敏电阻的生产地集中在南阳和沿海地带，这就为基于光敏电阻的遮光式报警器的发展奠定了基础和提供了商机，也为遮光式报警器的更广泛应用展现了一个美好前景。
第二章 基本原理及总体设计
2.1    主要器件工作原理
2.1.1  光敏二极管工作原理
    光敏二极管也叫光电二极管，其等效电路图如图2-1所示。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的，其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需要
加上反向电压。无光照时，又很小的饱和反向漏电流，即暗电流，因此光敏二极管截止。当受到光照时，饱和反向漏电流大大增加，形成光电流，它随着入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子——空穴对，是少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。因此可以利用光电强弱来改变电路中的电流。常见的有2CU、2DU汽车防盗报警等系列。
    图2-1 光敏二极管等效电路图
      光敏二极管除具有灵敏度高，反应速度快，光谱特性及r值一致性好特点外，在高温，多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性，可广泛应用于照相机，太阳能庭院
灯，草坪灯，验钞机，石英钟，音乐杯，礼品盒，迷你小夜灯，光声控开关，路灯自动开关以及光控玩具，光控灯饰，灯具等自动开关控制领域。
2.1.2  555时基电路基本原理
    555电路的内部电路框图如图2-2所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平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进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。
       
                  图2-2  555电路的内部电路框图
      平时RD端开路或接VCC，RD是复位端（4脚）。当RD=0.555输出低电平。VC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控制。在不接外电压时，通常接一0.01uF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。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通路。555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。