基于单片机的门磁报警电路系统设计

发布时间：2019-09-21 20:12

【摘要】：针对防盗报警,提出了基于单片机的门磁报警电路系统,系统简单易集成,可以用于集成电路的开发。此电路系统主要是由门磁和报警电路两部分组成,其中也涉及到单片机程序的控制。报警基本要求是电路系统反应灵敏,本论文首先利用了Multisim进行电路搭建与仿真,探讨分析了两种报警电路的设计即基于继电器的报警电路和基于与非门的报警电路在模拟单片机触发脉冲情况下的反应能力,几乎都能保持在ms级,从理论上表明了其电路系统的基本框架的正确性。同时,通过基于继电器的报警电路的实物应用测试表明此门磁报警电路系统可靠灵敏。
【图文】：

示意图,报警电路,报警系统,三极管

Ａ１、Ａ２（图中未显示）相连，定义Ａ１为ＧＰＩＯ＿Ｍｏｄｅ＿Ｏｕｔ＿ＰＰ（普通推挽输出）、Ａ２为ＧＰＩＯ＿Ｍｏｄｅ＿ＩＰＵ（上拉输入模式），并调用ＧＰＩＯ＿ＲｅｓｅｔＢｉｔｓ函数使Ａ２复位为低电平。正常情况下，门磁两部分是靠在一起的，ＭＣ线与地接通。Ａ１为零电压，当门磁两部分分离时即报警状态，Ａ１回到初始的高电平，以此为条件，通过单片机编程使Ａ２为高电平，ＹＳＱ上升为高电平，使报警电路导通报警。门磁报警电路示意图如图２所示，ＭＣ的电平状态使单片机控制了ＹＳＱ的电平状态，从而进一步决定了报警电路的工作状态。图１门磁报警电路图及示意图３报警电路系统搭建报警电路系统是门磁报警的核心部分。其设计方案决定了整个电路的灵敏性。此处利用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真软件进行基于继电器的报警系统１和基于与非门报警电路２的搭建。３．１基于继电器的报警系统１的搭建对于报警系统如图２而言，输入信号是单片机端口上的高低电平，低电平为０Ｖ，高电平为３．３Ｖ。利用ＸＦＧ１作为方波信号发生器模拟单片机的Ｉ／Ｏ口的触发信号，产生幅值为３．３Ｖ的方波电平，占空比为５０％，频率ｆ为１０Ｈｚ；三极管为３９０４封装的硅管ＮＰＮ，ＢＥ结门坎电压为０．５Ｖ导通；Ｕ１为红光二极管，压降为１．８２～１．８８Ｖ，电流５～８ｍＡ，在这里设置Ｕ１电压降ＶＵ１为１．８５Ｖ，导通电流Ｉｏｎ为５ｍＡ。电阻Ｒ２的阻值为：Ｒ＝ＶＤＤ－ＶＵ１Ｉｏｎ（１）则按照式（１），，电阻Ｒ

电路图,电路,电平

第３９卷电子测量技术比较电路１与电路２的瞬态分析的波形。此次分析方法是希望发现两个电路系统在上升沿触发的状态下，整个电路尤其是三极管Ｑ１与蜂鸣器Ｕ２处的电平状态是否保持一致，若有延迟，是否能够保证报警的及时性。４．１基于与非门的报警系统１的分析在电路１发生报警时，发光二极管Ｕ１发红光，继电器Ｋ１闭合及ＸＳＣ１与ＸＳＣ２的波形显示，如图３所示。从图中可以看出，线路３与线路５高低电平保持一致，即输入高电平，蜂鸣器导通报警。图３电路１报警时ＸＳＣ１与ＸＳＣ２的显示如图４所示，此次分析选择在２００ｍｓ处输入电平为上升沿的时间点，并观察了在１ｍｓ的时间间隔内，可以观察发现Ｖ（１）、Ｖ（２）、Ｖ（３）和Ｖ（４）是同步的，Ｖ（５）有一些滞后，表明了整个电路在输入高电平之际，除了继电器处有个电平上升时间延迟外，几乎同时一起响应。整个报警电路系统的响应延迟低于１ｍｓ。图４７２００ｍｓ时上升沿电路１瞬态分析４．２基于与非门的报警系统２的分析如图５所示为电路２的报警状态，原理与电路１的相仿，发光二极管Ｕ１发红光，ＸＳＣ１与ＸＳＣ２的波形显示如图所示。ＶＤＤ为１０Ｖ的电平与低电平经过Ｕ２Ａ与非逻辑运算后为５Ｖ的高电平。从图中可以看出，线路１与线路５高低电平保持一致，即输入高电平时，蜂鸣器导通报警。图５电路２报警时ＸＳＣ３与ＸＳＣ４的显示图７２００ｍｓ时上升沿电路１瞬态分析如图６的瞬态仿真图形，此次分析选择了
【作者单位】：上海理工大学光电信息与计算机工程学院;
【基金】：上海市青年教师培养资助计划
【分类号】：TP277;TP368.1

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