《电子测量与电子电路》
综合设计实验报告
题目实验八声控报警电路设计
姓名
学院信息与通信工程学院
专业通信工程
学号
班级
指导老师
日期
一． 课题名称
声控报警电路设计
二． 摘要
现今报警系统越来越受到人们的重视。报警电路在我们的生活中非常常见，各种家用电器、小电子产品和汽车防盗报警器等，均是运用了相同的原理。
本实验主要涉及了简易的声控报警器的电路设计，此电路主要由麦克偏置电路、LM358放大电路板、延时比较电路，NE555方波震荡器等组成。设计利用麦克偏置电路获得信号，经LM358放大后经过延时比较电路，输出5以上的10V 高电平，触发由NE555集成芯片构成的多谐振荡器,输出电压驱动蜂鸣器工作。
关键词：声控，LM358，NE555，多谐振荡器
三．设计任务要求
1. 基本要求：
在麦克风附近击掌，模拟异常响动，电路能发出报警声，持续时间大于5秒，蜂鸣器用无源压电式蜂鸣器。
2. 提高要求
A 增加报警灯，使其闪烁报警。
B 增加输出功率，提高报警音量，加强威慑力。
四．设计思路与总体结构框图
1.总体结构框图
2.设计思路 麦克捕捉到声信号后将其转变成微弱的电信号，进入放大器进行放大，之后与电压比较器设定的参考电压进行比较，若高于门限值，比较器输出电平翻转，控制震荡器产生方波信号，使蜂鸣器发声。为了使蜂鸣器发声持续一段时间，用比较器输出电平维持相应的时长。
（1） 设计驻极体麦克的直流偏置电路，并检测其灵敏度，便于设计放大倍
数。
麦克
延时电路
放大器 比较器 方波振荡器 蜂鸣器
（2）用LM358构成两级放大器，根据麦克的灵敏度设计放大倍数，在调试过程中麦克的输出信号可以用单向正脉冲模拟。放大器可选单电源供
电，双电源供电，可选同相放大也可选反向放大。
（3）用LM358构成电压比较器电路，可选滞回式和无滞回式电压比较器根据放大后的声信号的大小，调整参考电压值，使其有合适的灵敏度。
（4）用RC电路构成延时电路，合理设计RC的值，计算时间常数，保证一定的延时时长
（5）用NE555构成方波震荡器。输出方波的峰峰值要符合蜂鸣器的要求。五．分块电路和总体电路设计
1.驻极体麦克偏置电路
（1）驻极体麦克简介
驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。
然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。
（2）麦克偏置电路
MIC
通过示波器测量可知麦克输出的声信号的幅值大约在100mV。
2.LM358两级反向放大电路
（1）LM358简介
LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358P型号标识及主要参数：
LM358P 型号标识
LM358 基本型号
P 封装类型，PDIP8
LM358P 主要参数
SR 0.3 V/μs
GBW 0.7 MHz
Channels 2
工作温度0℃～ 70℃LM358引脚图
（2）LM358放大电路
本实验选择双电源供电的两极反向放大器。
放大倍数：根据麦克的输出信号，选择100倍的放大倍数。Av = (R2/R1)*(R3/R6) = (100k/10k)*(100k/10k)=100
所以：R4=R1//R2 ，R5=R6//R3
考虑到电阻箱中的器材，选择R4=R5=10k Ω
通道A ：输出信号
通道B: 输入信号
通过波形图可知输入信号与输出信号之间有轻微的时延和失真，但这对后续实验设计并不构成影响。
3. LM358与RC 构成的延时比较电路
A
B
（1）RC延时电路
根据实验要求报警声持续时间大于5秒，选择时间常数为10sRC延时电路T=R7*C1=10s
根据电阻箱中的器材选择R7=1MΩ，C1=10μf
（2）比较器
本实验选择双电源供电无滞回正向电压比较器
综合放大器输出的信号峰峰值，和灵敏度要求，选择比较电压为3V左右V REF=VFF*R11 / (R10+R11)
根据电阻箱中的器材选择R10=1kΩ，R11=1.8kΩ，所得V REF=3.21V。
1N4148放在延时比较器的输入之前可以滤去放大器输出信号的低电平部分防止其对比较器产生干扰。
当有信号输入时延时比较电路输出10V的高电平；无信号输入时输出10V的低电平。
4.NE555方波振荡器
（1） NE555芯片介绍
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。
NE555参数功能特性：
?供应电压4.5-18V
?供应电流3-6 mA
?输出电流225mA (max)
?上升/下降时间100 ns
NE555的相关应用:
NE555的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器（Monostable Mutlivibrator）及无稳态多谐振荡器(Astable Multivibrator)。
NE555引脚位功能配置说明下：
NE555各脚功能-管脚图
Pin 1 (接地) -地线(或共同接地)
Pin 2 (触发点)
Pin 3 (输出)
Pin 4 (重置)
Pin 5 (控制)
Pin 6 (重置锁定。
Pin 7 (放电)
Pin 8 (V +)
（2） NE555方波震荡电路
多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号
电路组成：
NE555多谐振荡器的电路组成
用555定时器构成的多谐振荡器电路如图所示：图中电容C、电阻R1
和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。
工作原理：
多谐振荡器的工作波形
多谐振荡器的工作波形如图所示：
电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈0.7(R1+R2)C；暂稳态Ⅱ的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C。
因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ，由上述条件可得D=（R1+R2）/
（R1+2R2），若使R2>>R1，则D≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。
根据蜂鸣器的性质，选择R13=1kΩ，R14=560Ω，C3=1uf，所得输出方波的频率为674Hz,占空比为73%
5.总体电路图
六.所实现的功能
1.已完成的功能
（1）在麦克风附近击掌，模拟异常响动，电路能发出报警声，持续时间大于5秒。
（2）增加报警灯，麦克接收到异响声时，灯亮，蜂鸣器响，持续7s左右。2.主要测试数据
（1）测量放大器的放大倍数
放大器输入为峰峰值为10mV，频率为1kHz，占空比为50%的方波
输出为峰峰值为1V，频率为1kHz，占空比为50%的方波
2：输入信号
3：输出信号
（2）测量比较器的参考电压
通过万用表测得比较器的比较电压为3.21V。
（3）测量比较器的输出
麦克接收到信号后，比较器的输出如下：
输出在10V左右有上下0.5V的偏移。
麦克未接受到信号时输出为-10V的低电平
（4）测量震荡器的输出
NE555方波振荡器输出峰峰值为10V，偏移为5V频率为672Hz,占空比
为71%的方波。
（5）测量报警时长
通过秒表测量报警时长，异响大小不同，时长不同，约在7s左右。3．必要的测试方法
（1）测量麦克的输出信号、放大器的脉冲输出、比较器的输出波形均使用示波器测量
（2）测量比较器的参考电压等直流电压使用万用表
（3）测量报警时长使用秒表
七．故障及问题分析
1.拍手后麦克没有信号输出,后来经过检查发现麦克的偏置电压过小，加大麦克
的偏置电流后麦克有信号输出。
2.通过震荡后蜂鸣器一直在响，接通电源就会报警，不会停止。通过观察蜂鸣器两端的输入信号波形得知，电容使用不当，造成自激，经验证在不影响电路稳定及正常工作的情况下适当增大加载在震荡器上的电容就能使其正常工作。
3.调试时电源接通，没有报警，开始怀疑是555没有工作，被烧坏了，但是检测后发现前面几部分电路都工作正常，蜂鸣器、麦克单独测试也都正常，但是报警电路不工作，最后发现蜂鸣器的输入接错了位置接在了NE555的2脚上，在电路较复杂时实验一定要细心，不可犯此类低级错误。
4.比较电路接到震荡电路上以后麦克无声信号输入时，输出不为低电平，而是0。考虑到震荡电路对比较电路的影响，在比较的输出之后，震荡的输入前接入一个单向导通的二极管1N4148，问题解决。
5. 麦克接收到信号后，比较器的输出在10V左右有上下0.5V的偏移，并不是稳定的10V高电平。通过分析我发现这是由于后级震荡电路对其产生的影响（在不接震荡时是稳定的10V高电平），但加入单项导通的二极管后并无明显改善，可能是因为震荡的传过来的低电平产生的影响。因其对实验要求的实现并无影响，故将其搁置。
5.蜂鸣器的声音较小。通过观察蜂鸣器两端的输入信号波形得知，高电平较低且持续时间较短，后在蜂鸣器输入端加上一个0.33uf的电容，给其一个适当的充放电过程，使蜂鸣器的声音更响亮。此电容不能过大，否则会导致放电时间过长，蜂鸣器无法停止，不能过小，否则无法起到作用。
八．总结和结论
通过此次实验，我更加深入的了解了集成芯片的使用，了解了深度负反馈的深层次的含义，这次实验让我能够将电子电路课上所学到的知识运用到实践中去。此次实验较为复杂，在实验的过程中应该分块进行调测，然后再将它们连接在一起进行调测，出现问题也应该一部分一部分的检测，缩小范围，提高效率。
在实验的过程中首先要认清问题，认真分析问题，只有认真地去分析问题才能更好的解决问题，分析问题时必须具备细心，耐心，恒心和毅力，同时还要实事求是地分析问题，不能为了应付课设的验收，要为了提高自己的动手能力，提高理解知识为目的，做电路板的每一步都要细心、耐心，认真考虑所遇到的问题，在实践中不断提高分析和动手能力。通过这次设计型实验,提高了分析问题能力和动手能力，并验证了理论知识。
九．Multisim仿真原理图、波形图
1.Multisim仿真原理图
2.放大器的输入与输出
3.延时比较电路的输出
4.方波震荡器的输出
十．所用元器件及仪器仪表清单
1.元器件清单
元件序列号元件名称及规格个数
1 NE555 1
2 LM358 2
3 蜂鸣器 1
4 发光二级管 1
5 麦克 1
6 0.1uf的电容 2
7 1uf的电容 1
8 10uf的电容 1
9 560Ω的电阻 1
10 1kΩ的电阻 2
11 1.8kΩ的电阻 1
12 5kΩ的电阻 1
13 10kΩ的电阻 4
14 1MΩ的电阻 1
14 1N4148 2
2.仪器仪表清单
仪表序列号名称个数
1 示波器 1
2 直流稳压电源 1
3 信号发生器 1
4 万用表 1
参考文献
[1].张晓东，《报警集成电路和报警器制作实例》，北京人民邮电出版社
[2] 刘宝玲，《电子电路基础》，高等教育出版社
[3]. WAVESHARE ELECTRONICS https://www.doczj.com/doc/071471206.html,/shop/LM358P.html
[4]. 电路图之家https://www.doczj.com/doc/071471206.html,/
[5]. 电子电路图站https://www.doczj.com/doc/071471206.html,/
北京邮电大学 《电子电路测量与设计实验》实验报告 题目：声控报警电路 姓名：李英民 学号：2014210579 班级: 2014211120 学院: 信息与通信工程学院 2016年 4 月
一、课题名称 声控报警电路 二、摘要及关键字 （一）摘要： 当今社会，对报警系统的需求越来越大，电子报警器应用于安全防范，系统故障，交通运输，医疗救护等领域，和社会生产密不可分。 本实验就针对声控报警电路进行设计和电路拼搭，通过实际面包板电路和仿真电路对报警电路的局部电路和整体电路两方面进行电路介绍和功能分析。并分析在实验中遇见的问题，困难及解决方法，最后总结本实验结束后的心得体验。 （二）关键字： 报警器；CD4011；无源蜂鸣器；LM358 三、设计任务要求 1、基本要求：在麦克风近处击掌（模拟异常响动），电路能发出报警声，持续时间大于5 秒。声音传感器用驻极体式咪头，蜂鸣器用无源压电式蜂鸣器 2、提高要求： A、增加报警灯，使其闪烁报警。 B、增加输出功率，提高报警音量，加强威慑力。 四、设计思路及总体结构框图 （一）设计思路： 驻极体式咪头作为声音传感器，将击掌产生的声信号转化为电信号，微弱 的电信号经过反相放大器放大，放大信号进入同相比较器，比较器根据实验可以设置合理的比较电压 VREF，当放大信号高于比较电压 VREF 时，放大器输出高电平促发方波振荡器开始工作，振荡产生的方波经三极管放大即可驱动无源式蜂鸣器发出报警声音。但由于一次拍手产生的电信号只有短暂的信号，故还需要在比较器后加入延时电路，利用时间常数的特性来延长报警时间 （二）总体结构框图： 五、分块电路和总体电路的设计
南通大学电子信息学院 微机原理课程设计 报告书 课题名： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期: xxx
目录 1.设计目的 (2) 2.设计内容 (2) 3.设计要求 (2) 4.设计原理 (3) 5.硬件电路图 (3) 6.程序代码 (5) 7.程序及硬件系统调试情况 (19) 8.设计总结与体会 (19)
一、设计目的 课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节。它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一个重要教学环节。 通过课程设计，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。 通过课程设计实践，不仅要培养学生事实求是和严肃认真的工作态度，培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅资料，撰写设计报告表达设计思想和结果的能力。 二、设计内容 设计一个电压报警器，要求采集实验箱提供的0~5V的电压，当输入电压在3V以内，显示电压值，如2.42。当输入电压超过3V，显示ERR，并报警。电压值可在七段数码管显示，点阵广告屏显示或液晶屏显示。报警形式自行设计，
西安邮电大学 实验报告 课程名称：光电系统嵌入式开发与应用实验 院系名称：电子工程学院光电子技术系 学生姓名：郭欣（27） 专业名称：光电信息科学与工程 班级：光电1308 指导教师：余娟
时间：2015年月日至2015年月日实验三：红外报警系统 一、实验目的 1、了解发光二极管的具体应用； 2、练习自拟简单的光电系统试验； 3、了解主动式和被动式光电报警系统设计原理； 4、利用单片机进行数据采集与分析并进行声音和光报警。 二、实验器材 1、51开发板一套； 2、TSAL6200为红外发光二极管； 3、HS0038B红外一体化接收头。 三、实验原理 1、主动式红外报警
主动红外入侵报警器是由发射部分和接收部分组成，发射部分是由发光源、光源驱动组成；接收部分是由光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。 工作思路为：由接收部分中的红外光电传感器把光信号转换成电信号，经过电路处理后传给报是一种红外线光束遮挡型报警器，发射部分中的红外发光二极管在驱动的激发下，发出一束经过调制的红外光束(此光束的波长约在～微米之间)，经过防范区到达接收部分，构成了一条警戒线。正常情况下，接收部分收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收部分收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。 2、应用器件介绍 发射部分和接收部分均采用单片机进行控制，红外发射和接收采用与红外遥控相同的红外发射接器件。发射部分主要器件为TSAL6200，接收部分主要器件为HS0038B。 （1）TSAL6200为红外发射二极管，波长为940nm。 （2）HS0038B为一红外一体化接收头，其内部接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs，它同时对信号进行放大、检波、整形得到TTL 电平的编码信号，再送给单片机。管教图如下
数字电路综合实验报告 简易智能密码锁 一、实验课题及任务要求 设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。 基本要求： 1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。 2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。 3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。闭锁状态下不能清除密码。 4、用点阵显示开锁和闭锁状态。 提高要求： 1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。 2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。
3、自拟其它功能。 二、系统设计 2.1系统总体框图 2.2逻辑流程图
2.3MDS图 2.4分块说明 程序主要分为6个模块：键盘模块，数码管模块，点阵模块，报警模块，防抖模块，控制模块。以下进行详细介绍。 1.键盘模块 本模块主要完成是4×4键盘扫描，然后获取其键值，并对其进行编码，从而进行按键的识别，并将相应的按键值进行显示。 键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，我们的思想是，首先固定输出高电平，在读入输出的行值时，通常高电平会被低电平拉低，当当前位置为高电平“1”时，没有按键按下，否则，如果读入的4行有一位为低电平，那么对应的该行肯定有一个按键按下，这样便可以获取到按键的行值。同理，获取列值也是如此，先输出4列为高电平，然后在输出4行为低电平，再读入列值，如果其中有哪一位为低电平，那么肯定对应的那一列有按键按下。由此可确定按键位置。
河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：声光报警器电路 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 成绩： 二○一一年十二月二十日
声光报警器电路 一、设计任务与要求 通过声光报警器电路设计，使学生掌握多个多谐振荡器的电路的构成、工作原理和设计方法，训练学生的动手能力，培养独立解决问题的能力，为今后电路设计和电类后续课程的学习奠定基础。 二、方案设计与论证 方案一：设计一声光报警器电路， 发出间歇式的报警声，同时，发光二极管闪烁，模拟声光报警器。 设计技术指标要求： 1、指示灯的闪光频率为1-2Hz ； 2、扬声器发出与指示灯闪烁频率同步的断续音响； 3、扬声器发出的音响功率不小于0.5W 。 方案二：集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字，模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5k 的电阻，故取名555电路。电路由两个555多谐振荡器组成，第一个多谐振荡器的振荡频率为1-2Hz ，第二个多谐振荡器的振荡频率为1000Hz 。 三、单元电路设计与参数计算 第一级声音信号为低频信号，其周期由电阻R1、R2和电容C1决定，其周期公式如下式： 1)(7.021C R R T += 第二级电路的声音为高频信号，其周期计算方法和第一级相同，只是只有当第一级输出高电平时，第二级才能工作。 调整可变电阻、电容的大小，使高、低频率的声音信号符合实际需要。
四、总原理图及元器件清单 1. 原理图 图1-1原理图 2．元件清单 表1 元件清单 序号元件参数类别备注 1 R1 1K 电阻0.25W，金属膜 2 R9、R10 10K 电阻0.25W，金属膜 3 R3~R8 470 电阻0.25W，金属膜 4 R2 51K 电阻0.25W，金属膜 5 U1 NE555 定时器 6 U2 74S02 或非门 7 C1 1uF 电容电解电容 8 C2 10uF 电容电解电容 9 U4~U8 LED 发光二极管￠5mm 10 S1、S2 按键 11 SW-PB 接插件可用导线代替 12 PCB板 五、安装与调试
邮电大学 《电子电路测量与设计实验》实验报告 题目：声控报警电路 ：英民 学号：2014210579 班级: 2014211120 学院: 信息与通信工程学院 2016年 4 月
一、课题名称 声控报警电路 二、摘要及关键字 （一）摘要： 当今社会，对报警系统的需求越来越大，电子报警器应用于安全防，系统故障，交通运输，医疗救护等领域，和社会生产密不可分。 本实验就针对声控报警电路进行设计和电路拼搭，通过实际面包板电路和仿真电路对报警电路的局部电路和整体电路两方面进行电路介绍和功能分析。并分析在实验中遇见的问题，困难及解决方法，最后总结本实验结束后的心得体验。（二）关键字： 报警器；CD4011；无源蜂鸣器；LM358 三、设计任务要求 1、基本要求：在麦克风近处击掌（模拟异常响动），电路能发出报警声，持续时间大于5 秒。声音传感器用驻极体式咪头，蜂鸣器用无源压电式蜂鸣器 2、提高要求： A、增加报警灯，使其闪烁报警。 B、增加输出功率，提高报警音量，加强威慑力。 四、设计思路及总体结构框图 （一）设计思路： 驻极体式咪头作为声音传感器，将击掌产生的声信号转化为电信号，微弱 的电信号经过反相放大器放大，放大信号进入同相比较器，比较器根据实验可以
设置合理的比较电压 VREF，当放大信号高于比较电压 VREF 时，放大器输出高电平促发方波振荡器开始工作，振荡产生的方波经三极管放大即可驱动无源式蜂鸣器发出报警声音。但由于一次拍手产生的电信号只有短暂的信号，故还需要在比较器后加入延时电路，利用时间常数的特性来延长报警时间 （二）总体结构框图： 麦克放大器电压比较器方波振荡器 蜂鸣器闪烁电路五、分块电路和总体电路的设计 （一）分块电路： 1、蜂鸣器驱动电路 注意： （1）蜂鸣器的构造，其背面带有三条小线的那一级是接地端 （2）麦克风中的场效应管的 UDS 一般在 1.5V~4.5V 之间，而 IDS 一般在 RC延时电路
简易报警器 一、本次根据单片机课程设计题目与要求，我选择的是设计一个简易报警器。 二、课程设计要求：自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用两路外部中断输入门禁和红外探测两路信号（采用两个小按键模拟），中断信号输入后能将报警信息在四位一体数码管上显示，并输出声光报警信号。 三、设计所需的硬件：0.1uF的无极性电容五个；10uF的极性电容两个；发光二极管两个；三极管9013四个；4.7千欧的排阻一个；100,1k,10k的电阻若干；芯片插座若干；11.0592MHz的晶振一个；单片机STC89C54RD芯片一块；MAX232串口芯片一块；导线若干； 四、课程设计要求是用按键红外探测和输入门禁。但是由于实验室设备的条件，我采用的是红绿两个二极管代替红外探测的发光显示和输入门禁的报警装置。
五、总体设计思想 六 按键模块 振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。 七、按键模块
鉴于使用中断电路会增加硬件电路的复杂度，本电路采用独立按键的方法，只需在程序中加入扫描程序即可。其中P2.0接按键光标移位，P2.1接按键时间加数，P2.2接按键时间减数，P3.2接按键模拟红外探测，P3.3接按键模拟输入门禁，。 九、SPEAKER电路 报警器装置的原理就是利用P3.7出来的高低电平交换使得扬声器发出声音。但是由于实验室的器材有限，所以我们改用了发光二极管来代替SPEAKER电路。
实验报告 《电子测量与电子电路》综合设计型实验 实验名称：声控报警电路设计 实验学生：____XXX_____ 学生学号：____XXXXXXXXXX_ 所属班级：____XXXXXXXXXX__ 班内序号：_______XX_______ 所属学院：___电子工程学院_ 《电子测量与电子电路》综合设计型实验实验报告 2016年4月 摘要 我们生活中最常见的声控电路就是楼道里的声控节能灯。用声响是它点亮，然后延时熄灭。本实验设计虽为声控报警电路，但其原理与其它声控电路相似。由于声控报警器体积小，灵敏度高具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，其价格低廉、技术性能稳定等特点也受到广大用户和专业人士的欢迎。以此电路为依据，只需更换相应的报警显示元件即可改装成不同类型的报警器，如红外报警器,?红外线声先报警器等。本课程主要进行了简易的声控报警器的电路设计并实现了报警功能。本设计利用麦克风模拟异常响动,信号经过运算放大器LM358放大，再经过延时电路进行延时，随后通过比较器输出，输出的直流经过方波振荡器产生一个方波使蜂鸣器工作。
关键词：LM358，延时电路，比较器，方波振荡器。 二．设计任务要求 1.基本要求：在麦克风近处击掌（模拟异常响动），电路能发出报警声，持续时间大于5秒。声音传感器用驻极体式咪头，蜂鸣器用无源压电式蜂鸣器。 2.提高要求： A：增加报警灯，使其闪烁报警。 B：增加输出功率，提高报警音量，加强威慑力。 三.设计思路及总体结构框图 １．总体结构框图 过 时间，随后经过一个比较器使输出的电位高于某一值时能够被输送给至方波振荡器，此时方波振荡器接受的是一个直流，此直流使其起振，输出一个方波，此时可以再加一级LM358集成运放把方波放大，再输送给蜂鸣器使其工作，达到报警的效果。 四.分块电路和总体电路的设计 1、驻极体麦克电路设计
北京邮电大学 数字电路与逻辑设计实验 实验报告 实验名称：QuartusII原理图输入 法设计与实现 学院：北京邮电大学 班级： 姓名： 学号：
一．实验名称和实验任务要求 实验名称：QuartusII原理图输入法设计与实现 实验目的：⑴熟悉用QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真。 ⑵掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用； ⑶熟悉实验板的使用。 实验任务要求：⑴掌握QuartusII的基础上，利用QuartusII用逻辑 门设计实现一个半加器，生成新的半加器图像模 块。 ⑵用实验内容（1）中生成的半加器模块以及逻辑门 实现一个全加器，仿真验证其功能，并能下载到实 验板上进行测试，要求用拨码开关设定输入信号， 发光二级管显示输出信号。 ⑶用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门实现要求 的函数：CBA F+ C + =,仿真验证其 + B C B A A A B C 功能，，并能下载到实验板上进行测试，要求用拨 码开关设定输入信号，发光二级管显示输出信号。二．设计思路和过程 半加器的设计实现过程：⑴半加器的应有两个输入值，两个输出值。 a表示加数，b表示被加数，s表示半加和， co表示向高位的进位。
⑵由数字电路与逻辑设计理论知识可知 b a s ⊕=;b a co ?= 选择两个逻辑门：异或门和与门。a,b 为异 或门和与门的输入，S 为异或门的输出，C 为与门的输出。 (3)利用QuartusII 仿真实现其逻辑功能， 并生成新的半加器图形模块单元。 (4)下载到电路板，并检验是否正确。 全加器的设计实现过程：⑴全加器可以由两个半加器和一个或门构 成。全加器有三个输入值a,b,ci ，两个输 出值s,co ：a 为被加数，b 为加数，ci 为低 位向高位的进位。 ⑵全加器的逻辑表达式为： c b a s ⊕⊕= b a ci b a co ?+?⊕=)( ⑶利用全加器的逻辑表达式和半加器的逻 辑功能，实现全加器。 用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门设计实现函数 CBA A B C A B C A B C F +++= 设计实现过程：⑴利用QuartusII 选择译码器（74L138）的图形模块
报警探测器基础知识 报警探测器基础知识 报警探测器是用来探测入侵者的入侵行为。需要防范入侵的地方很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。探测器由传感器和信号处理器组成。在入侵探测器中传感器是探测器的核心，是一种物理量的转化装置，通常把压力、震动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。信号处理器的作用是把传感器转化的电量进行放大、滤波、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输信道中顺利转送的信号。 红外报警探测器 凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射，而温度低于 1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域，因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，通常分为三个波段。 近红外：波长范围 0.75～3μm 中红外：波长范围 3～25μm 远红外：波长范围 25～1000μm 人体辐射的红外光波长 3～50μm，其中 8～14μm占 46%，峰值波长在 9.5μm。被动红外报警探测器 在室温条件下，任何物品均有辐射。温度越高的物体，红外辐射越强。人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。我们之所以称为被动红外，即探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。探测器安装后数秒种已适应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器（或称为红外传感器）及报警控制器等部分组成。其核心是红外探测器件，通过光学系统的配合作用可以探测到某个立体防范空间内的热
实验报告 实验名称：声控报警电路设计 实验学生： 所属班级： 班内序号： 一，摘要 近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，生活节奏的加快，人们对电子报警器的需求日益增加。电子报警器应用于安全防范，系统故障，交通运输，医疗救护等领域，和社会生产密不可分。例如声控报警系统在生活中处处可见，楼道里的声控节能灯，店铺联网报警器等等，其功能简单，成本较低，因而广泛应用于各种家用电器和小电子产品中。 本课题基于应用需求，结合实验要求设计电路。报告介绍了简易的声控报警器的电路设计和电路的搭建调试。 关键词：报警器；CD4011；无源蜂鸣器；LM358 二，引言 随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电子设备、电子仪器的出现日新月异，在市场上电子产品的竞争较为激烈。 本课程设计利用驻极体式咪头作为声传感器获得电压，经LM358放大电路两级放大，然后通过电压比较器和多谐振荡器,输出驱动蜂鸣器和发光二极管工作报警。
1，设计要求 1，设计任务要求 设计一个声控报警电路，在麦克风附近击掌（模拟异常响动），电路能发出报警声，持续时间大于5秒。声音传感器采用驻极体式咪头，蜂鸣器用无源式蜂鸣器。 2，提高要求 1，增加报警灯，使其闪烁报警；2，增加输出功率，提高报警音量，加强威慑力。 2，电路设计 1，系统组成框图 2，系统总体设计思路 驻极体式咪头作为声音传感器，将击掌产生的声音信号转化为电信号，微弱的电信号经过同相放大器放大后便于传输和驱动，放大信号进入同相比较器，比 较器根据实验可以设置合理的比较电压V REF ，当放大信号高于比较电压V REF 时， 放大器输出高电平促发方波振荡器开始工作，振荡产生的方波经三极管放大即可驱动无源式蜂鸣器发出报警声音。但由于一次拍手产生的电信号只有短暂的脉冲，故还需要在比较器后加入延时电路，减缓脉冲电压下降的速度来实现延时报警。 3，单元电路设计思路 声音采集单元设计原理简述 驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜，当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而
电子电路综合实验设计实验名称：声控报警电路设计 学院：信息与通信工程学院 班级： 学号： 姓名： 班内序号：
一、课题名称 声控报警电路设计 二、摘要和关键词 （一）摘要 本实验分析并设计了声控报警电路，实现了在麦克近处鼓掌，电路能发出报警声并持续大约5秒。报告中首先给出设计目标和电路功能分析，然后讨论各级电路具体设计和原理图，后给出实际搭建电路测试的数据和分析，最后总结本次实验。 （二）关键词 放大器，比较器，延时，方波振荡 三、设计任务要求 在驻极体麦克附近鼓掌，麦克捕捉声信号后电路发出报警声，持续时间大约五秒。 1 声音传感器用驻极体式咪头，蜂鸣器用无源式蜂鸣器； 2 用LM358构成两级放大器，合理设计放大倍数 3用LM358构成电压比较器电路。 4延时电路用RC电路构成，计算时间常数，保证一定的延时时常 四、设计思路、总体结构框图 （一）设计思路 麦克捕捉到声音信号后将其转变成微弱电信号，进入放大器进行放大，之后与电压比较器设定的参考电压进行比较，若高于门限值，比较器输出电平翻转，控制振荡器产生方波信号，使蜂鸣器发声。为使蜂鸣器发声持续一段时间，要用一个延时电路保持比较器输出电平维持相应的时长。 （二）总体系统框图如图：
五、分块电路和总体电路设计 （一）麦克偏置电路 驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。在麦克近处击掌，使麦克可以输出一个瞬时电压脉冲。麦克直流偏置电路如图所示： 电路说明：麦克偏置电压约6V，通过电阻R接地，麦克两端电压通过一个0.1μ电容输出电压。电容起隔直作用，消除直流的影响，使放大后的电压便于与比较器相比较。 （二）LM358组成的放大器 1、说明由于话筒提供的信号非常弱，一般在比较器前面加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率相应及零输入时的噪声、电流、电压的要求，前置放大器选用集成运算放大器LM358。LM358里面包括有两个高增益，独立的，内部频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源工作方式。它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用。本次实验用到的LM358主要特点有：电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5 一±15V)；. 直流电压增益高(约100dB)。
北京邮电大学电路实验报告-(小彩灯)
电子电路综合实验报告课题名称：基于运算放大器的彩灯显示电路的设计与实现 姓名：班级：学号： 一、摘要： 运用运算放大器设计一个彩灯显示电路，通过迟滞电压比较器和反向积分器构成方波—三角波发生器，三角波送入比较器与一系列直流电平比较，比较器输出端会分别输出高电平和低电平，从而顺序点亮或熄灭接在比较器输出端的发光管。 关键字： 模拟电路，高低电平，运算放大器，振荡，比较 二、设计任务要求： 利用运算放大器LM324设计一个彩灯显示电路，让排成一排的5个红色发光二极管(R1～R5)重复地依次点亮再依次熄灭（全灭→R1→R1R2→R1R2R3→R1R2R3R4→R1R2R3R4R5→R1R2R3R4→R1R2R3→R1R2→R1→全灭），同时让排成一排的6个绿色发光二极管（G1～G6）单光
三角波振荡电路可以采用如图2-28所示电路，这是一种常见的由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器电路，图2-28中运放A1接成迟滞电压比较器，A2接成反相输入式积分器，积分器的输入电压取自迟滞电压比较器的输出，迟滞电压比较器的输入信号来自积分器的输出。假设迟滞电压比较器输出U o1初始值为高电平，该高电平经过积分器在U o2端得到线性下降的输出信号，此线性下降的信号又反馈至迟滞电压比较器的输入端，当其下降至比较器的下门限电压U th-时，比较器的输出发生跳变，由高电平跳变为低电平，该低电平经过积分器在U o2端得到线性上升的输出信号，此线性上升的信号又反馈至迟
滞电压比较器的输入端，当其上升至比较器的上门限电压U th+时，比较器的输出发生跳变，由低电平跳变为高电平，此后，不断重复上述过程，从而在迟滞电压比较器的输出端U o1得到方波信号，在反向积分器的输出端U o2得到三角波信号。假设稳压管反向击穿时的稳定电压为U Z，正向导通电压为U D，由理论分析可知，该电路方波和三角波的输出幅度分别为： 式（5）中R P2为电位器R P动头2端对地电阻，R P1为电位器1端对地的电阻。 由上述各式可知，该电路输出方波的幅度由稳压管的稳压值和正向导通电压决定，三角波的输 出幅度决定于稳压管的稳压值和正向导通电压以及反馈比R1/R f，而振荡频率与稳压管的稳压值和正向导通电压无关，因此，通过调换具有不同稳压值和正向 导通电压的稳压管可以成比例地改变方波和三角波的幅度而不改变振荡频率。 电位器的滑动比R P2/R P1和积分器的积分时间常数R2C的改变只影响振荡频率而 不影响振荡幅度，而反馈比R1/R f的改变会使振荡频率和振荡幅度同时发生变化。因此，一般用改变积分时间常数的方法进行频段的转换，用调节电位器滑动头 的位置来进行频段内的频率调节。
电子电路综合设计实验报告 实验1 函数信号发生器的设计与实现 姓名：------ 学号：---------- 班内序号：--
一. 实验名称： 函数信号发生器的设计与调试 二.实验摘要： 采用运放组成的积分电路产生方波-三角波，可得到比较理想的方波和三角波。根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求以及对所需方波、三角波的幅度可以确定合适的运放以及稳压管的型号、所需电阻的大小和电容的值。三角波-正弦波的转换是利用差分放大器来完成的，选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度以及电路的对称性。同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。 关键词： 方波三角波正弦波频率可调 三、设计任务要求 1．基本要求： （1）输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真； （2）方波输出电压Uopp=12V,上升、下降沿小于10us,占空比可调范围30%-70%； （3）三角波Uopp=8V; （4）正弦波Uopp错误！未找到引用源。1V. （5）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建） 2.提高要求： （1）正弦波、三角波和方波输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V内连续可调。 （2）三种输出波形的输出端口的输出阻抗小于100Ω。 （3）三种波形从同一端口输出，并能够显示当前输出信号的种类、大小和频率 （4）用CPLD设计DDS信号源 （5）其他函数信号发生器的设计方案 四、设计思路以及总体结构框图 本课题中函数发生器结构组成如下所示：由比较器和积分器组成方波—三角波产生电
路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。 图4-1 函数信号发生器的总体框图 五.分块电路和总体电路的设计 （1）方波——三角波产生电路 图5-1 方波-三角波产生电路
声控电子锁的设计 一、设计任务与要求 1.1设计课题任务 课题：声控电子锁。 任务：通过击掌，当掌声出现所设定的节奏时，电路输出一个开锁控制信号的脉冲。 1.2功能要求说明 1、基本部分 （1）设计一个由掌声的节奏（序列脉冲）控制的电子锁，序列脉冲由4位0、1代码构成（代码可自行设定）。当掌声产生的序列脉冲包含有自行设定的代码，使电路输出一个高电平（也可以是低电平有效），推动执行机构动作把锁打开。执行机构可由两个LED模拟，用绿灯亮、红灯灭表示开锁，用绿灯灭、红灯亮表示关锁。 （2）掌声速度应与电路的时钟一致(例如1次/秒)，电路中设一个LED 指示时钟脉冲变化。 （3）若输入一次开锁信号未将锁打开，可重复三次，否则，启动音响报警电路并自锁。 （4）自制稳压电源。 2、发挥部分： 当锁打开时有机械执行机构动作（例如：利用继电器使电磁铁吸合拉动物件）。 二、方案设计与论证 本课题电路可由下述三部分组成。其一是开锁信号形成电路，它完成由击掌声音到序列脉冲的变换。其二是所设定的代码，例如1101这一开锁的代码的检测电路，该电路在检测到输入脉冲中出现1101代码时，即输出开锁信号。其三是报警电路，当发现连续三次的开锁信号到来但未 开锁时，报警电路进入工作状态，并实现电路自锁。原理框图如下：
2.1方案的比较 方案一基于门电路的原理框图如下 方案原理：掌声通过传声器转化为电信号同时通过放大整形电路转化为正脉冲信号分别送到计数器1-4中，同时把脉冲输入到10秒延时电路中输出周期为1秒的脉冲信号。将脉冲信号送到计数器5中，再将计数结果送到38译码器使其输出选通计数器的信号。 由于计数器有译码器选通，因此在拍掌时要注意时间的把握，同时计数器是在高电平时选通，所以可在译码器的输出端分别接上非门使其在脉冲信号计数器的每个脉冲的上升沿计数一次，同时选通4个并联计数
实验室：格致楼322 时间段：13:30-15:05 座位号：3号座位 同组人： 杭州电子科技大学 信息工程学院 设计性实验报告 实验名称：声光控制电路 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
实验二声光控制电路 一、实验目的 1、掌握声光控延时开关电路的组成和工作原理 2、掌握声光控电路的制作的焊接和调试。 二、实验任务 设计并控制一个声光控延时开关电路。通过四个与非门实现只有在光照较弱并且有声音的时候指示灯才会亮，其他情况下指示灯不亮。并且通过电容的充放电实现指示灯的延迟效果，保持指示灯10s。直流电源电压为12V，由稳压电源或实验箱提供。 三、实验原理和电路参数设计 实验原理： 第一部分为独立的声控和光控，中间部分为与非门，最后部分是延时及LED 灯。 光控部分由光敏电阻采集光信号转变为电信号，声控部分由咪头将声音信号转换为电信号，并经过三极管放大。 白天或晚上光线较强时，光控为低电平，声控不起作用；晚上或光线较弱时，光控为高电平，声控起作用，负载电路的通断受控于声控部分，当声音强度足够大时，电路接通，二极管点亮，并开始延时，延时时间到开关自动关闭，等待下一次声音触发。 白天不亮的原因：当在白天时，光线很强光敏电阻的阻值很小，那么通过用黑线圈出的那条路的电流很小，相当于低电平，经过与非门之后，输出恒为高电平，最后通过led灯恒为低电平。所以在白天时不起作用。 同时很好理解晚上时为什么由声控控制：在晚上时，光敏电阻阻值很大，流过黑线圈出的那条路的电流就很大，相当于高电平，因此输出信号取决于是否由声音信号。
1、设计电路参数 C1：100nf C2：10uf/22uf V1：30mV 1KHz R1：24KΩR2：1MΩR3：47KΩR4：24KΩR5：1MΩ R6：1KΩ 2、利用multisim仿真如下图： 闭合开关： 说明：从图中可以看出我们用交流信号源代替了咪头，也就是声控部分，用继电器调节到一定的电阻来代替光敏电阻夜间时的电阻，这是led灯也已经亮了，着代表了，我们的电路替换是正确的。同时看下图：
数字电路与逻辑设计 实验报告 学院：电子工程学院 班级： 姓名： 学号： 班内序号：
目录 （一）实验名称及实验任务要求 (1) （二）模块端口说明及连接图 (2) 1.1实验三(3)模块端口说明 (2) 1.2实验三(3)连接图 (2) 2.1实验四模块端口说明 (2) 2.2实验四连接图 (2) （三）原理图或VHDL代码 (3) 1.实验一(2)原理图 (3) 2.实验三(3)VHDL代码 (4) 3.实验四VHDL代码 (7) （四）仿真波形 (10) 1.实验一(2)仿真波形 (10) 2.实验三(3)仿真波形 (11) 3.实验四仿真波形 (11) （五）仿真波形分析 (11) 1.实验一(2)仿真波形分析 (11) 2.实验三(3)仿真波形分析 (11) 3.实验四仿真波形分析 (11) （六）故障及问题分析 (12) （七）总结和结论 (13)
（一）实验名称及实验任务要求 实验一 名称：QuartusII原理图输入法设计与实现 实验任务要求：EDA基础实验1（1）、（2）、（3）必做，选做VHDL 实现加法器。 实验二 名称：用VHDL设计与实现组合逻辑电路 实验任务要求：四人表决器、8421码转格雷码、数码管译码器（下载测试）。 实验三 名称：用VHDL设计与实现时序逻辑电路 实验任务要求：分频器、8421十进制计数器、将分频器/8421十进制计数器/数码管译码器3个电路进行连接并下载。 实验四 名称：用VHDL设计与实现相关电路 实验任务要求：数码管动态扫描控制器、点阵扫描控制器。
（二）模块端口说明及连接图 1.1实验三(3)模块端口说明 cp：时钟信号输入； rst：8421十进制计数器异步置位； c[6...0]：七段二极管数码管显示； cat[7...0]：数码管显示。 1.2实验三(3)连接图 2.1实验四模块端口说明 cp：时钟信号输入； rst：8421计数器异步复位； lgt[6...0]：七段二极管数码管显示； cat[7...0]：数码管显示。 2.2实验四连接图
声-光报警器接口实验 报告 实验题目:声-光报警器接口实验 专业：计算机科学与技术 学生姓名： 班级学号： 分组序号： 指导教师： 2011 年 4月22 日 声-光报警器接口实验报告 一、实验时间 2011 4/22
二、实验地点 三、实验目的 熟悉可编程并行接口芯片8255的使用和学习开关量接口电路及其控制 程序的设计方法。 四、实验小组成员 五、指导老师 六、实验要求 利用MFID实验平台和声-光报警器模块进行硬件电路连接，利用MF2KI 集成开发环境进行声光报警器软件控制程序设计、调试，直到报警器正 常工作。 七、实验步骤 步骤一：硬件连线：
排线接法如右图： 跳线设置：单线将模块电源L区JP7和JP8跳接；排线将模块电源L区JP8跳 步骤二：将平台的电源开关拔到“内”的位置上。在配套集成环境下进行硬件检测,达到初始化芯片的目的. 步骤三：（学生实验步骤）打开集成环境在“文件”菜单下学生可以选择新建自己的C++/ASM文件或者使用集成环境自带的C++/ASM参考程序 进行调试、运行。 步骤四：观看实验现象得出结论。 八、算法及流程图
九、实验源程序 stack1 segment dw 200 dup (?) stack1 ends data segment para public 'data' message db 'press SW3 to start !',0ah,0dh ;系统提示 db 'if you want to quit, please hit Any Key!',0ah,0dh,'$' t dw 0 ;初始化延时变量为0
北京邮电大学电路实验中心<数字电路与逻辑设计实验（上）> 实 验 报 告 班级： xxxx 学院： xxx 实验室： xxx 审阅教师：姓名（班内序号）： xxx 学号： xxx 实验时间： xxx 评定成绩：
目录 实验1 Quartus II 原理图输入法设计与实现 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验所用器材 (3) 三、实验任务要求 (3) 四、实验原理图 (3) 五、实验仿真波形图及分析 (4) 实验2 用VHDL 设计与实现组合逻辑电路 (5) 一、实验目的 (5) 二、实验所用器材 (5) 三、实验任务要求 (5) 四、VHDL代码 (5) 五、实验仿真波形图及分析 (7) 实验3 用VHDL 设计与实现时序逻辑电路 (8) 一、实验目的 (8) 二、实验所用器材 (8) 三、实验任务要求 (8) 四、模块端口说明及连接图 (8) 五、VHDL代码 (9) 六、实验仿真波形图及分析 (10) 实验4 用VHDL 设计与实现数码管动态扫描控制器 (10) 一、实验目的 (10) 二、实验所用器材 (11) 三、实验任务要求 (11) 四、模块端口说明及连接图 (11) 五、VHDL代码 (11) 六、实验仿真波形图及分析 (15) 故障及问题分析 (16) 总结和结论 (17)
实验1 Quartus II 原理图输入法设计与实现 一、实验目的 （1）熟悉用Quartus II原理图输入法进行电路设计和仿真； （2）掌握Quartus II 图形模块单元的生成与调用； （3）熟悉实验板的使用。 二、实验所用器材 （1）计算机； （2）直流稳压电源； （3）数字系统与逻辑设计实验开发板。 三、实验任务要求 （1）用逻辑门设计实现一个半加器，仿真验证其功能，并生成新的半加器图形模块单元。 （2）用（1）中生成的半加器模块和逻辑门设计实现一个全加器，仿真验证其功能，并下载到实验板测试，要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。 （3）用3线-8线译码器（74LS138）和逻辑门设计实现函数+CBA，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。 四、实验原理图 （1）半加器原理图 （2）全加器原理图
声光报警电路设计说明 1．简述 随着当今社会各个方面的发展，人们的安全意识也逐步提高，防盗一次也广受人们的关注，很多产品上都装有防盗装置，而声光报警在防盗方面上应用的比较多。由此，关于声光报警电路的设计就具有一定的实用价值。当然，声光报警也不仅仅是限于防盗方面，在防火等方面都有一定的应用。 2．设计任务、设计指标要求 设计的声光报警电路能在特定的情况下发出光和声音，实现报警的目的。 设计技术指标要求： （1）、指示灯的闪光频率为1~2Hz； （2）、扬声器发出与指示灯闪光频率同步的断续音响，音响的频率为1000Hz左右； （3）、扬声器发出音响的功率不小于0.5W。 3．设计方案 1）、设计原理 （1）、电路组成 根据设计设计指标和要求，要实现其指标，那么在设计的电路中应该包含为指示灯闪光提供电能的振荡电路部分、为扬声器发声提供电能的音频振荡电路部分、实现闪光与发声同步的控制部分、音频振荡电路与扬声器之间的功率放大部分。然后根据逻辑关系把各个部分连接起来，这样就从大体上设计出了声光报警电路。声光报警电路的功能框架图如图1所示。
图1 声光报警电路功能框架图 （2）各个部分的作用 ①．闪光振荡电路部分 闪光振荡电路时为了给指示灯提供电能，同时也为它提供闪光的频率。其主要作用还是为指示灯提供闪光频率，即能使是指示灯亮灭交替。在这个实验的设计方案中采用的是一个方波振荡电路（如图2所示），方波发生器的产生的波的频率就是指示灯的闪光频率。方波发生器的频率计算公式为： 311 11121 1f=2()ln(1)p R R C R R C R =++ 式中1p R 是在实际工作中是通过调节使输出的方波的占空比为50%，在理论上应该使其与R1相等，而在实际中它们之间的大小相差不是太大。
小麦播种机颗粒堵塞报警器 设计要求 通过电子技术模仿实现小麦播种机颗粒堵塞报警器工作。 按照原理框图查询相关的电路和元件的功能的资料完成电路设计。 画出电路原理图。 按照电路原理图在实验板上焊接器件，调试电路。 写出设计实验报告。 一、设计的作用与目的 如今，在全国大部分农村，种植小麦几乎都用上了小麦播种机（有人工的和机动的两种）。经过几年的使用， 发现人工小麦播种机存在一点不足，就是在播种小麦的过 程中，播种机中的小麦下落管道很容易被小麦堵住，而人 们又一时难以发现，导致人机白走一趟，浪费时间的同时 也降低了工作效率。 本例介绍一款小麦播种机颗粒堵塞报警器，能够及时监测管道中小麦的下落情况，管道一旦被堵塞，电路立即 发出报警声，从而提醒使用者应及时采取相应措施进行处 理。 二、设计的具体实现 1.原理介绍 - 1 -
小麦播种机颗粒堵塞报警器电路原理图如图1所示，该电路采用红外线原理，将管道中小麦的下落情况转换成电信号来控制报警电路部分。 安装时，注意要将红外线发光二极管VL和接收二极管VDL正对着装于小麦下落管道中，使VL发出的红外线光正好照射在VDL上。这样，闭合电源开关，当小麦颗粒在管子内正常下落时，红外光便被小麦颗粒时断时续的遮挡，使得VL的负极A点产生一系列连续的负脉冲，并通过电容器C1祸合到电容器C2的正极，从而使电容器C2充不上电，B点电压近似为零，从而555时基集成电路的2脚为低电平，同时由于晶体管VT1的作用，只要电容器C2上的电压为零，那么，电容器C3也就不会充上电，否则晶体管VT1导通，也会将其放电，这样555时基集成电路的2脚和6脚都为低电平，其3脚输出高电平，晶体管VT2饱和导通，C点被下拉为低电平，振荡电路不启振，扬声器不发出报警声。 - 2 -
自动增益控制（AGC）电路的设计 与实现 实验报告 姓名： 班内序号： 学号: 学院: 班级:
一．课题名称：自动增益控制电路的设计与实现 二．实验目的 1.了解AGC（自动增益控制）的自适应前置放大器的应用； 2.掌握AGC电路的一种实现方法； 3.提高独立设计电路和验证实验的能力。 三．实验摘要 自动增益控制电路的功能是在输入信号幅度变化较大时，能使输出信号幅度稳定不变或限制在一个很小范围内变化的特殊功能电路，简称为 AGC 电路。本实验采用短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，简单有效地实现AGC功能。 关键词： 自动增益控制，直流耦合互补级，电压跟随器，反馈 四．设计任务要求 1.基本要求： 设计一个AGC电路，要求设计指标以及给定条件为： ·输入信号：0.5～50mVrms； ·输出信号：0.5～1.5Vrms； ·信号带宽：100～5KHz。 2.提高要求： 设计一种采用其他方式的AGC电路。 五．设计思路和总体结构框图 设计思路 在处理输入的模拟信号时，经常会遇到通信信道或传感器衰减强度大幅变化的情况；另外，在其他应用中，如监控系统中的多个相同传感器返回的信号中，频谱结构和动态范围大体相似，而最大波幅却相差很多。此时，可以使用带自动增益控制的自适应前置放大器，使其增益应能随信号强弱而自动调整，以保持输出相对稳定。 AGC电路的实现有反馈控制、前馈控制和混合控制等三种，典型的反馈控制AGC由可变增益放大器（VGA）以及检波整流控制组成，本实验中电路采用了短路双极晶体管直接进行小信号控制的方法，从而简单而有效的实现AGC功能。 在下图1中，可变分压器由一个固定电阻R 1 和一个可变电阻构成，控制信号的交流振幅。可变电阻由采用基极—集电极短路方式的双极晶体管微分电阻实 现，为改变Q 1的电阻，可从一个有电压源V 2 和大阻值电阻R 2 组成的电流源直接 向短路晶体管注入电流。为防止R 2影响电路的交流电压传输特性，R 2 的阻值必须 远大于R 1 。