Multisim仿真—多路防盜器設(shè)計方案

方案比較

本次設(shè)計的多路防盜報警器，其核心電路為報警控制電路。通過對以往的防盜報警器控制電路的研究，防盜報警電路的主要涉及原理有一下幾種方案：

1.采用運算放大器實現(xiàn)報警控制；

2.采用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實現(xiàn)報警控制；

3.運用邏輯門組成邏輯門控制電路；

4.采用三極管實現(xiàn)報警控制。

方案1是采用運算放大器實現(xiàn)報警控制，這種方法是采用運算放大器完成防盜信號的檢測，然后通過運算放大器的輸出端控制聲光報警電路。由于運算放大器價格較高，所以這種方案的成本較高，但是控制電路結(jié)構(gòu)簡單。

方案2是利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實現(xiàn)報警控制，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，他可以存儲一位2進制數(shù)據(jù)，當(dāng)外部報警信號在高低電平間切換時，觸發(fā)器電路的工作狀態(tài)可以發(fā)生切換，同時可以通過狀態(tài)輸出來控制聲光報警電路達到聲光報警的目的，進而實現(xiàn)防盜報警。該方案的主要優(yōu)點是成本低，電路結(jié)構(gòu)簡單，但是電路在抗干擾的能力上較差。

方案3主要是利用邏輯門芯片組成邏輯電路來對防盜報警信號進行檢測和判斷，通過邏輯運算的輸出結(jié)果來實現(xiàn)對聲光報警電路的控制。該方案可以實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的報警控制功能，但是由于采用分立式邏輯芯片組成電路，勢必會增大控制電路的體積。

方案4采用三級管作為檢查控制的核心，通過防盜信號來控制三級管的基極電阻，進而控制三級管的導(dǎo)通與關(guān)斷，以達到防盜報警的控制目的。該方案的主要優(yōu)點是電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適合多路防盜報警檢測控制系統(tǒng)。

方案確定：

通過上面對幾種方案的對比分析，本次設(shè)計選擇方案4作為系統(tǒng)控制電路的設(shè)計方案。

單元電路設(shè)計

供電電路設(shè)計：

供電電路是一個電子設(shè)備的基礎(chǔ)，只有供電電路正常工作才能夠保證電子設(shè)備的正常工作。本次設(shè)計的多路防盜報警器的供電電路通過隔離式降壓變壓器將交流市電的220V電壓轉(zhuǎn)換成低壓交流電壓，然后通過整流電路將交流電路轉(zhuǎn)換成脈動的直流電壓，然后通過濾波電路將脈動的直流電壓轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)的直流電壓，由于整流后的直流電壓仍然很高，所以為了能夠?qū)⑵涮峁┙o防盜報警器使用，還需要將直流電壓進一步變換，將其轉(zhuǎn)換為5V直流電壓。

供電電路設(shè)計的首先是變壓器的選擇，由于市電的電壓較高，而現(xiàn)階段大部分芯片都是低壓芯片，并不能夠在高壓環(huán)境中使用，所以需要通過降壓變壓器將交流市電轉(zhuǎn)換為電壓較低的交流電壓。變壓器的變比是一個十分重要的參數(shù)，它決定著變壓器輸出端的電壓輸入，本次設(shè)計中變壓器的變比選擇為10:1，這個變比可以保證，當(dāng)輸入端的電壓為220V時，變壓器的輸出端電壓為22V左右。

目前電子設(shè)計中的芯片大部分都采用直流供電，而變壓器輸出測的電壓為交流，所以需要通過整流橋將其轉(zhuǎn)換成直流。因為整流橋可以將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，但是通過仿真和實踐可以知道，轉(zhuǎn)換后整流橋輸出的直流電壓存在較大的脈動，并不是平直的電壓信號，為了使其輸出的電壓信號更加平穩(wěn)恒定，需要在整流橋的輸出端設(shè)置濾波電路。

經(jīng)過濾波電路處理后的直流電壓已經(jīng)達到了可以使用的水平，但是本次設(shè)計中所使用的電子元件的供電電壓最大5V，所以為了保證能夠提供給電路使用，本次設(shè)計中選擇集成穩(wěn)壓芯片LM7805，組成集成穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)5V直流電壓的輸出。

控制電路設(shè)計 本次設(shè)計的控制電路如下圖所示，



控制電路的核心是一個三級管，當(dāng)防線（開關(guān)S2A閉合）正常工作時，此時三極管的基極電壓為0，三極管并不會導(dǎo)通，所以此時輸出端并不會有電壓輸出，即此時聲光報警電路不會工作；一但發(fā)生了盜竊活動防線被破壞（開關(guān)S2A斷開），此時三極管基極電壓不為0，此時三極管導(dǎo)通，在輸出端就會有電壓輸出，此時聲光報警電路就會發(fā)出報警提示。

Multisim仿真

本次設(shè)計的多路防盜報警電路仿真共分為兩個部分，第一部分為系統(tǒng)供電及報警控制仿真，第二部分為聲音報警電路仿真。第一部分仿真如下圖：

圖中共有兩個報警器，可以檢測兩個地點，運行仿真后，通過開關(guān)S1A的開關(guān)可以模擬系統(tǒng)主電與備用電的切換，當(dāng)開關(guān)S1A閉合時系統(tǒng)電源供電，當(dāng)開關(guān)S1A斷開時，系統(tǒng)備用電池供電。 開關(guān)S2A和S3A可以用來模擬兩個防線，當(dāng)開關(guān)斷開時，防線斷開，此時代表有盜竊發(fā)送，可以看到LED燈亮起。

第二部分仿真圖如下：

此部分利用555定時芯片，產(chǎn)生一個時鐘信號，然后經(jīng)過觸發(fā)器將這個時鐘信號轉(zhuǎn)換成占空比為50%的時鐘信號，用這個信號去驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警提示音。運行仿真后，雙擊示波器就可以看到電路產(chǎn)生的信號波形。

審核編輯：劉清