聲光報警器電路設(shè)計方案（四）

工作原理：

三極管BG1﹑BG2等組成低頻振蕩器，其輸出端通過電容C3和電阻R6加至BG3管的基極。BG3﹑BG4管等組成一音頻振蕩器，其振蕩頻率由R5﹑C4的數(shù)值決定，并受低頻振蕩器輸出電壓的控制。當BG2管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r，BG2集電極也由低電平迅速變?yōu)楦唠娖?，這一正跳變脈沖加至BG3管基極﹑發(fā)射極之間，使BG3管正偏壓增大，音頻振蕩頻率增高；反之，當BG2管由截止變導(dǎo)通時，使BG3管正偏壓減小，音頻振蕩頻率變低。于是，這一頻率高低變化的音頻信號經(jīng)揚聲器后，即可發(fā)出連續(xù)不斷的警車報警聲響。

聲光報警器電路設(shè)計方案（五）

基于單片機的聲光報警系統(tǒng)的設(shè)計方案

1、聲光報警系統(tǒng)基本原理

超聲波是指頻率高于20000Hz的機械波。為了實現(xiàn)超聲波回波測距，必須通過超聲波傳感器產(chǎn)生和接收超聲波。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)原理實現(xiàn)電能和超聲波能之間的相互轉(zhuǎn)化，即超聲波發(fā)射器是通過逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能，產(chǎn)生超聲波；而超聲波接收器是通過壓電效應(yīng)將超聲波能轉(zhuǎn)換為電能，接收超聲波。若超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波是以速度v（單位：m/s）在介質(zhì)中傳播，在有效防范區(qū)域內(nèi)遇到被測物體超聲波受到反射，被超聲波接收器接收，傳播經(jīng)歷的時間為t（單位：s），那么可以計算出入侵者與防范物體之間的距離s（單位：m），公式為：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，單片機按照晶振電路給出的時鐘時序下接收來自超聲波傳感器輸出的入侵者距離電信號，并將該距離數(shù)值在LCD顯示屏上實時顯示，同時控制由發(fā)光二級管和蜂鳴器組成的聲光報警系統(tǒng)，使其以一定的頻率閃光并發(fā)出警報聲。

圖1   系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2、系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1、硬件電路

硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射與接收電路、聲光報警電路四部分。單片機采用STC89C52.采用12MHz高準確度的晶振，減小測量誤差。超聲波傳感器采用壓電式超聲波換能器，設(shè)置單片機端口P2.7輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號，端口P3.2監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用KXM12864M顯示屏。聲光報警電路由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成。

2.2、各主要模塊的硬件

2.2.1、STC89C52主控電路

圖2  STC89C52主控電路

2.2.2、超聲波發(fā)射接收電路

壓電式超聲波換能器是通過壓電晶體的諧振來實現(xiàn)超聲波能和電能之間的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)超聲波的發(fā)射與接收的。將超聲波發(fā)射器安裝于J1端，由單片機P27端口以40kHz的頻率輸出方波電信號，那么壓電晶體就會發(fā)生逆壓電效應(yīng)以相同的頻率進行振動，實現(xiàn)電能向超聲波能的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生超聲波，如圖3所示。

圖3  超聲波發(fā)射電路

將超聲波接收安裝于J2端，當壓電晶體兩端沒有施加電信號，接收到超聲波信號時，壓電晶體就會發(fā)生壓電效應(yīng)并以同頻率進行振動，實現(xiàn)超聲波能向電能的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生電信號，該電信號經(jīng)LM358放大后送入LM567進行鎖相環(huán)檢波，那么單片機就可以檢測到一個接地方波。如下圖4所示。

圖4  超聲波接收電路