声光报警器电路设计方案（四） - 声光报警器电路设计方案汇总（五款模拟电路设计原理图详解）

声光报警器电路设计方案（四）

工作原理：

三极管BG1﹑BG2等组成低频振荡器，其输出端通过电容C3和电阻R6加至BG3管的基极。BG3﹑BG4管等组成一音频振荡器，其振荡频率由R5﹑C4的数值决定，并受低频振荡器输出电压的控制。当BG2管由导通变为截止时，BG2集电极也由低电平迅速变为高电平，这一正跳变脉冲加至BG3管基极﹑发射极之间，使BG3管正偏压增大，音频振荡频率增高；反之，当BG2管由截止变导通时，使BG3管正偏压减小，音频振荡频率变低。于是，这一频率高低变化的音频信号经扬声器后，即可发出连续不断的警车报警声响。

声光报警器电路设计方案（五）

基于单片机的声光报警系统的设计方案

1、声光报警系统基本原理

超声波是指频率高于20000Hz的机械波。为了实现超声波回波测距，必须通过超声波传感器产生和接收超声波。超声波传感器是利用压电效应和逆压电效应原理实现电能和超声波能之间的相互转化，即超声波发射器是通过逆压电效应将电能转换为超声波能，产生超声波；而超声波接收器是通过压电效应将超声波能转换为电能，接收超声波。若超声波发射器发出的超声波是以速度v（单位：m/s）在介质中传播，在有效防范区域内遇到被测物体超声波受到反射，被超声波接收器接收，传播经历的时间为t（单位：s），那么可以计算出入侵者与防范物体之间的距离s（单位：m），公式为：

系统结构框图如图1所示，单片机按照晶振电路给出的时钟时序下接收来自超声波传感器输出的入侵者距离电信号，并将该距离数值在LCD显示屏上实时显示，同时控制由发光二级管和蜂鸣器组成的声光报警系统，使其以一定的频率闪光并发出警报声。

图1   系统结构框图

2、系统硬件设计

2.1、硬件电路

硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射与接收电路、声光报警电路四部分。单片机采用STC89C52.采用12MHz高准确度的晶振，减小测量误差。超声波传感器采用压电式超声波换能器，设置单片机端口P2.7输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，端口P3.2监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用KXM12864M显示屏。声光报警电路由发光二极管和蜂鸣器组成。

2.2、各主要模块的硬件

2.2.1、STC89C52主控电路

图2  STC89C52主控电路

2.2.2、超声波发射接收电路

压电式超声波换能器是通过压电晶体的谐振来实现超声波能和电能之间的转换，从而实现超声波的发射与接收的。将超声波发射器安装于J1端，由单片机P27端口以40kHz的频率输出方波电信号，那么压电晶体就会发生逆压电效应以相同的频率进行振动，实现电能向超声波能的转化，产生超声波，如图3所示。

图3  超声波发射电路

将超声波接收安装于J2端，当压电晶体两端没有施加电信号，接收到超声波信号时，压电晶体就会发生压电效应并以同频率进行振动，实现超声波能向电能的转化，产生电信号，该电信号经LM358放大后送入LM567进行锁相环检波，那么单片机就可以检测到一个接地方波。如下图4所示。

图4  超声波接收电路