1、<p><b>　　畢業(yè)綜合實踐文檔</b></p><p>　　課題名稱： 觸摸式密碼電子鎖的設計與制作 </p><p>　　作 者： 學 號： </p><p>　　系 別：

2、 電氣系 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　指導老師： 專業(yè)技術職務 講師 </p><p>　　2012年 3月

3、 浙江溫州</p><p>　　畢業(yè)綜合實踐開題報告</p><p>　　姓 名： 學 號： 09034336 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程技術 </p><p>　　課題名稱： 觸摸式密碼電子鎖的設計與制作 </p><p>

4、;　　指導教師： </p><p>　　2011 年 12 月 19 日</p><p><b>　　目 次</b></p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　2方案論證與比較3</p><p&

5、gt;<b>　　3 系統(tǒng)設計5</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)總框圖5</p><p>　　3.2 設計思路5</p><p>　　3.3設計電路組成部分5</p><p>　　3.4單元電路設計5</p><p>　　3.4.1鍵盤輸入5</p><p&

6、gt;　　3.4.2密碼檢測6</p><p>　　3.4.3執(zhí)行電路6</p><p>　　3.4.4 報警電路6</p><p>　　3.4.5開始報警和停止報警7</p><p>　　3.4.6電源電路7</p><p><b>　　4電路原理圖9</b></p>

7、<p>　　4.1電路主功能介紹9</p><p><b>　　4.2總電路圖9</b></p><p>　　5.3 此設計的不足10</p><p>　　5主元器件的介紹11</p><p>　　5.1 D觸發(fā)器的介紹11</p><p>　　5.2雙D觸發(fā)電路12<

8、;/p><p>　　5.3 CD4013引腳簡介12</p><p>　　5.4 CD4011集成塊12</p><p>　　5.5 9013三極管14</p><p>　　5.6 7812引腳圖及參數(shù)15</p><p>　　5.7中間繼電器的介紹16</p><p><b>

9、　　5.8蜂鳴器17</b></p><p>　　5.9整流二極管17</p><p>　　6 實物制作過程18</p><p>　　6.1 設計前期準備18</p><p>　　6.2 PCB板圖布局18</p><p><b>　　6.3 布線19</b></p&

10、gt;<p>　　6.4 設計評審20</p><p>　　6.5 完成實物制作20</p><p><b>　　結論21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p>&l

11、t;p><b>　　附錄24</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　在安全技術防范領域，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，逐漸被淘汰。電子密碼鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，得到了廣泛應用，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全

12、性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都獲得了大大的提高。</p><p>　　隨著科學技術的進步，電子器件和電子系統(tǒng)設計方法日新月異，電子設計自動化技術正是適應了現(xiàn)在電子產(chǎn)品設計的要求，吸收了多學科最新成果而形成一門新技術。</p><p>　　在日常生活中，住宅和部門的安全防范，文件檔案，報表以及一些個人資料的保存辦法通常是加鎖保險，用的鎖都是機械式的，還要多備一把鑰匙。為了防

13、止就一把鑰匙掉了以后，鎖無法打開的情況，而我們這次的畢業(yè)設計觸摸式密碼電子鎖可以來替代原來的機械鎖使用戶的隱私變的更加安全。觸摸式密碼鎖的優(yōu)點有許多，如安全性高，成本低，功耗低，操作簡單等。以后必然能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鎖，廣泛應用于工農(nóng)業(yè)中。</p><p>　　電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產(chǎn)品。</p><p>　　我們設計

14、的密碼電子鎖是一類針對要害系統(tǒng)的安全保險器件，其設計概念與常見的機械鎖有著很大的不同，從系統(tǒng)設計觀點看，密碼電子鎖是一個實體域定義的概念，比較機械鎖，具有設計實現(xiàn)簡便，密碼裝訂靈活，制造成本低廉等優(yōu)點。</p><p>　　每一位解鎖意圖碼在密碼鎖內(nèi)部引發(fā)的試圖解鎖動作，可稱為安全密碼鎖的解鎖事件，密碼電子鎖所有開啟意圖碼驅(qū)動，進行開啟圖碼預設定的安全密碼完全匹配時，方可逐步開啟密碼鎖</p>&l

15、t;p>　　電子密碼鎖具有安全性能高、成本低、功耗低、作簡單等優(yōu)點使其作為防盜衛(wèi)士的角色越來越重要。人們的生活水平日益提高，財富也越來越多，因此更加重視自己的財產(chǎn)安全，傳統(tǒng)的機械鎖已經(jīng)不能足以保證財產(chǎn)的安全了，而隨著集成芯片的快速發(fā)展，密碼電子鎖更受人們的青睞，密碼電子鎖其保密性高，使用方便靈活，隨機開啟的幾率幾乎為零，本文的密碼電子鎖利用數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)對門的電子控制，并且有一定的附加電路保證其電路能夠完全正常的運行，有極高的

16、安全系數(shù)，密碼電子鎖，一般原理是利用預先設置好的編碼，用其正確的編碼對電路實行控制，促使觸發(fā)器觸發(fā)，而且該電路采用外接電源，簡單易用，且采用低電壓輸出，保證其安全，經(jīng)實驗證明，密碼電子鎖具有設計方法合理，簡單易行，成本低，安全實用等特點，符合住宅，辦公室的安全用鎖要求，具有極高的推廣價值。</p><p><b>　　2方案論證與比較</b></p><p>　　方案

17、一：采用AT89C51為核心的單片機控制方案。本系統(tǒng)共有兩部分構成，即硬件部分和軟件部分。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤輸入部分、晶振部分、顯示部分、報警部分、開鎖部分組成，軟件部分分對應的由主程序、初始化程序、LED顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動程序、關閉程序、建功能程序、密碼設置程序等組成。</p><p>　　其設計方案原理框圖如下圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 單片機

18、控制方案</p><p>　　方案二：采用觸摸式密碼電子鎖電路的好處就是設計簡單。用D觸發(fā)器構成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設了9個用戶輸入鍵，其中只有四個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入。如果如果用戶輸入時間過長（時間可自由設置）電路將報警（時間可自由設置），若連續(xù)報警三次，電路將鎖定五分鐘。</p><p&

19、gt;　　密碼鎖電路包含：觸摸鍵盤輸入、密碼修改、密碼復位、密碼檢測、開鎖電路、執(zhí)行電路、報警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。其設計方案如圖2.2所示</p><p>　　圖2.2 觸摸式密碼電子鎖電路方案</p><p>　　此方案中電路實現(xiàn)了模塊化，而且操作簡單，只需要把每個單元模塊設計出來，然后連接起來就可以了，而且不需要進行軟件編程，也不用軟件仿真，如果某個模塊出現(xiàn)了問題，也方便易查。

20、</p><p>　　考慮到單片機方案原理復雜，而且調(diào)試較為繁瑣，所以本文采用后一種方案。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)總框圖</b></p><p>　　圖3.1系統(tǒng)總框架圖</p><p><b>　　

21、3.2 設計思路</b></p><p>　　共設了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過10秒（一般情況下，用戶不會超過10秒）電路將報警30秒，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤3分鐘，防止他人的非法操作。</p><p>　　3.3設計電路組成部分&

22、lt;/p><p>　　密碼鎖電路包含：鍵盤輸入，密碼檢測，開鎖電路，執(zhí)行電路，報警電路，鍵盤輸入次數(shù)鎖定。</p><p><b>　　3.4單元電路設計</b></p><p><b>　　3.4.1鍵盤輸入</b></p><p>　　開關K1~K9是用戶的輸入密碼的鍵盤，用戶可以通過開關輸入密碼

23、，當需要清零時，Q4等于1，Q4的非等于0，通過G3反相后出1，再經(jīng)R5，C1延時1S經(jīng)G2改善波形后輸入到G1進行對各觸發(fā)電路自動清零，這時Q4等于0，使繼電器KA失電，門鎖彈出，門鎖住。</p><p><b>　　3.4.2密碼檢測</b></p><p>　　由4個D觸發(fā)器組成密碼檢測電路。由于IC1處于計數(shù)狀態(tài)，當用戶按下第一個正確的密碼后，CLK端出現(xiàn)了一

24、個正的上升沿，IC1計數(shù)，Q端輸出為高電平，用戶依次按下有效的密碼，IC2~IC3也依次輸出高電平，使其輸出開鎖的高電平信號送往IC13的Q4腳，執(zhí)行電路動作，實現(xiàn)開鎖。</p><p>　　圖3.2 密碼檢測電路圖</p><p><b>　　3.4.3執(zhí)行電路</b></p><p>　　執(zhí)行電路是由一個中間繼電器以及由9013和1N400

25、1組成。若13腳輸出為1，經(jīng)過限流電阻，流到9013基極，使得KA得電，常開觸頭閉合，電磁線圈得電，實現(xiàn)開門，并聯(lián)的VD2為失電保護，防止回路電流損壞9013。</p><p><b>　　圖3.3執(zhí)行電路圖</b></p><p>　　3.4.4 報警電路</p><p>　　有人走近門時，按動按鈕，按鈕靈敏度非常高，保證電路可靠的觸發(fā)，當人

26、手指按到0位時，信號經(jīng)過與非門的1腳，輸出為0，在經(jīng)過一個與門，輸出為1，經(jīng)過限流電阻，到達T2管，使得揚聲器鳴叫，達到報警的功能。</p><p>　　圖3.4 報警電路圖</p><p>　　3.4.5開始報警和停止報警</p><p>　　當用戶輸入的密碼不正確，手指按到0位時，信號經(jīng)過與門的1腳，輸出為0，在經(jīng)過一個與非門，輸出為1，經(jīng)過限流電阻，到達T2管

27、，使得揚聲器鳴叫，達到報警的功能。當經(jīng)過一定的報警時間后，由于G5的與非門3腳輸出為零，輸入到G4，經(jīng)過G4與非門，輸出為1，對電容C4進行充電，當C4充滿電后，輸入到G5的3腳，使之成為高電平，在經(jīng)過G4與非門，輸出為0，揚聲器停止鳴叫，此時充放電結束，電路恢復正常。</p><p><b>　　3.4.6電源電路</b></p><p>　　圖3.5 電源電路圖&

28、lt;/p><p>　　電路原理：上圖為密碼鎖電路的外接電源原理圖，主要由MC78L12三端穩(wěn)壓器、變壓器、整流二極管及電容組成。電源電路接220V交流電后，經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換成12V交流電，接著送整流二極管轉(zhuǎn)換成12V直流電、再由電容濾波和MC78L12三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后提供12V直流電。</p><p><b>　　4電路原理圖</b></p><p>

29、;　　4.1電路主功能介紹</p><p>　　（1）按按鈕輸入密碼，初始密碼為3879，輸完后直接開鎖，若輸入密碼長度小于4位或大于4位，則不能開鎖。</p><p>　?。?）只有輸入正確的密碼，電路才能正常運行，通過門電路實現(xiàn)對門鎖的控制。</p><p>　?。?）當輸入密碼錯誤時，會發(fā)出提示音，并且報警，蜂鳴器長鳴。</p><p>

30、;　?。?）本設計均采用集成電路，線路簡單，調(diào)試方便，利于維護，成本較低，性能穩(wěn)定。</p><p><b>　　4.2總電路圖</b></p><p>　　總電路圖見附錄E所示，其工作原理如下:</p><p>　　工作時接通電源VDD,由Co、Ro組成微分電路即開機清零電路使所有D觸發(fā)器清零</p><p>　　這是

31、由于Co兩端電壓不能突變，而Ro上產(chǎn)生高電平，使Ro恢復為零，D觸發(fā)器可工</p><p>　　作。在左邊第一個觸發(fā)器的D1輸入端始終接高電平為1，若按序號3879依次逐個按</p><p>　　動觸發(fā)按鈕，為CP1—CP4逐個提供CP脈沖信號，可使Q1到Q4依次傳遞1狀態(tài)信息，</p><p>　　當Q4=1時，通過VT1導通驅(qū)動繼電器KA得電，使得如圖所示門鎖中

32、栓吸入，門鎖打</p><p>　　開。VD2用于保護VT1不受KA失電時線圈產(chǎn)生自感電勢高壓而損壞。當任何一個輸入</p><p>　　端為正脈沖信號時，則輸出也為正脈沖信號，均可將D觸發(fā)器清零復位，分析如下：</p><p>　　1.自動清零復位：當Q4=1時，則Q4=0時，通過G3反相后出1，再經(jīng)R5、C1延1S經(jīng)G2改善波形后輸入到G1進行對各觸發(fā)器自動清零

33、，這時Q4=0，使繼電器KA失電，門栓彈出，門鎖住。 </p><p>　　2.誤操作清零：對非編碼按鈕其上端并聯(lián)在一起，若誤操作觸摸其中任一按鈕會使A點出1，經(jīng)C2、R7微分電路產(chǎn)生正脈輸入到門對觸發(fā)器，門鎖不能打開。 </p><p>　　3.手動清零并發(fā)出聲響：按住“0”號按鈕不放。使B點出1，通過C3、R8微分電路產(chǎn)生正脈沖實現(xiàn)清零。通過VT2放大電路驅(qū)動揚聲器

34、發(fā)出聲響。當手指松開“0”號按鈕時，聲響停止。</p><p>　　5.3 此設計的不足</p><p>　　本密碼鎖其實存在一些問題，密碼原理過于簡單，容易被破解，10位的密碼換成了4位的，破解工作大大降低，也就是保險力度不夠，要對密碼電路更行改進，而且要對鎖具進行機械加密，這樣，安全性就大大的提高了。</p><p>　　注：市面上的觸摸開關由于價格昂貴，不能大

35、批量采購，故采用按鈕開關代替觸摸開關，實現(xiàn)對電路的控制。</p><p><b>　　5主元器件的介紹</b></p><p>　　5.1 D觸發(fā)器的介紹</p><p>　　圖5.1 D觸發(fā)器邏輯符號</p><p>　　5.1.1 D觸發(fā)器的邏輯符號</p><p>　　上圖為D觸發(fā)器的邏輯

36、符號。輸入端由時鐘信號端CP、數(shù)據(jù)信號端D、反向復位端Rd和反相置位端Sd組成，Rd、Sd控制信號分別從方框小圓圈處輸入，表示低電平控制信號有效。D觸發(fā)器輸出端由兩個互為反相的Q端和Q非端組成。</p><p>　　5.1.2 D觸發(fā)器工作波形圖</p><p>　　下圖為D觸發(fā)器工作波形圖。在時鐘端CP第1個時鐘脈沖信號上跳沿到來之時，觸發(fā)器會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)由D端信號電平高低來決

37、定，此時D端為低電平，觸發(fā)器還翻轉(zhuǎn)在Q端為低電平、Q為高電平狀態(tài)。在t2時刻，雖然D端所施加的數(shù)據(jù)信號由低電平躍升到高電平，但并不能使觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，直到t3時刻，也就是CP端第2個時鐘脈沖信號上跳沿到來之時，觸發(fā)器才會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由于上跳沿時刻之前D端為高電平，Q端翻轉(zhuǎn)到高電平。在t3~t4時刻之間，盡管數(shù)據(jù)端D的信號已由高電平下跌到低電平，在t5時刻CP脈沖信號由高電平跌至低電平，但是D觸發(fā)器始終處于保持狀態(tài)，直到t6時刻第3個脈沖信

38、號上跳沿到來之時，觸發(fā)器才會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，由于D端為低電平，D觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到低電平狀態(tài)。</p><p>　　圖5.2 工作波形圖</p><p><b>　　5.2雙D觸發(fā)電路</b></p><p>　　它是由具有Set和復位的2個D型觸發(fā)器構成的。對D輸入施加的信息以時鐘脈沖的低電平讀入以高電平傳輸?shù)捷敵鯭。</p><p&

39、gt;　　引腳 主要功能 引腳 主要功能</p><p>　　1 數(shù)據(jù)出1 8 置位入2</p><p>　　2 數(shù)據(jù)出1 9 數(shù)據(jù)入2</p><p>　　3 時鐘入1 10 清除入</p><p>　　4 清除入 11

40、 時鐘入2</p><p>　　5 數(shù)據(jù)入1 12 數(shù)據(jù)出2</p><p>　　6 置位入1 13 數(shù)據(jù)出2</p><p>　　7 電源地 14 電源</p><p>　　5.3 CD4013引腳簡介</p><p>　　一個D有6個端

41、子：2個輸出，4個控制。4個控制分別是R、S、CP、D。R和S不能同時為高電平。當R為1、S為0時，輸出Q一定為0，因此R可稱為復位端。當S為1、R為0時，輸出Q一定為1。當R、S均為0時，Q在CP端有脈沖上升沿到來時動作，具體是Q=D，即若D為1則Q也為1，若D為0則Q也為0。</p><p>　　電路中雙D觸器,有兩個,每個可用作單線關控制,按一下開,再按一下關,重復.也可按制4路</p>&l

42、t;p>　　5.4 CD4011集成塊</p><p>　　CD4011集成塊管腳功能：1A 數(shù)據(jù)輸入端2A 數(shù)據(jù)輸入端3A 數(shù)據(jù)輸入端4A 數(shù)據(jù)輸入端1B 數(shù)據(jù)輸入端2B 數(shù)據(jù)輸入端3B 數(shù)據(jù)輸入端4B 數(shù)據(jù)輸入端</p><p>　　CD4011功能及真值表:</p><p>　　四2輸入與非門CMOS芯片</p><p>　　邏輯

43、表達式：Y = A.B</p><p><b>　　真值表</b></p><p>　　圖5.3 4011真值表</p><p>　　(1)當X=0、Y=0時，將使兩個NAND門之輸出均為1，違反觸發(fā)器之功用，故禁止使用。如真值表第一列。</p><p>　　(2)當X=0、Y=1時，由于X=1導致NAND-A的輸出為”

44、1”，使得NAND-B的兩個輸入均為”1”，因此NAND-B的輸出為”0”，如真值表第二列。</p><p>　　(3)當X=1、Y=0時，由于Y=0導致NAND-B的輸出為”1”，使得NAND-1的兩個輸入均為””1，因此NAND-A的輸出為”0”，如真值表第三列。</p><p>　　(4)當X=1、Y=1時，因為一個””1不影響NAND門的輸出，所以兩個NAND門的輸出均不改變狀態(tài)，

45、如真值表第四列。</p><p>　　CD4011電氣特性: </p><p>　　VDD電壓范圍：－0.5V to 18Ｖ </p><p>　　功耗：雙列普通封裝 700mW</p><p>　　小型封裝 500mW </p><p>　　工作溫度范圍：CD4011BM -55℃ - +125℃ CD401

46、1BC -40℃ - +85℃</p><p>　　圖5.4 4011芯片功能圖</p><p>　　圖5.5 4011引腳圖</p><p>　　5.5 9013三極管</p><p>　　9013是一種外延型晶體管（三極管）</p><p>　　9013是一種最常用的普通三極管。它是一種低電壓,大電流,小信號的NP

47、N型硅三極管。</p><p><b>　　特性：</b></p><p>　　? 集電極電流Ic：Max 500mA ，集電極-基極電壓Vcbo：40V，工作溫度：-55度~+150度，功率(W):0.625 ，HEF :64 ～ 202和9012（PNP）相對。它的主要用途：</p><p>　　開關應用，射頻放大和低噪聲放大管。<

48、/p><p>　　5.6 7812引腳圖及參數(shù)</p><p>　　圖5.6 7812引腳圖</p><p>　　圖5.7 7812穩(wěn)壓電路圖</p><p>　　W7812為三端固定正12V輸入的集成穩(wěn)壓器,7812引腳圖如5.6圖所示.</p><p>　　7812主要參數(shù)有：輸出直流電壓 U0＝＋12V，輸出電流 L

49、:0.1A，M:0.5A，電壓調(diào)整率 10mV/V，輸出電阻 R0＝0.15Ω，輸入電壓UI的范圍15～17V 。因為一般UI要比 U0大3～5V ，才能保證集成穩(wěn)壓器工作在線性區(qū)。</p><p>　　圖5.7是三端式穩(wěn)壓器W7812構成的單電源電壓輸出串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的實驗電路圖。</p><p>　　其中整流部分采用了由四個二極管組成的橋式整流器成品(也叫整流堆,型號為2W06),當然

50、也可以自已用四個速流二極管(如,IN4001)組成。濾波電容C1、C2一般選取幾百～幾千微法。當穩(wěn)壓器距離整流濾波電路比較遠時，在輸入端必須接入電容器C3（數(shù)值為0.33μF ），以抵消線路的電感效應，防止產(chǎn)生自激振蕩。輸出端電容C4(0.1μF)用以濾除輸出端的高頻信號，改善電路的暫態(tài)響應。</p><p>　　5.7中間繼電器的介紹</p><p>　　用于繼電保護與自動控制系統(tǒng)中，以

51、增加觸點的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。中間繼電器的結構和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。新國標對中間繼電器的定義是K，老國標是KA。一般是直流電源供電。少數(shù)使用交流供電。</p><p><b>

52、;　　作用如下：</b></p><p>　　（1）隔離?？刂葡到y(tǒng)的輸出信號與負載端電氣隔離；</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)換。比如控制系統(tǒng)輸出信號為DC24V，但負載使用AC220V供電，對于輸入，可逆；</p><p>　?。?）“放大”?？刂破鬏敵龅男盘柕膸ж撦d的能力往往有限，在mA或者數(shù)A的級別，如果有需要更大電流的負載，只能通過中間繼電器來轉(zhuǎn)換

53、。</p><p>　?。?）便于維護。即使是滿足負載電流要求的輸出端，但因為集成在控制器內(nèi)部，如果損壞，更換維修比較麻煩，但如果通過中間繼電器，輸出端的負載只是繼電器的線圈，減輕了控制器輸出級的負載，從而降低損壞的幾率。而當中間繼電器觸點因為頻繁的使用損壞時，很容易通過簡單的插拔完成更換。</p><p><b>　　技術參數(shù)</b></p><

54、p>　?。?）動作電壓：不大于70%額定值。（2）返回電壓：不小于5%額定值。</p><p>　?。?）動作時間：不大于0.02S（額定值下）。（4）返回時間：不大于0.02S（額定值下）。（5）電氣壽命：繼電器在正常負荷下，電壽命不低于1萬次。（6）功率消耗：直流回路不大于4W，交流回路不大于5VA。（7）觸點容量：在電壓不超過250V、電流不超過1A的直流有感負荷（時間常數(shù)τ=5±0.75m

55、s）中，斷開容量為50W；在電壓不超過250V、電流不超過3A的交流回路中為250VA（功率因數(shù)CosΦ=0.4±0.1） , 允許長期接通5A電流。（8）絕緣電阻：下列部位用開路電壓500V兆歐表測量其絕緣電阻應≥300MW（常溫下）。①導電端子與外露非帶電金屬或外殼之間；②動、靜觸點之間；③常開觸點與常閉觸點之間；④觸點與電壓回路之間。</p><p>　?。?）介質(zhì)強度：對下部位應能承受規(guī)定的交流

56、電壓試驗1分鐘而無絕緣擊穿或閃絡現(xiàn)象。①所有導電端子與外露非帶電金屬或外殼之間2000V/50Hz；②動、靜觸點之間1000V/50Hz；③常開觸點與常閉觸點之間1000V/50Hz。</p><p><b>　　5.8蜂鳴器</b></p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子

57、設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。</p><p><b>　　5.9整流二極管</b></p><p>　　1N4007主要特性特征：</p><p>　?。?）低的反向漏電流（2）較強的正向浪涌承受

58、能力（3）高溫焊接保證（4）250℃/10秒, 0.375" (9.5mm)引線長度。（5）250℃/10seconds, 0.375" (9.5mm)（6）引線可承受5磅(2.3kg)拉力。機械數(shù)據(jù)：（1）端子:鍍錫軸向引線（2）極性:色環(huán)端為負極特性（1）較強的正向浪涌承受能力：30A（2）最大正向平均整流電流：1A（3）最高反向耐壓：1000V（4）低的反向漏電流：5uA

59、（最大值）（5）正向壓降：1.0V（6）最大反向峰值電流：30uA（7）典型熱阻：65℃/W（8）典型結電容：15pF（9）工作溫度：－50℃～+150℃</p><p>　　圖5.8 普通塑封整流二極管</p><p><b>　　6 實物制作過程</b></p><p>　　6.1 設計前期準備</p><p>　　

60、在PCB板圖設計之前，硬件項目人員必須準備好以下的材料：</p><p>　　(1)要準備需要的元件庫。 </p><p>　　(2)根據(jù)準備好原理圖SCH的元件庫，完成原理圖的設計，明確電路的基本原理和各部分的布線要求，然后要經(jīng)過相關人員的技術評審，以確保整個原理圖方案的正確合理性和可行性。 </p><p>　　(3)PCB結構圖，應表明外形尺寸、安裝孔大小及定

61、位尺寸、接插件定位尺寸、禁止布線區(qū)域等相關機械尺寸。</p><p>　　6.2 PCB板圖布局</p><p>　　布局操作的基本原則如下：</p><p>　　(1)根據(jù)結構圖設置板框的尺寸，按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給予這些器件鎖定狀態(tài)，然后按工藝設計規(guī)范的要求進行尺寸標注，并根據(jù)布局區(qū)域和元件的特殊要求設置禁止布線區(qū)。</p>

62、;<p>　　(2)按照“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件等應優(yōu)先布局。</p><p>　　(3)按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優(yōu)化布局，相同結構的電路部分要盡可能采用“對稱式”標準布局。</p><p>　　(4)元件布局時，應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起，以便于將來的電源分割。</p><p>　　

63、(5)對于質(zhì)量大的元器件應考慮安裝位置和安裝強度，除溫度檢測元件以外的溫度敏感元件應遠離發(fā)熱元件放置，必要時還應考慮熱對流措施?！　?lt;/p><p>　　(6)同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置，同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，便于生產(chǎn)和檢驗。</p><p>　　(7)每個集成電路IC最好加一個去耦電容，IC去耦電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，并

64、使之與電源和地形成的回路最短。</p><p>　　(8)布局完成后應檢查器件封裝的正確性，并且確認單板、背板和接插件的信號對應關系，經(jīng)確認無誤后方可開始布線。</p><p><b>　　6.3 布線</b></p><p>　　布線時主要按以下原則進行：</p><p>　　(1)一般情況下，首先應對電源線和地線進行

65、布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬。還有就是遵守“20H規(guī)則”，由于電源層和地層的電場是變化的，在板的邊緣會向外輻射電磁干擾，稱為邊緣效益。這樣我們通過將電源層內(nèi)縮，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導，以一個H(電源和地之間的介質(zhì)厚度)為單位，若內(nèi)縮20H則可以把70%的電場限制在接地層邊沿內(nèi)。</p><p>　　(2) PCB設計中應避免產(chǎn)生銳角和直角，

66、盡可能采用45°的折線布線，不可使用90°折線，以減小高頻信號的輻射，要求高的線還要用雙弧線。</p><p>　　(3)器件去耦規(guī)則：在PCB板上增加必要的去耦電容，濾波電源上的干擾信號，使電源穩(wěn)定。在多層板中，對去耦電容的位置一般要求不太高。但對雙層板，去耦電容的布局及電源布線方式等直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般應該使電流先經(jīng)過濾波電容再供器件使用，同時還要充分考慮到期間產(chǎn)生的電源噪聲對

67、下游的器件的影響，一般來誰，采用總線結構設計的電源模式;</p><p>　　(4)為防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾，一般盡量縮短高頻部分的布線長度，同時對模擬與數(shù)字電路應分別布置在PCB板的兩面，分別使用不同的層布線，中間用地層隔離的方式。</p><p>　　(5)振蕩器外殼接地，時鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。時鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積，而不應該走

68、其它信號線，以使周圍電場趨近于零。</p><p>　　(6)預先對要求比較嚴格的線(如高頻線)進行布線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，以避免平行走線容易產(chǎn)生寄生耦合和層間的竄擾。</p><p>　　(7)設計布線時應讓布線長度盡量短，以減少由于走線過長帶來的干擾為問題，特別是一些重要信號線，如時鐘線，務必將其振蕩器放

69、在離器件很近的地方。一般不要出現(xiàn)一端浮空的布線，以避免出現(xiàn)“天線效應”，減少不必要的干擾輻射和接受，否則帶來不可預知的結果;</p><p>　　(8)任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應盡量小，這樣對外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。信號線的過孔要盡量少，關鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護地來盡量減小信號的回路面積。</p><p><b>　　6.4 設計評審&l

70、t;/b></p><p>　　PCB板圖設計完成后，根據(jù)相應的質(zhì)量評審要求，對設計進行設計評審。評審的內(nèi)容大體分為下面幾個方面：</p><p>　　(1)檢查定位孔、定位件等機械尺寸是否與結構圖一致。</p><p>　　(2)檢查高頻、高速、時鐘等易受干擾的信號線，是否回路面積最小、是否遠離干擾源，是否有多余的過孔和繞線、是否跨地層分割區(qū)。</p&

71、gt;<p>　　(3)檢查晶體、變壓器、光耦、電源模塊下面是否有信號線穿過，應盡量避免在其下面穿線，特別是晶體下面應盡量鋪設接地的銅皮。</p><p>　　(4)檢查器件的序號是否有序排列，絲印標示等是否覆蓋焊盤、過孔等。</p><p>　　(5)檢查布線完成情況是否百分之百，是否有線頭，是否有孤立的銅皮。</p><p>　　6.5 完成實物制

72、作</p><p>　　完成PCB版圖后，實物的制作開始了，我們先借用了學校的實驗室，然后將之前購買的PCB板從儲備箱中提出來，通過專門儀器將我們設計畫好的PCB線路影印到PCB板上，然后在老師的指導下我們將板子放到化學水中進行顯影，因為藥水濃度問題，我們失敗了一次，但是這些都不能阻擋我們要成功的心，于是進行第二次的制作，最后終于成功后的顯影了。我們將已經(jīng)顯影好的板子對照著圖紙將它打孔，最后的一切就順其自然了，元

73、器件的安裝，焊接，調(diào)試，成品出現(xiàn)，終于在大大小小的坎坷中完成了。圖見附錄B、C、D圖。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　2011年的12月中旬，我開始了大學最后一個階段，就是畢業(yè)論文，經(jīng)過長達2個月的寫作加操作，現(xiàn)在論文已經(jīng)成型了，對于論文的寫作，其實是一個非常漫長的工程，需要不斷的對論文進行修改，不斷的鉆研各方面的知識，最后匯總在一起，

74、經(jīng)過2個月的努力，畢業(yè)論文終于如期完成了，在論文漫長的寫作中和實踐操作中，有了許多的艱辛和收獲，終于在老師的耐心指導之下，然后再次查閱相關資料，繼續(xù)總結，為以后的論文撰寫和實踐操作打下夯實的基礎。。</p><p>　　對于這次的畢業(yè)設計，同學之間的相互學習和幫助，老師的耐心教導，共同商量相關的問題，這樣的交流，對于我們這些面臨畢業(yè)的人來說是非常有意義的，大學三年一起走過，到了最后階段，我們一起討論學習，探討相關

75、問題，進而在以后的生活和工作中更好的發(fā)揮自己的優(yōu)勢，立足于社會。</p><p>　　在此，我要感謝我們的指導老師，是你的耐心教導，使得我們能夠順利的完成這次畢業(yè)設計，對于老師的默默付出，我們都是可以感受的到的，每次對于論文的檢查，周記的檢查，老師都是非常仔細嚴格的，嚴格到每一個字，最后提出了許多中肯的意見，這是很難能可貴的。</p><p>　　通過這三周的學習，我感覺有很大的收獲：首先

76、，通過學習使自己對課本上的知識可以應用于實際，使的理論與實際相結合，加深自己對課本知識的更好理解，同時實習也段練了我個人的動手能力：能夠充分利用圖書館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識。能對PROTEL 99和WORD等軟件操作，能達到學以致用。對我們學生來說，理論與實際同樣重要，這是我們以后在工作中說明自己能力的一個重要標準。</p><p>　　在本次畢業(yè)設計中，我感受到了老師對學生的那種悔人不卷的精神，每

77、天的固定時間，老師都來給我們指導，使我們少走彎路，順利完成實習任務，請允許我向你們致意崇高的敬意，感謝你們，老師！</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在本文的撰寫工作中，我們的指導老師章老師，她的確付出了許多，她教學嚴謹，嚴于律己，學識淵博，為我們的撰寫工作創(chuàng)造了優(yōu)良的學習氛圍，在她的耐心指導之下，使得我們不僅接受了新的思想觀念，同時也樹立

78、了明確的學習目標，懂得了三維的思考方式，更好的是，掌握了更加通俗易懂的研究方法。</p><p>　　再次感謝我們的指導老師，她在我大學的最后學習階段——畢業(yè)設計階段給自己的指導，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導和無私的幫助。為了指導我們的畢業(yè)論文，她們放棄了自己的休息時間，她們的這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學在

79、這3年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?）陳桂蘭，廖任秀，余宏生.電子線路板設計與制作[M].北京：人民郵電出版社,2010.

80、 （2）周良權,傅恩錫,李世馨.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2009. （3）廖芳，莫釗，何其貴.電子產(chǎn)品制作工藝與實訓[M].北京：工業(yè)出版社，2010.（4）蔡元宇.電路及磁路[M].北京：高等教育出版社，2006.（5）趙同賀.新型開關電源典型電路[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010. </p><p>　?。?）霍建龍.實用電子技術[M].北京：理工大學出版社，2009.（7）皇

81、家善. 電力電子技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010. </p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄A 元器件清單圖</p><p><b>　　元器件清單圖</b></p><p><b>　　附錄B</b></p><p

82、>　　附錄B圖：組員對PCB板圖進行打孔</p><p><b>　　附錄C</b></p><p>　　附錄C圖：組員在進行焊接工作</p><p><b>　　附錄D</b></p><p>　　附錄D圖：PCB板圖完成</p><p><b>　　附錄E