Multisim仿真—多路防盗器设计方案

方案比较

本次设计的多路防盗报警器，其核心电路为报警控制电路。通过对以往的防盗报警器控制电路的研究，防盗报警电路的主要涉及原理有一下几种方案：

1.采用运算放大器实现报警控制；

2.采用双稳态触发器实现报警控制；

3.运用逻辑门组成逻辑门控制电路；

4.采用三极管实现报警控制。

方案1是采用运算放大器实现报警控制，这种方法是采用运算放大器完成防盗信号的检测，然后通过运算放大器的输出端控制声光报警电路。由于运算放大器价格较高，所以这种方案的成本较高，但是控制电路结构简单。

方案2是利用双稳态触发器来实现报警控制，双稳态触发器是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，他可以存储一位2进制数据，当外部报警信号在高低电平间切换时，触发器电路的工作状态可以发生切换，同时可以通过状态输出来控制声光报警电路达到声光报警的目的，进而实现防盗报警。该方案的主要优点是成本低，电路结构简单，但是电路在抗干扰的能力上较差。

方案3主要是利用逻辑门芯片组成逻辑电路来对防盗报警信号进行检测和判断，通过逻辑运算的输出结果来实现对声光报警电路的控制。该方案可以实现快速、准确的报警控制功能，但是由于采用分立式逻辑芯片组成电路，势必会增大控制电路的体积。

方案4采用三级管作为检查控制的核心，通过防盗信号来控制三级管的基极电阻，进而控制三级管的导通与关断，以达到防盗报警的控制目的。该方案的主要优点是电路结构简单、成本低，适合多路防盗报警检测控制系统。

方案确定：

通过上面对几种方案的对比分析，本次设计选择方案4作为系统控制电路的设计方案。
 

单元电路设计

供电电路设计：

供电电路是一个电子设备的基础，只有供电电路正常工作才能够保证电子设备的正常工作。本次设计的多路防盗报警器的供电电路通过隔离式降压变压器将交流市电的220V电压转换成低压交流电压，然后通过整流电路将交流电路转换成脉动的直流电压，然后通过滤波电路将脉动的直流电压转换成平稳的直流电压，由于整流后的直流电压仍然很高，所以为了能够将其提供给防盗报警器使用，还需要将直流电压进一步变换，将其转换为5V直流电压。

供电电路设计的首先是变压器的选择，由于市电的电压较高，而现阶段大部分芯片都是低压芯片，并不能够在高压环境中使用，所以需要通过降压变压器将交流市电转换为电压较低的交流电压。变压器的变比是一个十分重要的参数，它决定着变压器输出端的电压输入，本次设计中变压器的变比选择为10:1，这个变比可以保证，当输入端的电压为220V时，变压器的输出端电压为22V左右。

目前电子设计中的芯片大部分都采用直流供电，而变压器输出测的电压为交流，所以需要通过整流桥将其转换成直流。因为整流桥可以将交流电压转换成直流电压，但是通过仿真和实践可以知道，转换后整流桥输出的直流电压存在较大的脉动，并不是平直的电压信号，为了使其输出的电压信号更加平稳恒定，需要在整流桥的输出端设置滤波电路。

经过滤波电路处理后的直流电压已经达到了可以使用的水平，但是本次设计中所使用的电子元件的供电电压最大5V，所以为了保证能够提供给电路使用，本次设计中选择集成稳压芯片LM7805，组成集成稳压电路来实现5V直流电压的输出。

控制电路设计 本次设计的控制电路如下图所示，



控制电路的核心是一个三级管，当防线（开关S2A闭合）正常工作时，此时三极管的基极电压为0，三极管并不会导通，所以此时输出端并不会有电压输出，即此时声光报警电路不会工作；一但发生了盗窃活动防线被破坏（开关S2A断开），此时三极管基极电压不为0，此时三极管导通，在输出端就会有电压输出，此时声光报警电路就会发出报警提示。

Multisim仿真

本次设计的多路防盗报警电路仿真共分为两个部分，第一部分为系统供电及报警控制仿真，第二部分为声音报警电路仿真。第一部分仿真如下图：

图中共有两个报警器，可以检测两个地点，运行仿真后，通过开关S1A的开关可以模拟系统主电与备用电的切换，当开关S1A闭合时系统电源供电，当开关S1A断开时，系统备用电池供电。 开关S2A和S3A可以用来模拟两个防线，当开关断开时，防线断开，此时代表有盗窃发送，可以看到LED灯亮起。

第二部分仿真图如下：

此部分利用555定时芯片，产生一个时钟信号，然后经过触发器将这个时钟信号转换成占空比为50%的时钟信号，用这个信号去驱动蜂鸣器发出报警提示音。运行仿真后，双击示波器就可以看到电路产生的信号波形。

审核编辑：刘清