基于74148构成的16路数显报警器的设计与仿真

吴勇灵，杨禹

(黔南民族师范学院物理与电子科学系，贵州都匀558000)

随着人民生活水平的提高，各种家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。而被盗现象有发生。因此，居民家庭对财产安全问题受到关注。而报警器才能使不法分子有所收敛。但市场上的报警器多是用于一些大公司、财政机构等。价格高昂，一般人们难以接受。再则就是用户需要布防的空间较多，单一的报警器不能够防范。为了满足人们需要文中设计将以开关类断线作为触发信号，因为数字显示能够准确地反映犯罪分子的作案地点，这样就能快速有效地保护用户的财产安全，再加上报警器具有体积小、隐蔽性和保密性好等特点，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。

1 系统框图

设计采用断线触发报警，当有信号触发时，可通过两个电路分别完成声音报警与数字显示，从而达到报警显示的效果。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

2 电路设计与模拟仿真

2.1 工作原理

开关触发点闭合时，所有触发点为高电平，使得编码器不工作，图2上方的与门组合为高电平，使得声音报警电路不工作，之后通过反向器作用使得7447(0)中的BI端为低电平，使得译码器不工作，处于消隐状态。开关触发点断开，触发点为低电平使得编码器对其进行编码，编码器输出BCD码通过门电路的整合，输出两片译码器各输入端所需的BCD码，此外图2上方的与门组合将为高电平，使得声音报警电路工作，并发出声响。通过反相器作用使7447(0)中的BI端为高电平，使译码器工作，并把BCD码译码成数码管能识别的高低电平。结合断线信号的断开与闭合，实现信号触发声音报警与报警数字显示。

2.2 单元电路设计

2.2.1 声音报警单元电路的设计

555定时器具有负载能力强和电源范围宽［1］等特点，因此采用555定时器构成声音报警单元电路，如图2所示。用2个555定时器接成的延迟报警器，当开关触发点断开后，经过一定的延迟时间后扬声器开始发出声音。如果在延迟时间内开关触发点重新闭合，扬声器不会发出声音。图中G1是CMOS反相器，输出的高低电平分别为VH=12 V，VL=0 V［2］。

2.2.2 编码单元电路设计

编码器是将信号或数据编制、转换为可用以通讯、传输和存储之形式的设备，而16线－4线优先编码器具有高位为1，低位为0的特征，从高位到低位进行优先编码，16线～4线编码器是低电平输入有效，输出为BCD码，如图2所示编码单元电路部分。

2.2.3 译码驱动及数码显示单元电路设计

在显示部分的设计中应用两个7447、两块7段LED数码管实现数码显示功能，这样成本较低。表1为编码器输出的BCD码与两片译码器7447对应的编码。

为了设计需要，把DCBA的10位BCD码用卡诺图描述。通过对A2，D1，C1，B1，A1分析得知:由于7448(1)中的D2、C2、B2在1到16的译码中全部显示0，所以直接接地就能实现10位数的显示［4］。通过分析知，两片7447中的D、C、B、A能实现两位数显示时，7447(1)中的D2、C2、B2都是显示0，所以把D2、C2、B2接在低电位［2－4］。译码驱动及数码显示单元电路如图3所示。

图316 路报警仿真图

2.2.4 控制单元电路设计

如图2控制单元电路部分，主要由5个四输入与门电路和一个反相器构成，当有触发报警信号时，分别控制声音报警电路和7447的使能控制端BI/RBO，实现声音报警及数码显示，能够准确、有效地保护财产安全。

3 电路模拟仿真

16路触发报警的声音报警、数码显示图3所示，图中右上端为声音报警触发信号波形。

4 结束语

该“16路数显报警器”的设计从理论分析和电路模拟仿真结果来看，可以实现声音报警、多路数字显示、优先报警等功能。此外，所设计的报警器成本低、功能实用、稳定性强，不会发生误报等现象，各项性能指标达到设计要求。用热释电红外传感器代替断线触发部分可以使电路的安装更方便，满足普通用户的优先预防，多路布控的声音与数码显示为一体的报警系统。

［1］ 周胜海，胡雪惠，龚克．微机测控系统中获取频率信号的实用方法［J］．微计算机信息，2007，7(2):295－297．

［2］ 阎石．数字电子技术基础［M］．北京:高等教育出版社，1998．

［3］ 周常森．电子电路计算机仿真技术［M］．济南:山东科学技术出版社，2001

［4］ 李忠波．电子设计与仿真技术［M］．北京:机械工业出版社，2004．