>Vcc/3
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不变
导通
截止
导通
不变
5）NE555的应用
NE555应用十分广泛，可装如下几种电路：
1。
单稳类电路
作用：
定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。
2。
双稳类电路
作用：
比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。
3。
无稳类电路
作用：
方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。
因为此实验主要应用的是单稳态电路，所以在此主要简述下单稳态电路。
单稳类电路
单稳工作方式，它可分为3种。
见图示。
第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：
“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
第3种（图3）是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。
为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。
图中列出了2个常用电路。
构成单稳态触发电路及其波形
用555定时器构成的单稳态触发电路和工作波形
（a）单稳态触发电路（b）工作波形
2．4实验原理分析
电路原理图：
（1）当电路构成静态时，单稳态输出低电平
（2）当人体接触触摸极时人体杂波信号通过C3经D1整流，得到一个负的脉冲信号，此时时基电路芯片555的2脚为低电平，3脚输出高电平。
（3）当人体离开离开触摸极后，C1通过R1充电，芯片6或7脚电平逐渐升高，当达到≥2/3VCC时，555时基电路复位，3脚输出低电平。
由此，触摸式报警器静态（低输出）→触发（高输出）→延时（高输出）→复位（低输出）工作流程完成。
元器件选择：
BT1=3~5V，U1=555时基电路芯片,R1=5.1M，R2,R4=1K,R3=100K，LED1=红色发光二极管,D1=1N4148，C2=10000pF，C1=100uF，Q1=9014，LS1=扬声器，K1=两端拨动开关。
集成电路NE555与C1、C2组成单稳态触发器，平时没有人触及金属片时，电路处于稳定状态，即NE555的（3）脚输出低电平，报警电路不工作。
一旦有人触及触摸片，由于人体感应电势给NE555的
（2）脚输入一个负脉冲（杂波脉冲），单稳态电路被触发翻转进入暂稳态。
NE555的（3）脚由原来的低电平跳变为高电平，该高电平信号经电阻R2使Q1导通，放大器放大推动蜂鸣器发出报警声，由于单稳态电路被触发翻转的同时，电源开始经R3对C1进行充电，约经1.1R3C1时间后，单稳电路自动恢复到稳定状态，（3）脚输出变为低电平，停止报警，电路恢复到预报警状态。
2.5元件参数
R1
R2
R3
R4
C1
C2
5.1M
1K
100K
1K
100uF
10000pF
第三章Proteus的仿真实验
3.1Protus的软件简介
ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软
件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模
拟器件和集成电路。
该软件的特点是：
1.实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、
数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态
仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各
种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
2.支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：
68000系
列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、
Z80系列、HC11系列、ARM7系列以及各种外围芯片。
3.提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点
等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在
该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编
译和调试环境，如KeilC51uVision2等软件。
4.具有强大的原理图绘制功能。
5.PCB设计以及自动布线。
特点：
支持ARM7，PIC，AVR，HC11以及8051系列的微处理器CPU
模型，更多模型正在开发中，更新信息请参见网页；
交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED
等；
强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；
支持如IAR、Keil和Hitech等开发工具的源码C和汇编的调试；
一键“make”特性：
一个键完成编译与仿真操作；
内置超过6000标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型；
DLL界面为应用提供特定的模式；
基于工业标准的SPICE3F5混合模型电路仿真器
14种虚拟仪器：
示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；
高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：
模拟、数字和混合瞬时图
形；频率；转换；噪声；失真；付立叶；交流、直流和音频曲线；
模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单
频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流；
集成PROTEUSPCB设计形成完整的电子设计系统。
ProteusISIS编辑环境：
图形编辑窗口
编辑窗口用于放置元器件，进行连线，绘制原理图。
预览窗口
预览窗口中，有两个框，蓝框表示当前页的边界，绿框表示当前
编辑窗口显示的区域。
当从对象选择器中选中一个新的对象时，预览
窗口可以预览选中的对象。
在预览窗口上单击，ProteusISIS将会
以单击位置为中心刷新编辑窗口。
对象选择器窗口：
通过对象选择按钮，从元件库中选择对象，并置入
对象选择器窗口，供今后绘图时使用。
显示对象的类型包括：
设备，
终端，管脚，图形符号，标注和图形。
状态信息条：
状态条显示当前电路图编辑状态,这些状态显示方便用
户的操作。
工具栏：
ProteusISIS主窗口左端的绘图工具栏与标准工具栏的作
用相似，包含添加全部元器件的快捷图标按钮，与菜单中的元器件添
加命令完全对应。
通过选取主窗口的菜单项View/Toolbars可以隐藏
/显示相应的工具栏。
ProteusISIS主窗口左端的绘图工具栏与标准工具栏的作用相似，包
含添加全部元器件的快捷图标按钮，与菜单中的元器件添加命令完全
对应。
通过选取主窗口的菜单项View/Toolbars可以隐藏/显示相应的
工具栏。
PROTEUS系统中有符号库和约30个元器件库，每个库又有许多
模型，合计约8000个。
另外有关系统支持的库信息，请查看安装路
径下最新的LIBRARY.PDF文件。
元件列表（TheObjectSelector）：
用于挑选元件（components）、终端接口（terminals）、信号发
生器（generators）、仿真图表（graph）等。
举例，当你选择“元件
（components）”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个
元件后（按了“OK”），该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元
件时，只需在元件列表中选择即可
在原器件库中找出CAPACITORPOL有极性电容，CAP电容，
DIODE二极管，ELECTRO电解电容，LED发光二极管，
RES1.2电阻，SW-SPST?
单刀单掷开关，SPEAKER扬声器，NPN
三极管
3.2Protus仿真
一，打开Proteus的集成环境，点击文件，新建设计，根据2.2元件
明细表中的元件，点击P，版面出现如下图所示:
在keywords中输入所找的元件名单，然后点击右下角的OK，元件被
添加了。
二，依次放好元件，使元件摆放美观。
三，连接电路，在需要连接的元件接线处，点击左键，移动鼠标，可
看到导线的出现，再在导线的另一端在另一个元件的端点处点击，从
而连接了电路。
如下图所示:
3.3实验调节
在Proteus环境版面中点击左下角，如图所示
点击
，系统开始运行，如有出错，则系统将报错，点击报错处，
查找出错原因，予以改正，当蜂鸣器响时，此时调试已经成功。
3.4实验结果分析：
输入信号vi为1mv，5KHZ的正弦波，调节RV1使三极管工作在
放大状态。
（1）、用模拟图表观察Vi，Vo的波形。
（2）用示波器仿真的波形
第四章Protel99仿真
4.1Protel99简介
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发
的最新结晶,能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间
的所有分析、验证和设计数据管理。
因而今天的Protel最新产品已不
是单纯的PCB（印制电路板）设计工具,而是一个系统工具,覆盖了以
PCB为核心的整个物理设计。
最新版本的Protel软件可以毫无障碍
地读Orcad、Pads、Accel（PCAD）等知名EDA公司设计文件,以便用
户顺利过渡到新的EDA平台。
Protel99SE共分5个模块,分别是原理图设计、PCB设计（包含
信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。
以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：
◆可生成30多种格式的电气连接网络表;
◆强大的全局编辑功能;
◆在原理图中选择一级器件,PCB中同样的器件也将被选中;
◆同时运行原理图和PCB,在打开的原理图和PCB图间允许
双向交叉查找元器件、引脚、网络
◆既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB）,也
可以进行反向注释（由PCB到原理图）,以保持电气原理图和PCB在
设计上的一致性;
◆满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出,GB4728国标
库）;*方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE3f5）;
◆支持用CUPL语言和原理图设计PLD,生成标准的JED下载
文件;*PCB可设计32个信号层,16个电源-地层和16个机加工层;
◆强大的“规则驱动”设计环境,符合在线的和批处理的设
计规则检查;
◆智能覆铜功能,覆铀可以自动重铺;
◆提供大量的工业化标准电路板做为设计模版;
◆放置汉字功能;
◆可以输入和输出DXF、DWG格式文件,实现和AutoCAD等软
件的数据交换;
◆智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）;
◆方便的打印预览功能,不用修改PCB文件就可以直接控制
打印结果;
◆独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果;
◆强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、
钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等;
◆经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法,信号
完整性分析直接从PCB启动;
◆反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相
结合;
◆专家导航帮您解决信号完整性问题。
第五章组装与调试
本次实验由于电路设计比较简单，原理清楚明了，在分析电路模块是比较简单。
在经过前面几个阶段的设计后，NE555触摸报警器各个模块已经设计完毕，根据总体设计时的方案框图，将各个子电路组合起来，加入信号，对电路进行总体测试。
组装好电路之后，在接入电源之后，本应该是要实现：
没有触摸金属片时，LED亮且蜂鸣器不响，用手触摸金属片之后电路可以使得蜂鸣器正常响应，调整正变电阻的阻值的大小就能够获得不同的报警时间。
报警与恢复预报状态所用时间T=1.1R3*C1。
但是在接好电路之后，没有触摸金属片之时正好是相反的：
LED不亮，蜂鸣器响个不停，仔细检查电路接线发现电路没有任何问题，再用万用表检查555芯片的引脚输出电压时，也是没有任何问题的，示波器检查555的波形输出也是没有问题，一气之下我就没有再管了。
第二天过去实验室我又接了一次，这次正常工作了，完成了实验的要求，我想了一下估计是电源的问题。
暂态时间由RICI时间常数决定，约1s左右。
即每触摸一次M，B发警报声1s左右；再次触碰，再次发声。
如要延长暂态（报警）时间，可加大R1或C1；反之应减小R1或C1数值。
整个报警电路焊装在一个绝缘小盒内。
触摸电极M实则是门锁或需要保护物品的金属部分，它必须与大地保持良好绝缘。
M与报警器间的连接导线不宜过长、且一定要采用单芯金属屏蔽线，其外编织套接电源负极，以避免电路受外界杂波信号干扰而产生误报警。
在经过前面几个阶段的设计后，NE555触摸报警器各个模块已经设计完毕，根据总体设计时的方案框图，将各个子电路组合起来，加入信号，对电路进行总体测试。
经测试，电路可以使得蜂鸣器正常响应并，调整无误。
报警与恢复预报状态所用时间T=1.1R3*C1
第六章实物焊接
当在Proteus集成环境调试成功时，接下来，只需利用实物，按上述的实验原理在电路板上摆放好每个元件的位置，把每个元件焊接接起来。
焊接完成后，在实物板的电源正极和负极接入稳压器中，调节好合适的电压，观察发光二极管是否会亮以及蜂鸣器是否会响即可，调节实物中的滑动变阻器，控制发光二级管的亮度以及蜂鸣器的声音大小。
下面为焊接后的实物图：
第七章遇到的问题及解决方法
1、在Protus软件中没有找到触摸片，从而不能给电路一个脉冲信号，使得电路无法正常工作，我和我的组员经过商讨决定用一个正弦波代替触摸片，给电路一个正弦脉冲，从而使得电路正常工作，更改成正弦信号后电路仍然不能仿真，最后与金老师和组员的讨论下把电路图中的开关部分，正弦激励脉冲以及蜂鸣器更换了才得以仿真。
2、Protus软件中很多
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