声光报警电路设计.doc
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基于555声光报警电路设计
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前言
根据设计任务和要求，在设计前必须对电子技术、Multsim仿真软件、AltiumDesigner和主要用到的芯片熟悉了解和掌握。
设计中主要要完成的是发声报警和发光报警这两个部分电路，电路中利用了555多谐振荡器电路，并对555多谐振荡器电路中3脚输出端的周期和占空比进行了分析，得到了符合要求的输出周期。
按照设计任务、设计要求等进行选择，最后得出了设计中最理想的方案。
本次设计把重点放在电路的设计、制作和调试上。
大家都知道，在电路运用日趋广泛的情况下，独立运用一个集成电路中的某一部分的元件运用逐渐减少，因此本设计的主要在于桥式整流电路、滤波电路、稳压电路的运用和选择上，再设计和运用的过程中有着一定的局限性。
本设计中为了能够使所用的元件参数有根有据，有相应的计算公式代入进行理想计算。
也有一部分是从参考书目得来。
555定时器声光报警电路是利用两个555定时器组成的振荡电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响，发光二极管闪烁。
一、设计目的
利用555定时器声光报警电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就好发出间隙的声响，发光二极管闪烁，利用仿真和pcb画出来。
二、设计思路：
1、硬件组成
本电路包括555定时器、蜂鸣器、发光二极管等其它电子原件，调试时需要示波器、电源等以及其它辅助工具。
2、电路电路图
3、555定时器声光报警电路原理
电路由两个555多谐振荡器组成，第一个振荡器的振荡频率为1~2Hz时，第二个振荡器的振荡频率为1000Hz。
将第一个振荡器的输出（3脚）接到第二个振荡器的复位端（4脚）。
在输出高电平时，第二个振荡器振荡;输出低电平时，第二个振荡器停振。
这样，蜂鸣器将发出间隙声响。
3、元件性能分析及相关计算
1、元器件列表及测量值
编号
器件名称
数量
理论值
Rp1
电位器
1
10kΩ
R2
电阻
1
2kΩ
Rp3
电位器
1
20kΩ
R4
电阻
1
2kΩ
C1
电解电容
1
100μF
C2
电解电容
1
0.1μF
C3
电解电容
1
4.7μF
C4
电解电容
1
10μF
C5
点解电容
1
5μF
HA
蜂鸣器
1
LED
发光二极管
1
NE555
555定时器
1
2.主要元器件介绍
2.1555定时器
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
下图所示为双极型5G555定时器的逻辑图。
它的电压比较器C1和C2（包括电阻分压器）、G1和G2组成的基本RS触发器、集电极开路的放电管V和输出缓冲级G3三部分组成。
C1和C2为两个电压比较器，当CO端悬空时，他们的基准电压为VCC经3个5kΩ的电阻分压后提供。
UR1=2/3VCC为比较器C1的基准电压，TH（阈值输入端）为其输入端。
UR2=1/3VCC为比较器C2的基准电压，TR（触发输入端）为其输入端。
CO为控制端，当外接固定电压UCO时，则UR1=UC0、UR2=1/2UCO。
RD为直接置0端，只要RD=0，输出u0便为低电平，正常工作时，RD端必须为高电平。
它的各个引脚功能如下：
1脚：
GND源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：
TRI低触发端。
3脚：
OUT输出端。
4脚：
RST是直接清零端。
当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：
COM为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：
THR高触发端。
7脚：
DIS放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。
电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。
比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。
高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信号。
基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
8脚：
VCC（或VDD）外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5～16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3～18V。
一般用5V。
下表为555定时器的逻辑功能表。
输入
输出
UI1
UI2
RD
U0
V状态
X
X
0
0
导通
>2/3VCC
>1/3VCC
1
0
导通
<2/3VCC
<1/3VCC
1
1
截止
<2/3VCC
>1/3VCC
1
不变
不变
。
2．2电位器
电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。
电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。
当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。
电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。
后者可视作一可变电阻器。
电位器是可变电阻器的一种。
通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。
电位器的作用——调节电压（含直流电压与信号电压）和电流的大小。
电位器的结构特点——电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。
2.3蜂鸣器
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。
3相关性能指标计算
3.1电容充电时间T1
3.2电容放电时间T2
3.3电路振荡周期T
T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C
3.4电路振荡频率f
三、调试
用5V电源接上电路板，根据实验所需的要求旋转可调电阻，是的两个可调电阻的阻值达到所需要求，具体来说就是蜂鸣器和发光二极管能够按照所需要求进行工作。
仿真原理图
仿真波形图
四、PCB版的设计
555芯片
Pcb原理图
将原理图传到Pcb板
Pcb板
五、小结
在上传原理图到pcb板时芯片没成功上传到很可能是芯片封装出现问题，改进后仍然没解决这问题
六、心得体会
经过这次课程设计，我个人得到了不少的收获，一方面加深了我对课本理论的认识，另一方面也提高了使用操作能力。
这次是我真真正正的亲自完成，所以觉得相当宝贵，印象深刻，在实验之前必须要弄懂实验原理。
也深深地体会到理论与实践的指导作用，弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教他人才能提高的。
七、参考文献
1.邹寿彬、秦臻编，康华光主编《数字电子技术》第5版
2.陈大钦、张林编，康华光主编《模拟电子技术》第5版
3.肖景和著，555集成电路应用精辟
4.孙余凯吴鸣山顶绮明等著，555时基电路试图
5．网络
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