模电和数电的电子课程设计简易助眠器doc.docx
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模电和数电的电子课程设计简易助眠器doc
桂林理工大学博文管理学院信息工程学院
电子技术课程设计结课论文
题目名称：
简易助眠器
专业（方向）：
电子信息工程
班级：
15-2
学生：
何大全
学号：
15110213
2016年12月22日
主要内容：
1.阅读相关科技文献。
2.学习软件的使用.
3.学会整理和总结设计文档报告。
4.学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求：
1.要求电路实现能发出雨滴声，有助于人们进入梦境，且其响声速度可调。
目录
绪论........................................................................2
第1章工作原理..................................................3
第2章关于555..................................................4
第3章主要单元电路设计...........................................9
3.1总电路图.........................................................9.
元器件清单.......................................................10
绪论
555定时器是电路设计中应用较为广泛的中规模集成芯片,其内部电路结构简单,但功能强大。
通过学习555定时器的内部结构和工作原理,及其组成的施密特触发器,单稳态触发器和多谐振荡器等三个典型电路,并通过这些电路的扩展,探讨555定时器在电路设计中的各种应用,由此得出用555定时器设计电路的经验和方法。
本课程设计的是简易助眠小装置，整个电路组成主要包括输入电源、可调电位器、时基电路555、电容器、扬声器等。
该电路简易明了，经过一个个短脉冲，使扬声器发出类似雨滴声音，稍加改造即可为诸多压力较大导致失眠的人们提供一个不错的助眠小物件。
【关键词】555定时器;多谐震荡器;应用;经验和方法
第1章工作原理
该电子助眠器电路是由时基集成电路IC和有关外围元件组成的无稳态多谐振荡器电路。
接通电源开关S后，+6V电压加到IC的4脚和8脚，为IC提供工作电源。
多谐振荡器振荡工作后，从IC的3脚输出低频振荡脉冲信号，该信号经辆合电容器C3加至扬声器BL上，发出模拟雨滴声。
该声音对失眠患者有助眠作用。
调节电位器R1的阻值或改变电容器C1的电容量，可改变多谐振荡器的工作频率。
元器件选择
R1选用小型实心电位器或密封式可变电阻器。
C1和C3均选用耐压值为lOV的铝电解电容器。
IC选用NE555或μA555、LM555、5G1555、FX555等型号时基集成电路
第2章关于555
555定时器是一种多用途的数字―模拟混合集成电路，利用它可以方便地接成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器。
由于555定时器使用灵活方便，在波形的产生与变换，测量与控制，家用电器，电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
555时基电路之所以得到这样广泛的应用,在于它具有如下几个特点:
（1）555在电路结构上是由模拟电路和数字电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，能够产生精确的时间延迟和震荡。
它拓宽了模拟集成电路的应用范围。
（2）该电路采用单电源，双极型555的电压范围为4.5―15V；而CMOS型的电源适用范围更宽，为2V―18V.这样,它就可以和模拟运算放大器和TTL或CMOS数字电路共用一个电源。
（3）555可独立构成一个定时电路，且定时精度高。
（4）555的最大输出电流达200mA，带负载能力强，可直接驱动小电机，喇叭，继电器等负载。
我们在应用555设计电路的实践中，发现该电路有着非常灵活的使用方法，及其通用的电路功能。
设计者将数字电路和模拟电路巧妙结合，加之具有灵活的引出端脚，使用者尽其所能，可将小小8脚IC，演变成单稳，态双稳态，无稳态等种种触发电路的形式。
555最初用双极型技术（TTL）生产，后来又出现了利用CMOS技术生产的电路,代表型号是ICM7555，后又出现将两只555或四只555封装在一起的556或558,使555家族更添异彩，呈现模拟与数字齐飞，"双极"共"MOS"一色。
面对555时基电路如此多的应用方式，从它们的基本应用来看,许多都是由最基本的典型应用方式根据实际需要经过参数重新配置，电路重新组合（指不同应用方式典型应用电路之间，典型应用电路与其他类型单元电路之间等）并进行电路扩展后得到的。
因此，555时基电路的基本典型应用方式是各种专用555电路的基础，无论是产品设计，产品开发，还是产品维修，都离不开555/556最基本的典型应用电路。
图2-1555定时器的内部电路
NE555为8脚时基集成电路，
1、GND，接地端
2、TRIG，低触发端；
3、OUT，输出端；
4、R，复位端（低有效）；
5、C-V，控制电压端；
6、TH，高触发端；
7、DIS，放电端；
8、
，电源端
555的组成：
1、基本RS触发器
由两个或非门组成，R是可以从外部置0的复位端，当R=0时，Q=0，/Q（即Q非）=1。
2、比较器
C1、C2是两个比较器。
从比较器原理知道，当V+>V-时比较器输出为高，V+-时输出为低，两个比较器的输入电阻趋近于无穷大。
3、分压器
三个阻值为R的电阻串联构成分压器，为比较器C1、C2提供参考电压，C1的“-”端V-=
，C2的“+”端V+=
。
若在电压控制端C-V外加控制电压，则可改变C1、C2的参考电压。
控制端C-V如果不用，一般加一个103的电容到地，旁路高频干扰。
4、MOS开关和输出缓冲器
MOS管T作为开关，其状态受或门输出端控制，当或门输出为0时T截止，为1时T导通。
反相器2就是输出缓冲器，用来提高定时器的带载能力和隔离负载对定时器的影响。
所以，集成定时器提供了一个复位电平为
、置位电平为
且还可以从R端直接置0的基本RS触发器，还设计了一个状态受该RS触发器控制的MOS管开关，因此使用灵活。
其工作原理如下：
比较器C1的反向输入端U6（接引脚6）称为阈值输入端，用TH来表示，比较器C2的同向输入端U2（接引脚2）称
触发输入端，用TR标注。
C1和C2的参考电压（电压比较的基准）UR1和UR2由电源UCC经三个5kΩ的电阻分压给出。
当控制电压输入端UCO悬空时，
，
；若UCO外接固定电压，则
。
RD为异步置0端（对应管脚4），只要在RD端加入低电平，无论U6、U2的输入电平如何，基本RS触发器就置0，电路输出UO为零。
平时
处于高电平；管脚6称为高触发端，该引脚的电平与
作比较；管脚2称为低触发端，该引脚与
作比较，所以在RD=1时，U6和U2有三种状态组合。
使555定时器电路的输出UO有低电平0、保持和高电平1三种状态。
定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发器和放电管V1状态的控制。
555定时器功能如其功能表所示。
当
时，比较器C1输出为0，C2输出为1，基本RS触发器被置0，V1导通，UO输出为低电平。
当
时，C1输出为1，C2输出为0，基本RS触发器被置1，V1截止，UO输出高电平。
当
时，C1和C2输出均为1，则基本RS触发器的状态保持不变，因而V1和UO输出状态也维持不变，定时器输出处于高阻状态。
表1555定时器的功能表
TH
TRIG（低有效）
R（低有效）
OUT
DIS
×
×
L
L
导通
>
>
H
L
导通
<
>
H
不变
不变
×
H
H
截止
上表中，L表示低电平，H表示高电平，×表示任意状态，不变表示基本RS触发器保持原来状态，输出和T也保持原来状态，导通截止是指MOS管T的开关状态。
555的推荐工作电压3～16V（有的18V）。
图2-2555的逻辑符号及实际引脚排列
第3章主要单元电路设计
3.1总电路图
接通电源开关S后，+6V电压加到IC的4脚和8脚，为IC提供工作电源。
多谐振荡器振荡工作后，从IC的3脚输出低频振荡脉冲信号，该信号经辆合电容器C2加至扬声器BL上，发出模拟滴水声。
图3-1总电路图
3.2元器件清单
序列号
名称
型号
备注
1
V1
6V直流电源
2
R1
100K电位器
3
R2
2K
4
R3
5.1K
5
U1
时基555
6
C1
33uF电解电容
7
C2
33uF电容
8
C3
100uF电解电容
9
U2
扬声器
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