555定时器声光报警器课程设计 xing.docx
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555定时器声光报警器课程设计xing
苏州市职业大学
课程设计说明书
名称555定时器声光报警电路
2013年1月7日至2013年1月13日共1周
院 系
班级
姓名
学号
系主任
教研室主任
指导教师
目录
第一章绪论3
第二章555定时器声光报警电路设计5
2.1硬件组成5
2.2电路原理图5
2.3印刷版电路6
第三章555定时器声光报警原理分析7
3.1电路原理7
3.2.主要元器件介绍8
3.2.1元件清单8
3.2.2555定时器9
3.2.3555定时器的电路结构及其功能10
3.3电位器的作用及特点11
3.4蜂鸣器的结构原理11
3.5发光二极管12
第四章.555定时器声光报警计算说明13
4.1.1计算数据13
4.1.2实际数据13
第五章焊接及调试过程和注意点14
5.1安装及焊接步骤14
5.1.1查找资料14
5.1.2焊接14
5.2调试电路板15
5.2.1调试过程15
第六章心得体会16
第一章绪论
声光报警器在实际的生活中可以见到许多，运用于生活的许多方面，既有硬件实现的，也有硬件和软件同时控制执行。
通过这次的课程任务设计，可以很好的对课本知识运用于实践，同时也可以激发学生学习于专业相关的一些知识，从而扩大自己知识面的广度。
声光报警电路可作为防盗装置，在有情况时它通过指示灯闪光和蜂鸣器鸣叫，同时报警。
要求指示灯闪光频率为1~2Hz，蜂鸣器发出间隙声响的频率约为1000Hz，指示灯采用发光二极管。
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。
声光报警器可用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。
防爆声光报警器适用于安装在含有ⅡC级T6温度组别的爆炸性气体环境场所，还可使用于石油、化工等行业具有防爆要求的1区及2区防爆场所，也可以露天、室外使用。
可以和国内外任何厂家的火灾报警控制器配套使用。
当生产现场发生事故或火灾等紧急情况时，火灾报警控制器送来的控制信号启动声光报警电路，发出声和光报警信号，完成报警目的。
本产品也可同手动报警按钮配合使用,达到简单的声,光报警目的。
本产品符合GB3836系列标准的要求（满足GB3836.1—2000《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》及GB3836.2—2000《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型“d”》标准），经国家指定的检测机构鉴定并取得了防爆合格证。
报警器外壳为全不锈钢壳体，灯壳抗冲击能力强，180清晰可视超高亮LED发光管，配备超强蜂鸣器，具有工作稳定，使用寿命长,功耗低，不受污染物和水的影响等特点。
声光报警器（Audibleandvisualalarm）又叫声光警号，是为了满足客户对报警响度和安装位置的特殊要求而设置。
同时发出声、光二种警报信号。
产品专用领域：
银行，政府机关，邮政，电信，酒店，大厦，工厂商场商铺、别墅、ATM,周界防越系统及保安服务公司等；是消防火灾自动报警系统中的一个配件产品。
固了解掌握声光报警器的工作原理及制作方法对电气自动化专业同学来说是非常必要而且实用的。
第二章555定时器声光报警电路设计
2.1硬件组成
如上图：
声光报警电路由闪光灯报警和蜂鸣器报警两部分组成，其中蜂鸣器报警只有在闪光灯报警状态下才可发出一定音调的鸣声，随着闪光灯闪烁，蜂鸣器发出间隙声响。
2.2电路原理图
2.3印刷电路板
第三章555定时器声光报警电路原理
3.1电路原理
声光报警电路是一种防盗装置，在有情况时它通过指示灯闪光和蜂鸣器鸣叫，同时报警。
要求指示灯闪光频率为1~2Hz，蜂鸣器发出间隙声响的频率约为1000Hz，指示灯采用发光二极管电路由两个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。
555多谐振荡器原理图如（A）所示：
555多谐振荡器图形如（B）所示：
3.2主要元器件原理
3.2.1元件清单
3.1编号
器件名称
数量
理论值
测量值
R1
电位器
1
10kΩ
9.89kΩ
R2
电阻
1
2kΩ
2.03kΩ
R3
电位器
1
20kΩ
19.8kΩ
R4
电阻
1
2kΩ
2.05kΩ
C1X
碳膜电容
1
0.01μF
C2X
碳膜电容
1
0.01μF
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
蜂鸣器
1
发光二极管
1
555定时器
1
插座
1
绘制电路板
1
3.2.2555定时器工作原理
555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。
TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
555定时器的电路如图3-1所示。
它由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器
和
、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。
3.2.3555定时器的电路结构及其功能
图3-1555定时器原理图
分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。
如5端悬空，则比较器
的参考电压为，加在同相端；
的参考电压为，加在反相端。
是复位输入端。
当
时，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端
为低电平。
正常工作时，
。
和
分别为6端和2端的输入电压。
当
，
时，
输出为低电平，
输出为高电平，即
，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端
为低电平。
当
，
时，
输出为高电平，
输出为低电平，
，基本RS触发器被置1，晶体管T截止，输出端
为高电平。
当
，
时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。
综上所述，可得555定时器功能如表3-2所示。
555定时器功能表
1脚：
GND（或VCC）源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：
TR低触发端。
3脚：
OUT（或Vo）输出端。
4脚：
R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：
CO（或VC）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：
TH高触发端。
7脚：
D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。
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。
3.3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。
3.3.1电位器的作用及特点
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。
3.4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。
3.5发光二极管
发光二极管简称为LED。
由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。
在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
第四章555定时器声光报警计算说明
4.1.1
（1）相关性能指标计算
1电容充电时间T1T1=0.7（R1+R2）C
2电容放电时间T2T2=0.7R2C
3电路振荡周期TT=T1+T2=0.7（R1+2R2）C
4电路振荡频率FF=1/T=1.43/（R1+R2）C
4.1.2
（2）实测数值
1电容充电时间T1T1=0.12s
2电容放电时间T2T2=0.14s
3电路振荡周期TT=0.26s
4电路振荡频率FF=3.6HZ
第五章焊接及调试过程和注意点
5.1安装及焊接步骤
5.1.1查找资料
查找555定时器、蜂鸣器、电位器等的相关资料
检测原件是否可用、并记录原件的实际值
5.1.2焊接
在实际生产中，最容易出现的一种违反操作步骤的做法就是烙铁头不是先与被焊件接触，而是先与焊锡丝接触，熔化的焊锡滴落在尚末预热的被焊部位，这样很容易产生焊点虚焊，所以烙铁头必须与被焊件接触，对被焊件进行预热是防止产生虚焊的重要手段。
1、标准的锡点:
（1）锡点成内弧形
（2）锡点要圆满、光滑、无针孔、无松香渍
（3）要有线脚，而且线脚的长度要在1-1.2MM之间。
（4）零件脚外形可见锡的流散性好。
（5）锡将整个上锡位及零件脚包围。
2、不标准锡点的判定：
（1）虚焊：
看似焊住其实没有焊住，主要有焊盘和引脚脏污或助焊剂和加热时间不够。
（2）短路：
有脚零件在脚与脚之间被多余的焊锡所连接短路，另一种现象则因检验人员使用镊子、竹签等操作不当而导致脚与脚碰触短路，亦包括残余锡渣使脚与脚短路
（3）偏位：
由于器件在焊前定位不准，或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内
（4）少锡：
少锡是指锡点太薄不能将零件铜皮充分覆盖，影响连接固定作用。
（5）多锡：
零件脚完全被锡覆盖，及形成外弧形，使零件外形及焊盘位不能见到,不能确定零件及焊盘是否上锡良好.
（6）错件：
零件放置的规格或种类与作业规定或BOM、ECN不符者，即为错件。
（7）缺件：
应放置零件的位置，因不正常的原因而产生空缺。
（8）锡球、锡渣：
PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣会导致细小管脚短路。
（9）极性反向：
极性方位正确性与加工要求不一致，即为极性错误。
5.2调试电路板
用5v直流电源接到电路板上，根据实验所需的要求旋转可调电位器，调试两个可调电位器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。
5.2.1调试过程
（1）通电
1．先将直流稳压源调节到5V电压，将数字万用表接到直流稳压电源上调试到精确值
2．将焊接好的555定时器声光报警电路的电源线接到5V直流稳压电压源上（注意正负极性），二极管闪烁，蜂鸣器发出鸣叫声
3.调节R1，改变了振荡频率，从而控制发光二极管的闪烁频率，蜂鸣器发出的鸣叫声随振荡频率的改变而变化
第六章心得体会
大学的教学模式与高中的教学模式完全不同，更多的是靠自己。
在这次课程设计中，虽然以前555定时器声光报警电路做过了几次，甚至做过比这个难很多的电路，但是我发现越有把握就越是马虎，我在焊接工艺方面需要改善的还有很多，还要加快焊接的速度。
当然，在追求速度的同时还要保证焊点的美观。
通过学习，我觉得自己在以下几个方面与有收获：
一、对电子工艺的理论有了初步的了解。
我们了解到了各种元件的性能、焊接的技巧等等。
这些知识不仅在课堂上有效，对以后的课程学习和课程设计有很大的指导意义。
二、对自己的动手能力是个很大的锻炼。
实践出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。
没有足够的动手能力，就谈不上胜任将来的工作。
在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。
比如在555定时器声光报警电路设计中由于一个小小的错误导致电路功能无法完全实现。
最终喜爱老师的指导下解决了电路最终完成。
焊工是练出来的，只有经常练习焊点才会美观，不是一次就能有好的焊点的！
虽然这次的试验有点简单，因为不需要我们排线，但是在做的过程中，大家还是都一直在担心焊好的电路板会不会工作。
很多认得板子都出现灯不良等许多情况、。
不过在多次检查修改后，在听到滴滴的间断声音的时候，大家都很开心。
自己做的板子终于成功了。
本次试验，对我来说有比较好的启示或者说有比较好的引导作用，因为本次试验老师交给我们的并不仅仅是交给我们关于专业的相关知识，她更主要是交给我们关于写实验报告的一些要点、技巧，为以后的毕业设计打下了一个比较坚实的基础。
其次，当然，老师也并不是一点都不管我们，由于对书本的知识已经有点疏远，老师在实验的过程中还是相当帮忙的，对于实验的理论基础，老师是一遍一遍、不厌其烦地给我们讲解，直到我们是全部真的理解。
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