救护车警笛电路文档格式.docx

1、 根据设计要求，本次设计模仿救护车声的电路，要有脉冲信号源以及产生高频信号的振荡器把信号运载出去，我设计了如下方案，原理框图如图1所示。 图1救护车警笛电路原理框图2.设计方案 将两片555定时器分别连接成多谐振荡器，其中555（1）的作用是控制高频声音和低频声音的持续时间，其输出Vo1是555（2）的控制电压；555（2）的作用是控制高低音的频率，作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。三选择器件1555定时器器件特性 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。集成时基电路555的电源电压范围较宽，可在516V范围内使

2、用（TTL型，若为CMOS型的555芯片，则电压范围可在218V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。双极型时基集成电路最大的灌电流和拉电流都在200mA左右，因而可直接推动TTL或CMOS电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。集成555定时器有双极性型和CMOS型两种产品。它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。其主要参数见表1. 表1（a）双极性型5G555的主要性能参数参数名称符号单位参数电源电压VCCV516电源电流ICCmA阈值电压VTH触发电压VTR输出低电平VOL1输出高电平VOH13.3最大输出电流IOMAX200最高振荡频率f

3、MAXKHz300时间误差tnS5 VTH即Vi1 ,VTR即Vi2 。 （b） CMOS型7555的主要性能参数318A60VDD0.114.85002.555定时器内部结构及工作原理 （1）内部结构图 555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图2和图3所示。Vi1（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。Vi2（）：低电平触发端，简称低触发端，标志为。VCO：控制电压端。VO：输出端。Dis：放电端。：复位端。555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生VCC和 VCC两个基准电压；两个电压比较器C1、C2；一个由与非门G1、G2组成的基本

4、RS触发器（低电平触发）；放电三极管T和输出反相缓冲器G3。是复位端，低电平有效。复位后, 基本RS触发器的端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。VCO为控制电压端，在VCO端加入电压，可改变两比较器C1、C2的参考电压。不加控制电压时，要在VCO和地之间接001F（电容量标记为103）电容。放电管Tl的输出端Dis为集电极开路输出。（2）工作原理分析图2的电路：在555定时器的VCC端和地之间加上电压，当VCO悬空时，比较器C1的同相输入端接参考电压=VCC，比较器C2反相输入端接参考电压VCC ；当VCO接控制电压时，比较器C1的同相输入端接参考电压=Ve，比较器C2反相输

5、入端接参考电压Ve。现做如下规定：当TH端的电压时，写为VTH=1，当TH端的电压时，写为VTR=1，当端的电压时，写为VTR=0。1低触发：当输入电压Vi2 且Vi1时，VTR=0，VTH=0，比较器C2输出为低电平，C1输出为高电平，基本RS触发器的输入端=0、=1，使Q1，0，经输出反相缓冲器后，VO1，T截止。这时称555定时器“低触发”；2表2 555定时器控制功能表输 入输 出THVODisLH不变导通截止保持：若Vi2，则VTR=1，VTH=0，=1，基本RS触发器保持，VO和T状态不变，这时称555定时器“保持”。3高触发：若Vi1，则VTH=1，比较器C1输出为低电平，无论C

6、2输出何种电平，基本RS触发器因=0，使1，经输出反相缓冲器后，VO0，T导通。这时称555定时器“高触发”。555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即VTH、VTR的“0”、“1”）整理为表2 根据555定时器的控制功能，可以制成各种不同的脉冲信号产生与处理电路电路，例如,史密特触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器等。（2）、555定时器引脚图 555定时器引脚图如图4所示。 图4 555定时器管脚图 555引脚图介绍如下。1地（ GND ）2触发 （TR）,是下比较器的输入3输出 （OUT）,有0和1两种状态,它的状态由输入所加的电平决定4复位 （R）,

7、叫上低电平（0.3V）时可使输出端为低电平5控制电压 （CV）,可以用来改变上下触发电平值6门限（阈值） （TH）,是上比较器的输入7放电 （DIS）,是内部放电管的输出,它有悬空和接地两种状态,也是由输端 的状态决定8电源电（VCC） 3.555定时器接成多谐振荡器 （1） 连接方法： 将555定时器的Vi1 和Vi2连在一起结成施密特触发器，然后将VO经RC积分电路接回输入端即构成了多谐振荡器，如图5（a）所示。 （2）多谐振荡形成机理： 初始时刻，Vc为0时，Vi2 ，Vi1，555定时器处于高出发状态，VO0，T导通，电容C经过R2、T放电，Vc降低，当Vc下降到时，Vi2，电路再次进

8、入低触发状态，电容C经过R1、R2充电以此循环往复，电容Vc上的电压在和之间往复振荡，Vo端输出具有一定占空比的方波脉冲，通过调节RW或电容C，可得到不同的时间常数；还可产生周期和脉宽可变的方波输出，波形如图5（b）所示。 图5 由定时器555组成的多谐振荡器电路图与工作波形（3）、相关公式推导 通过Vc的波形球的电容C的充电时间和放电时间计算公式如下： 充电时间计算公式： 放电时间 故电路的振荡周期为： 当Vco悬空（接电容后接地），VCC VCC时， 振荡周期： 振荡频率：四功能模块1.用555定时器组成多谐振荡器作为低频脉冲信号源电路 电路如图6所示 图6 由定时器555组成的多谐振荡器

9、脉冲信号源 其产生的周期信号可用示波器显示如图7所示： 图7 脉冲信号源周期信号2.信号运载及发声部分电路 信号运载及发声部分电路如图8所示信号运载及发声部分电路的信号可用示波器显示如图9所示 图9运载及发声部分电路波形图五.总体设计电路图： 1.总体设计图10所示 图10 总设计图2.仿真结果通过仿真软件Multisim仿真电路，调节参数，观测波形。结果如图11所示图11 仿真结果波形图 计算高频声音和低频声音的持续时间： 高音（高频信号）时间即为C1经R2放电时间T2，低音持续时间为C1经过R1、R2充电时间T1.高音持续时间：（即为低电平持续时间）低音持续时间：（即为高电平持续时间）55

10、5（2）的5管脚输入电压可根据戴维南等效电路求得：（如图12）图12 555（2）控制端电压Ve的戴维南等效电路图计算高频声音和低频声音振荡频率：=0V时，=6.00V，高音振荡频率：4.误差分析及总结经过多次参数调整，可使仿真波形近似完美地符合计算结果。输出振荡频率为1718Hz,持续时间为4ms的高音频信号以及振荡频率为1222Hz,持续时间为6ms的低音频信号，由其驱动扬声器发声即为救护车扬声器发声信号。在仿真过程中由于受仿真软件的不确定性性质，高音频第一周期内存在一次漏波，但基本不影响高音发声；另外，若要使高低音循环周期达到秒级，虽然计算结果可通过参数选择实现，却无法用仿真结果验证六课

11、程设计心得体会 本次了验在过程中可谓一波三折，本来以为很简单的一个试验在设计的过程中出现了很多问题，可能是由于本人的理论知识匮乏的原因吧，在我课后上网和图书馆搜寻资料后，做出来了一个大致的草图，但是在第一次的仿真试验中还是出现了许多问题，后来经过老师的指导和我的努力终于完成乐本次实验，但是，由于计算上的误差和仿真系统本身的误差导致间歇10s的任务没有很完美的体现出来，以后会继续研究的。做课程真的是很不容易的，在这两周里，我一次又一次的告诉自己，坚持，再坚持，自己看起来原本多完美的图纸在一检查仿真下就漏洞百出了。说实话，课程设计这几天学到的东西还真不少。以前不清楚的现在都暴露出来了。以前认为学了

12、没用的课程现在也用到了。而在硬件实验中，又一次看到细心的重要性。在做实验之前一定要提前把准备工作做好：检查导线、芯片功能、实验箱是否能用、熟悉各个芯片的原理管脚图。在接线的时候要头脑清醒，思路清晰。一个模块一个模块地接，减少错误的发生。这样才能成功的做出结果。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，电子技术已经成为当今世界空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握电子的开发技术是十分重要的。回顾起此次电子技术课程设计，至今我仍感慨颇多，的

13、确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期多的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，比如有时候被一些小的，细的问题挡住前进的步伐，让我总是为了解决一个小问题而花费很长的时间。最后还要查阅其他的书籍才能找出解决的办法。并且我在做设计的过程中发现有很多东西，也知道拉自己的不足之处，知道自己对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固.