基于555时基集成电路的变音警笛设计-大学毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料 (1)

【目录】
第一章前言 (2)
第二章总体设计 (3)
2.1 背景 (3)
2.2 电路原理图 (4)
2.3 技术特点 (5)
第三章芯片介绍 (6)
555芯片 (6)
引脚说明 (6)
(7)
(7)
(8)
(8)
(9)
(9)
(10)
(10)
(11)
第四章程序设计及流程图 (12)
4.1 程序流程图 (12)
4.2 参考电路组成原理图（复杂）.................... 错误!未定义书签。

第五章附件电路（PCB）.............................. 错误!未定义书签。

5.1 PCB ............................................ 错误!未定义书签。

5.2 材料清单 (14)
第六章结论 (15)
【总结】 (15)
【参考文献】 (15)
第一章前言
在当今社会上防盗系统越来越受到人们的重视。

但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。

价格高昂,一般人们难以接受。

如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。

本课程主要介绍了简易的声控报警器的电路设计和电路板的制作。

以此电路为依据只需更换相应的报警显示元件即可改装成不同类型的报警器，如红外报警器, 红外线声先报警器等。

这种电路主要由声控放大电路、单稳态触发器电路、报警电路组成，设计利用压电陶瓷片作为声传感器获得信号并将其转换为电压信号，经场效应管放大后触发由NE555集成芯片构成的单稳态触发器和多谐振荡器,输出电压驱动蜂鸣器工作。

经过调试，实现课程要求。

近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。

各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。

然而一些不法分子也是越来越多。

这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。

因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。

报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。

价格高昂,一般人们难以接受。

如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。

由于声控报警器体积小，灵敏度高具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。

声控报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。

其中包括脚步触发报警器，汽车报警器，声控语音报时钟，“声控灯”等符合现在人们提倡的节能意识的产品更是受到现代人的青睐。

此外，其价格低廉、技术性能稳定等特点也受到广大用户和专业人士的欢迎。

第二章总体设计
2.1 背景
这几年随着改革开放的不断深入以及我国经济的迅猛发展，人民的生活水平有了很大的提高。

各种贵重物品以及高档家电产品为越来越多的家庭所拥有，并且人们手中尤其是城市居民的积蓄数额也十分可观。

因此，越来越多的家庭对财产安全问题十分关心。

目前，许多家庭都使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生产一种廉价、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。

为此，提出“双路防盗报警器”的设计任务。

该报警器适用于家庭防盗，也适用于中小企业事业单位。

其特点是灵敏、可靠，一触即发，可以立即报警；也可以延时1-35秒再报警，以增加报警的突然性与隐蔽性。

报警时除可以发出类似公安警车的报警声之外，两只警灯还可以同时交替闪亮，增加对犯罪分子的威慑气氛。

2.2 电路原理图
2.3技术特点
由555时基集成电路与R4、C3组成的单稳态触发器，受低电平或脉冲下降沿的触发而翻转。

平时，IC 1的3脚输出低电平。

当声传感器受到触发后输出脉冲信号并经VT1放大后由漏极D输出时，输出脉冲的下降沿将单稳态电路触发并使其翻转，3脚输出高电平。

IC1翻转后，电路进人暂稳态，电源通过R4向C2充电，充电时间约2min。

2min后，C3充电电压升高到6脚的阀值电平，触发器自动翻转，3
脚恢复低电平，电路进人稳态。

报警声发生电路是一个由555时基集成电路组成的多谐振荡器，受总复位端4脚的控制而工作。

平时由于IC1的3脚输出低电平，振荡器不工作，当IC1输出高电平时，振荡器开始工作，发出报警声。

多谐振荡器的振荡频率由R5、R6与C4的数值决定，本电路约为4. 8kHz。

调整R5、R6及C4的数值，可得到所需要的振荡频率和报警声。

图中IC 1、IC2可选用NE555 NE555或用一只556来代替两只555。

场效应三极管选用8550或V40AT型场效应管。

第三章芯片介绍
555芯片
555时基集成电路是一个把模拟电路和数字电路组合而成的混合电路，它将模拟功能与逻辑功能整合在一片独立的集成电路上，极大的拓宽了模拟集成电路的应用范围。

555被广泛用于各种各样的计时器，脉冲发生器和振荡器等场合。

凭借着模数结合的优势，555可以独立构成多种功能电路，且精度非常高，能够产生精确的时间延迟和振荡。

时基集成电路的设计构想是在1970年由Hans R.Camenzind和Jim Ball提出的。

设计原型经过测试，被移植到Monochip模拟阵列，由Wayne Foletta和Qualidyne Semiconductors的工程师们进行具体设计。

事后，Signetics公司接管了他们的设计并开始投入生产，正式量产的第一批555集成电路于1971年面世。

根据应用范围又把555按编号细分为两个级别：商用级的NE555，温度范围0℃～+70℃和军用级的SE555，温度范围-55℃～
+125℃。

555时基集成电路的封装分为两种形式：高可靠性的金属罐式8脚封装（T封装）和低成本的环氧塑料8脚双列直插式封装（V封装）。

封装号后缀在元件编号后面，因此Signetics公司生产的555按全编号分别为NE555V、NE555T、SE555V和SE555T。

这些元件编号对于业余应用来说，可以不必太过深究，但是若要把元件用在重要场合，从设计的环节就需要仔细考虑了。

一、555的由来
555名称的由来，按照很多技术文章的说法，555时基集成电路的3个“5”，是源自它电路基片上的三个误差极小的5kΩ电阻构成的基准电压电路。

555的等效电路图如图1所示，从图1中可以清晰的看到R7、R8、R9这三只5kΩ的基准电阻，以串联的方式接在电源正极与地之间。

但是它的设计者Hans R.Camenzind 曾明确表示，这个数字完全是随机得来的，设计者本人也没有给他设计的这个电路起过名字。

事实上，它只是碰巧被生产它的Signetics公司编入了它们的5-X-X 系列线性器件家族中，第一个5代表Signetics公司的5系列线性器件一族，后面两个5则是顺延的元件编号。

Signetics公司后来被Philips公司收购，但是Philips和之后的其他各家芯片制造商都无例外地在它们的元件编号中保留了“555”这三个数字。

根据各家制造商生产工艺的不同，标准的555时基集成电路在其硅芯片上包含有20个左右的晶体管、2个二极管和15个电阻。

常见的555为塑封8脚双列直插式封装，这个封装的英文缩写为DIP8。

555的引脚排列如下图2，芯片为引脚朝下，自缺口处逆时针起为1～8脚。

此外，555还有两个扩展型号：二合一的14脚双列直插塑封双时基集成电路556；四合一的16脚双列直插塑封四时基集成电路558。

对照图1的等效电路，标准555时基集成电路的8个引脚名称见图2，各自的用途如下。

1．GND，电源地或低电平0V。

通常被连接到电路的公共同地。

2．TRIG，触发555使其启动的时间周期。

触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3VCC 。

3．OUT，在555被触发的时间周期里，该输出脚电平移至比电源电压少1.7V 的高电平。

周期结束以后，电平回复到OV左右的低电平。

高电平时，该脚最大输出电流约为200mA。

4．RESET，低电平有效的复位脚，当一个低逻辑电平送至这个脚时会重置定时器和使输出回到一个低电位。

它通常被接到正电源或忽略不用。

5．CTRL，这个引脚准许由外部电压改变芯片的触发和闸限电压。

在555的单稳态或振荡模式下,可以通过该脚来改变或调整输出频率。

6．THR，阈值高于2/3VCC，使输出呈低态。

当这个接脚的电压从1/3 VCC
电压以下移至2/3VCC以上时启动这个动作。

7．DIS，这个引脚和OUT引脚有着相同的低电平电流输出能力，当输出为高电平时，其对地为高阻抗；当输出为低电平时，其对地为低阻抗。

8．Vcc, 555的正电源电压端。

标准电压范围为4.5～16V。

注意：四时基集成电路558内部的四组DIS和THR是连接工作的，它的TRIG下降沿也比555和556敏感。

具体电气参数需查看对应生产商的数据手册。

Signetics公司生产的标准塑封NE555，电气指标如表1所示。

其他芯片制造商生产的555时基集成电路根据应用场合和各家的生产工艺，可能会有一些差异。

此外还有555的低功耗CMOS版本，7555等。

二、555的特点
555时基集成电路电路的特点主要体现在以下几个方面。

1．只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。

其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。

2．电源适应范围大，它的输出电平及输入触发电平，可与TTL，CMOS等逻辑电路的高、低电平匹配。

也可以和模拟运算放大器、运算放大器共同组成某些功能和特性不同的模块电路。

在计算机诞生的早期，NE555曾被用于苹果Ⅱ型和IBM计算机的输入设备。

还有一个鲜为人知的故事，在20世纪70年代，555刚诞生的时候，曾被黑客用来破解早期的电信系统的长途电话交换机BLUE BOX。

由此也可以看出这块小芯片的威力。

3．输出电流大，可直接推动小喇叭、电机、继电器等多种负载。

非常适合用在自动控制电路中。

4．计时精确度高、温度稳定度佳，价格便宜。

由于555时基集成电路使用方便，价格低廉，稳定性好。

自其诞生之日起，直至今日，虽然已经过了40个年头，但是这片集成电路仍然在各种场合被广泛的使用着。

保守估计，全球各家芯片制造商每年制造的555集成电路大概在1亿片左右。

NE555有三种工作模式：
1．单稳态模式。

在这种模式下，555作为“一次性”脉冲发生器使用。

应用范围包括计时器、脉冲丢失检测、触摸开关、分频器、电容测量、脉冲宽度调制、速率检测等。

2．非稳态模式。

用途包括LED和灯闪光灯，脉冲生成，逻辑时钟，安全报警，脉冲位置调制等。

3．双稳态模式或施密特触发器模式。

如果DIS脚悬空，555可作为触发器使用。

用途包括比较器、锁存器、反相器、方波输出及整形等。

三、各家生产的555时基集成电路
表2总结了各大芯片制造商生产的众多型号，引脚兼容的555时基集成电路，包括CMOS版本，方便电子爱好者查阅。

引脚说明
E555 (Timer IC)大约在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30年來非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，尽管近年來CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前都可直接的代用。

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。

a. NE555的特点有：
1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。

其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。

2.它的操作电源电压范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。

4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

5.静态电流最大值VCC = 5 V, RL = ∞ =6mA VCC =15 V, RL = ∞ =15mA
b. NE555引脚位功能配置说明下：
图3-12 NE555各脚功能-管脚图
Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。

Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。

触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少 1.7伏的高电位。

周期的结束输出回到O伏左右的低电位。

于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。

Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。

它通常被接到正电源或忽略不用。

Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。

当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。

Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。

当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。

Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。

Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。

供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。

参数功能特性：
•供应电压4.5-18V •输出电流225mA (max)
•供应电流3-6 mA •上升/下降时间100 ns
第四章 程序设计及流程图
4.1程序流程图
4.2参考电路组成原理（复杂）
G5G7
R11
R12
T4
T6
T5
T7
HL2
HL1
R10
T2
T3
4
87
65
2
T1
R7
R9
R8
8
3
4
76
+C3
+C2
+6V
R3
R4
D2
D1
G1
G4G6G8
G2
G3
R6
R5
+
C4
Y
+C5
K2
+C1
K1
R2R R1
w
Vcc
R11
Q IC1
IC2
D
S R D
第五章附件电路（PCB）5.1 PCB
5.2材料清单
第六章总结
6.1总结
现代的社会是信息的社会，很多与人们生活紧密相关的产品都是电子产品比如决定现代社会发展方向的电脑以及几乎每个同学都拥有的收音机等等无不说明电子产品的重要性。

学会的软件如protel，并对可编程逻辑器件的应用和开发的设计思想有了更进一步的了解和掌握
6.2参考文献
[1].陈永甫，555集成电路应用800例，北京电子工业出版社.1992.2
[2].张晓东，报警集成电路和报警器制作实例，北京人民邮电出版社，2001.4
[3].综合电子论坛
[4].电子电路图站。