NE555触摸报警器课设报告.10081410黄志武解读

测试与光电工程学院课程设计任务书测控技术与仪器系 100814 班学号 10 姓名黄志武课题名称： 555触摸报警电路设计课题要求：1．采用分立元件设计一触摸报警电路，以起到触摸防盗的功能。

要求：（1）当有人触摸到金属片的时候，报警器发出报警，若再次触摸则再次报警。

（2）报警时间可调。

（3）电源电压为9V直流。

2．采用电子线路仿真Proteus软件对电路进行仿真。

3．查阅资料和手册，熟悉电路主要电子元器件的性能参数。

4．实物焊接与调试，善于在调试中发现问题和解决问题。

5. 写出完整的课程设计总结报告。

指导教师：金信鸿摘要以触摸式报警器电路为题，学生交流讨论为主，教师指导为辅，查阅相关材料，设计电路，并制作产品。

解决过程的可能出现的理论问题和实操技术难点，在实践与理论的学习中得到提高。

本实验针对触摸报警器选择用NE555芯片组成单稳态触摸报警器，并选择了一种相对来说较简单的设计方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。

最后将设计好的模块组合调试，并在Protel 99和Protus软件上仿真通过。

关键词：NE555芯片 Protel 99软件 Protus 软件单稳态输出高电平有效目录引言 (4)第一章、课程设计基础 (4)1.1 设计题目 (4)1.2 课程设计目的 (4)1.3 设计要求 (4)第二章、电子电路课程设计内容 (4)2.1 NE555 触摸报警器方案设计 (4)2.2元件明细表 (5)2.3 NE555 芯片功能 (5)2.4实验原理分析 (9)2.5元件参数 (10)第三章、Protus的简介与应用 (11)3.1 Protus 的软件简介 (11)3.2 Protus仿真 (13)3.3实验调节 (14)3.4实验结果分析 (14)第四章、Protel99仿真 (15)4.1 Protel99 简介 (15)第五章、组装与调试 (16)第六章、实物焊接 (17)第七章、遇到的问题及解决方法 (18)第八章、改进方法 (18)第九章、本次课程设计的收获与体会 (19)第十章、致谢信 (21)参考文献 (21)引言有由NE555组成的触摸报警器可以广泛的用于防盗报警、危险物触摸报警等。

该报警器一经触摸便能自动报警，并能一定时间后自动停报。

在生活中出门远行或暂且离开难所避免，而对于不易携带但又不希望被他人触及或是盗窃的物品显得很是无奈，这时一个作用警示他人的报警器显得尤为重要和必要！！应此需求计划研制一款简单实用的报警器，实现安装启动之后，保持静态，当人体触摸至暗布的触发金属块时，扬声器发出警报声并持续一段时间后解除警报。

此电路原理简单，小巧隐匿，功能强大，实乃居家旅行必备良物！设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。

第一章课程设计基础1.1 设计题目：NE555触摸防盗报警器1.2 课程设计目的1.通过对电子技术的综合应用，使学到的理论知识相互融会贯通，在认识上产生一个飞跃。

2.初步掌握一般电子电路设计的方法，得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好基础。

3.培养自学能力，独立分析问题解决问题的能力。

4.通过课程设计这一教学环节，树立严肃认真，文明仔细，实事求是的科学作用，树立生产观点，经济观点和全局观点。

1.3 设计要求1.要求独立完成设计任务，通过课程设计，锻炼自己综合运用所学知识的能力，并初步掌握电子技术设计的方法和步骤。

2.熟悉电子线路PROTEL99软件及电子线路仿真PROTEUS软件的使用方法。

3.学会查阅资料和手册，学会选用各种电子元器件。

4.掌握常用的电子仪器仪表使用，如直流稳压电源，直流电压，电流表，信号源，示波器等。

5.学会掌握安装电子线路的基本技巧和调试方法，善于在调试中发现问题和解决问题。

6.能够写出完整的课程设计总结报告。

第二章电子电路课程设计内容2.1 NE555触摸报警器方案设计由NE555组成单稳态触发电路，NE555（2）角为触发端，当电路触发时，NE555（3）脚输出高电平，蜂鸣器发出“嘀”的报警声。

图中R1为放电电阻，用于改善触摸电极的稳定性，可调电阻用于调节报警声的持续时间，SW1可以测试报警器，LED1用于待机指示，报警时不亮。

2.2元件明细表1）主要芯片 NE5552)电阻R1（5M1） R2(1K) R4(1K) 滑动变阻器R3(100K)3) 发光二级管三级管4）电容C1（100U/16V） C2(0.01uf)5)触摸片6）开关7）蜂鸣器2.3 NE555芯片功能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波讯号。

1） 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.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，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。

2） NE555引脚位配置说明下：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)。

3）参数功能特性：•供应电压4.5-18V•供应电流3-6 mA•输出电流225mA (max)•上升/下降时间100 nsNE555引脚图4）NE555的内部功能如下图所示真值表2。

双稳类电路作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。

3。

无稳类电路作用：方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。

因为此实验主要应用的是单稳态电路，所以在此主要简述下单稳态电路。

单稳类电路单稳工作方式，它可分为3种。

见图示。

第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。

他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。

他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。

1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。

34（1）当电路构成静态时，单稳态输出低电平（2）当人体接触触摸极时人体杂波信号通过C3经D1整流，得到一个负的脉冲信号，此时时基电路芯片555的2脚为低电平，3脚输出高电平。

（3）当人体离开离开触摸极后，C1通过R1充电，芯片6或7脚电平逐渐升高，当达到≥2/3VCC时，555时基电路复位，3脚输出低电平。

由此，触摸式报警器静态（低输出）→触发（高输出）→延时（高输出）→复位（低输出）工作流程完成。

元器件选择：BT1=3~5V，U1=555时基电路芯片,R1=5.1M，R2,R4=1K, R3=100K ，LED1=红色发光二极管,D1=1N4148，C2=10000pF，C1=100uF，Q1=9014，LS1=扬声器，K1=两端拨动开关。

集成电路NE555与C1、C2组成单稳态触发器，平时没有人触及金属片时，电路处于稳定状态，即NE555的（3）脚输出低电平，报警电路不工作。

一旦有人触及触摸片，由于人体感应电势给NE555的（2）脚输入一个负脉冲（杂波脉冲），单稳态电路被触发翻转进入暂稳态。

NE555的（3）脚由原来的低电平跳变为高电平，该高电平信号经电阻R2使Q1导通，放大器放大推动蜂鸣器发出报警声，由于单稳态电路被触发翻转的同时，电源开始经R3对C1进行充电，约经1.1R3C1时间后，单稳电路自动恢复到稳定状态，（3）脚输出变为低电平，停止报警，电路恢复到预报警状态。

2.5元件参数第三章Proteus 的仿真实验3.1Protus 的软件简介Proteus ISIS 是英国Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。

它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。

该软件的特点是：1.实现了单片机仿真和SPICE 电路仿真相结合。

具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

2.支持主流单片机系统的仿真。

目前支持的单片机类型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列、ARM7 系列以及各种外围芯片。

3.提供软件调试功能。

在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2 等软件。

4.具有强大的原理图绘制功能。

5.PCB 设计以及自动布线。

特点：支持ARM7，PIC ，AVR，HC11 以及8051 系列的微处理器CPU模型，更多模型正在开发中，更新信息请参见网页；交互外设模型有LCD 显示、RS232 终端、通用键盘、开关、按钮、LED 等；强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；支持如IAR、Keil 和Hitech 等开发工具的源码C 和汇编的调试；一键“make”特性：一个键完成编译与仿真操作；内置超过6000 标准SPICE 模型，完全兼容制造商提供的SPICE 模型；DLL 界面为应用提供特定的模式；基于工业标准的SPICE3F5 混合模型电路仿真器14 种虚拟仪器：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：模拟、数字和混合瞬时图形；频率；转换；噪声；失真；付立叶；交流、直流和音频曲线；模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流；集成PROTEUS PCB 设计形成完整的电子设计系统。