双声光报警器电路设计

双声光报警电路
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。

声光报警器（Audible and visual alarm）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。

其中，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、机、定时器等电子产品中作发声器件。

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。

第二章 555定时器声光报警电路设计
2.1 硬件组成
图2.1双声光报警电路组成框图
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
图2.2双声光报警电路原理图
2.3 印刷电路板
单面板图
2.4 555定时器声光报警电路原理
声光报警电路由闪光灯报警和蜂鸣器报警电路组成。

它可作为防盗装置，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。

该电路由两个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。

利用555定时器可以构成单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器。

再此设计中，主要分析555定时器构成的多谐振荡电路。

如图2.3，它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。

A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

是复位端，当其为0时，555输出低电平。

平时该端开路或接VCC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出
作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

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。

由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。

电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端
放电，使电路产生振荡。

电容C在和之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图2.4所示。

图2.3 555构成多谐振荡器图2.4多谐振荡器的波形
输出信号的时间参数是：T=
=0.7（R1+R2）C
=0.7R2C
其中，为V C由上升到所需的时间，为电容C放电所需的时间。

555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ，但两者之和应不大于3.3MΩ。

外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。

因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。

第三章主要元器件原理及相关计算
3.1 材料清单
3.2元器件参数计算
电阻器：棕黑黑红棕 10k;棕红黑棕棕 1.2k；
BAOTER3296 BAOTER W104电位器:10⨯104=105Ω=100k；
BAOTER3296 BAOSHI W203电位器：20⨯103=20000Ω=20k；
碳膜电容：103=10⨯103=10000pF=0.01uF;
印制电路板的大小尺寸:75mm⨯150mm
555定时器：10mm⨯13mm
电位器：10mm⨯13mm
焊盘及线宽尺寸：线宽0.8mm,电源线宽1mm,
过孔：1.8mm⨯1.8mm、Round、孔径0.8mm
正常焊盘：2.54mm⨯2.54mm、Round、孔径1.016mm
3.3主要元器件介绍
3.3.1蜂鸣器
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。

1、压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电
蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。

有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。

多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。

当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出 1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电瓷材料制成。

在瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。

2、电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。

接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。

振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

3.3.2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。

3.3.3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。

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。

图3.1 3296电位器引脚图
3.3.4 555集成定时器
图3.2 555定时器引脚图
表2. 555定时器功能表清零端高触发端TH 低触发端TR Q 放电管T 功能
0 X X 0 导通清零
1 0 1 X 保持保持
1 1 0 1 截止置1
1 0 0 1 截止置1
1 1 1 0 导通清零
表3. 555引脚功能介绍
引脚名称功能
1 GND(地) 接地，作低电平
2 TRIG（触发）当此引脚电压降至1/3Vcc（或由控制端决定的阈值电压）时输出端给出高电平
3 OUT（输出）输出高电平（+Vcc）或低电平
4 RST（复位）当此引脚接高电平时决定工作，当接地时芯片复位，输出
低电平
5 CTRL(控制) 控制芯片的阈值电压
6 THR(阈值) 当此引脚电压降至2/3Vcc时输出端给出低电平
7 DIS(放电) 接OC门，用于给电容放电
8 V+,Vcc(供电) 提供高电平并给芯片供电
第四章硬制电路板设计
4.1.1 双声光报警电路制作
双声光印制电路板的设计，如下所示。

图4.1 印制电路板顶层
图4.2 印制电路板底层
图4.3 印制电路板丝印层
图4.4印制电路板阻焊层
图4.5 双声光报警电路双面板PCB图
图4.6 双声光报警电路单面板PCB图
图4.7 双声光报警电路单面板多层
图4.8 双声光报警电路PCB 3D显示图
4.1.2 工艺文件的设计和汇编
心得体会
通过两周的设计与制作，初步掌握了双声光报警电路。