数电课程设计 555定时器

课程设计说明书名称555定时器声光报警电路2011年12月12日至2011年12月16日共1 周院系班级姓名系主任教研室主任指导教师目录第一章绪论 (2)第二章主要元器件原理及相关计算 (3)2.1 测量值 (3)2.2.主要元器件介绍 (3)2.2.1 555定时器 (3)2.2.2 555定时器的电路结构及其功能 (4)2.2.3 555定时器的应用分类 (5)2.3电位器 (5)2.3.1电位器的作用及特点 (5)2.4蜂鸣器 (6)2.4.1蜂鸣器的结构原理 (6)2.5 发光二极管 (6)2.6 相关性能指标计算 (7)第三章 555定时器声光报警电路设计 (8)3.1 硬件组成 (8)3.2 电路原理图 (8)3.3 印刷板电路图 (8)3.4 555定时器声光报警电路原理 (9)3.5 性能指标要求 (9)第四章焊接及调试过程和注意点 (10)4.1安装及焊接步骤 (10)4.1.1查找资料 (10)4.1.2焊接 (10)4.2调试及调试的波形 (11)4.2.1焊接好后的成品图 (11)4.2.2实验波形 (12)第五章心得体会 (13)参考文献 (13)第一章绪论555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。

只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

555定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名555定时器的电压范围宽，双极型555定时器为5~16 V，CMOS 555定时器为3~18 V。

可提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。

555定时器还可以输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。

它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电器与电子玩具等领域都用着广泛的应用。

TTL单定时器型号的最后3位数为555，双定时器的为556；CMOS但定时器的最后4位数为7555，双定时器的为7556.它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。

555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。

555定时器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，同时报警的一种装置。

555定时器声光报警电路是利用两个555定时器组成的振荡电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响，发光二极管闪烁。

第二章主要元器件原理及相关计算2.1 测量值2.2.主要元器件介绍2.2.1 555定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。

555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。

2.2.2 555定时器的电路结构及其功能下图所示为双极型5G555定时器的逻辑图。

它的电压比较器C1和C2(包括电阻分压器)、G1和G2组成的基本RS触发器、集电极开路的放电管V和输出缓冲级G3三部分组成。

C 1和C2为两个电压比较器，当CO端悬空时，他们的基准电压为VCC经3个5kΩ的电阻分压后提供。

U R1=2/3V CC为比较器C1的基准电压，TH（阈值输入端）为其输入端。

UR2=1/3VCC为比较器C2的基准电压，TR（触发输入端）为其输入端。

CO为控制端，当外接固定电压UCO 时，则UR1=UC0、UR2=1/2UCO。

RD为直接置0端，只要RD =0，输出u0便为低电平，正常工作时，RD端必须为高电平。

它的各个引脚功能如下：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。

下表为555定时器的逻辑功能表2.2.3 555定时器的应用分类555定时器应用十分广泛，可装如下几种电路：1、单稳类电路作用：定延时，消抖动，分频，脉冲输出，速率检测等。

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。

2.3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。

2.3.1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。

2.4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。

2.4.1蜂鸣器的结构原理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陶瓷材料制成。

在陶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。

2.5 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。

2.6 相关性能指标计算1电容充电时间T1 T1=0.7(R1+R2)C2电容放电时间T2 T2=0.7R2C3电路振荡周期 T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C4电路振荡频率f f=1/T=1.43/(R1+R2)C第三章 555定时器声光报警电路设计3.1 硬件组成本电路包括555定时器、蜂鸣器、发光二极管等其它电子原件，焊接时需要必要的焊接工具，调试时需要示波器、电源等电子器材以及其它辅助工具。

3.2 电路原理图3.3 印刷板电路图3.4 555定时器声光报警电路原理电路由两个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。

3.5 性能指标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。

（充电时间T1 =0.693(R1+ R2)C 放电时间T2=0.693R2C）第四章焊接及调试过程和注意点4.1安装及焊接步骤4.1.1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4.1.2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。

4.2调试及调试的波形用5V电源接上电路板，根据实验所需的要求旋转可调电阻，是的两个可调电阻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。

4.2.1焊接好后的成品图4.2.2实验波形第五章心得体会本次试验，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，他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。