地震报警器_模电课程设计 精品

摘要

从中国的汶川地震到海地地震再到今年雅安的地震，似乎地球进入了“地震年”，地震的到来总让人措手不及，造成了巨大的人员伤亡和不可预计的经济损失。在这种社会条件下，报警品应运而生。19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位，这对地震报警器的研制带来了极大的福音。数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。近年来，数字电路又有了巨大的发展。可编程逻辑器件（PAL、GAL等）的发展和普及最终使IC的设计面向了用户（这是模拟电路无法做到的），而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷，从而奠定它在电子电路中的对位。随着集成技术的进一步提高，各种新技术的出现和应用，人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本，也仅仅是资本而矣。新世纪里电子行业的发展速度令人窒息，闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。可以展望，一个由数字构成的新世界即将出现。那将是人类文明的又一飞跃。

关键词：数字电路；可编程逻辑器件；单稳态触发电路；多谐振荡电路；

目录

第一章总体方案的设计 (3)

1.1 方案论证与对比 (3)

1.1.1 方案一 (3)

1.1.2 方案二 (3)

1.1.3方案总结 (4)

1.2系统的总设计框图 (4)

1.2.1 设计框图的介绍 (4)

1.2.2 设计框图的工作流程 (5)

第二章各芯片介绍 (6)

2.1 NE555工作原理及电路图 (6)

2.2 NE555构成的单稳态触发器 (8)

2.3 NE555构成的多谐振荡电路 (11)

第三章各单元电路的设计 (13)

3.1单稳态触发器 (13)

3.2多谐振荡器 (13)

3.3报警电路 (13)

第四章电路仿真 (14)

第五章安装与调试 (16)

5.1调试仪器 (16)

5.2调试方法和过程 (16)

5.3调试所遇问题及问题的解决： (16)

5.4测量结果 (17)

总结与心得 (18)

参考文献 (19)

【附录1】：元件清单 (20)

第一章总体方案的设计

1.1 方案论证与对比

1.1.1 方案一

用开关闭合模拟地震震动信号，接地后触发一个NE555芯片构成单稳态触发器，驱动蜂鸣器和发光二极管工作，为防止电压过大，串联一个电阻分压，但是单稳态触发器是低电平触发，时间比较短暂，报警不明显，不易觉察，不予采用。

图1.1.1单稳态触发地震报警器

1.1.2 方案二

在方案一的基础上增加多谐振荡器，再输出到报警部分两端，驱动其工作，仍然采用串联一个电阻，使得蜂鸣器正常工作，但电阻不宜过大，否则就不起作用，电路虽然

增加元件，但是电路并不变得复杂，也比较经济。

图1.1.2系统框图

1.1.3方案总结

通过电路的多方面的比较，最终选择了方案二。

1.2系统的总设计框图 1.

2.1 设计框图的介绍

系统的总的设计框图如图1.2.1所示。

开关代替震动信号

单稳态触发 器

多谐振荡器

报警电路

图1.2.1系统的总的设计框图

1.2.2 设计框图的工作流程

接通电源后，按下开关，定时器开始工作，引起蜂鸣器报警。

第二章各芯片介绍

2.1 NE555工作原理及电路图

NE555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，

属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。

NE555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其

他的电路提供时序脉冲。NE555时基电路有两种封装形

式，一是dip双列直插8脚封装，另一种是sop-8小型

（SMD）封装形式。其他HA17555、LM555、CA555分属不

同的公司生产的产品。内部结构和工作原理都相同。

NE555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.

NE555属于CMOS工艺制造.

NE555引脚图介绍如下:

1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压

V

6门限(阈值）7放电 8电源电压CC

应用十分广泛.

下面是一个简单的NE555电路

图2.1.1 NE555内部结构图

图2.1.2 NE555外部引脚图

NE555时基集成芯片的电路结构和芯片引脚图如图3.2所示。

它的内部电路由分压

器、两个电压比较器1C 、2C 、简单SR 锁存器、一个放电三级管T 及缓冲器G 组成，比较器的参考电压由三只5K 的电阻构成的分压器提供。分压器分别使高电平比较器1C 的

同相输入端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为

32cc V 和3

cc

V 。1C 、C2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号从6脚输入并超过参考电平3

2cc

V

时，触发器复位，555的输出3脚为低电平，同时放电开关管导通。当输入信号从2脚输入并低于

3

cc

V 时，基本RS 触发器置位，555的输出0V 为高电平，同时放电开关管截止。 4脚是复位脚，当为低电平时，555输出低电平。平时4脚开路或接CC V 。5脚是外加控制电压输入端，当5脚外接一个输入电压时，则改变比较器的参考电压，不接外加电压时，5脚通常接一个0.01uF 的电容到地，用来消除外来的干扰，以确保参考电平稳定。

D T 是放电管，当D T 导通时，为放电端7脚提供低阻抗放电通路。555定时器主要通过电阻R 和电容C 构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。利用它可以构成从微秒到数十分钟的延时电路、单稳态触发电路、多谐振荡器、施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。

综合上述分析，可得NE555定时器功能表，如表表2.1所示 表2.1 555定时器功能表

输入

输出

阀值输入（11V ） 触发输入（12V ）

复位(D R )

输出(0v ) 放电管T ×

＜32Vcc

＞32Vcc

＜3

2Vcc

×

＜

3Vcc

＜3Vcc

＞3

Vcc

0 1 1 1

0 1 0 不变

导通 截止 导通 不变

2.2 NE555构成的单稳态触发器

用555定时器构成的单稳态触发器如图2.2.1所示，图2.2.2为其简化图。将555定时器的2号脚作为外触发信号的输入端，将THR 输入端与放电三极管D T 的放电端DISC