555声光报警电路设计

基于555声光报警电路设计
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前言
根据设计任务和要求，在设计前必须对电子技术、Multsim仿真软件、Altium Designer和主要用到的芯片熟悉了解和掌握。

设计中主要要完成的是发声报警和发光报警这两个部分电路，电路中利用了555多谐振荡器电路，并对555多谐振荡器电路中3脚输出端的周期和占空比进行了分析，得到了符合要求的输出周期。

按照设计任务、设计要求等进行选择，最后得出了设计中最理想的方案。

本次设计把重点放在电路的设计、制作和调试上。

大家都知道，在电路运用日趋广泛的情况下，独立运用一个集成电路中的某一部分的元件运用逐渐减少，因此本设计的主要在于桥式整流电路、滤波电路、稳压电路的运用和选择上，再设计和运用的过程中有着一定的局限性。

本设计中为了能够使所用的元件参数有根有据，有相应的计算公式代入进行理想计算。

也有一部分是从参考书目得来。

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。

一、设计目的
利用555定时器声光报警电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就好发出间隙的声响，发光二极管闪烁，利用仿真和pcb画出来。

二、设计思路：
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，调试时需要
示波器、电源等以及其它辅助工具。

2、电路电路图
3、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、元件性能分析及相关计算
1、元器件列表及测量值
编号器件名称数量理论值
Rp1 电位器 1 10kΩ
R2 电阻 1 2kΩ
Rp3 电位器 1 20kΩ
R4 电阻 1 2kΩ
C1 电解电容 1 100μF
2.主要元器件介绍
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。

下图所示为双极型5G555定时器的逻辑图。

它的电压比较器C
1和C
2
(包括电
阻分压器)、G
1和G
2
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
G
3
三部分组成。

C 1和C
2
为两个电压比较器，当CO端悬空时，他们的基准电压为V
CC
经3个
5kΩ的电阻分压后提供。

U
R1=2/3V
CC
为比较器C
1
的基准电压，TH（阈值输入端）
为其输入端。

U
R2=1/3V
CC
为比较器C
2
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U
CO 时，则U
R1
=U
C0
、U
R2
=1/2U
CO。

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

它的各个引脚功能如下：
1脚：GND源负端VSS或接地，一般情况下接地。

2脚：TRI低触发端。

3脚：OUT输出端。

4脚：RST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：COM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：THR高触发端。

7脚：DIS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。

电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。

电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。

比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。

高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信号。

基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。

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。

2.3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。

3相关性能指标计算
3.1电容充电时间T 1
3.2电容放电时间T 2
3.3电路振荡周期T
T=T1+T2=0.7(R 1+2R 2)C
3.4电路振荡频率f
三、调试
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
C
R R V V V V T v v v v T CC
CC CC
CC C C C C )(7.03
231
ln )
()()0()(ln 211111+=--==-∞-∞=+
ττC
R R T f )2(43.1121+≈
=
C
R T 227.0=
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。

仿真原理图
仿真波形图
四、PCB版的设计
555芯片
Pcb原理图
将原理图传到Pcb板
Pcb板
五、小结
在上传原理图到pcb板时芯片没成功上传到很可能是芯片封装出现问题，改进后仍然没解决这问题
六、心得体会
经过这次课程设计，我个人得到了不少的收获，一方面加深了我对课本理论的认识，另一方面也提高了使用操作能力。

这次是我真真正正的亲自完成，所以觉得相当宝贵，印象深刻，在实验之前必须要弄懂实验原理。

也深深地体会到理论与实践的指导作用，弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教他人才能提高的。

七、参考文献
1.邹寿彬、秦臻编，康华光主编《数字电子技术》第5版
2.陈大钦、张林编，康华光主编《模拟电子技术》第5版
3.肖景和著，555集成电路应用精辟
4.孙余凯吴鸣山顶绮明等著，555时基电路试图
5．网络。