模拟-消防-警车-救护车声音报警装置--课程设计

课程设计说明书（2012 /2013学年第2学期）

课程名称：电子技术课程设计

题目：模拟，消防，警车，救护车声音报警装置

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计周数：2

设计成绩：

2013年7月5日

目录

第一章电路设计方案及选定 (3)

1.1 设计任务及要求 (3)

1.2 设计方案的选定 (6)

第二章555定时器，cd4017，cd4066芯片 (8)

2.1计时器的特点及原理 (8)

2.1.1计时器的原理 (8)

2.2.1计时器的特点 (9)

2.2由555定时器组成的多谐振荡器 (10)

2.3 cd4017,cd4066芯片 (12)

第三章电路的设计与调试 (14)

3.1电路的设计 (14)

3.2电路的制作 (15)

3.3电路的修正 (16)

3.4原理图，pcb图 (17)

心得与体会 (19)

主要参考文献 (20)

第一章电路设计方案及选定

1.1 设计任务及要求

本课程要求设计一个报警器。设计要求用555时基电路施密特的多谐振荡器，使电路通过一个小型扬声器可以发出三种不同频率的“滴、嘟、滴、嘟……”的声响，与救护车的笛音，警车，消防车相似而发出报警信号。

实训目的：

1、掌握555，cd4066，cd4017构成电路的实际应用。通过双音报警器熟悉用555构成

多谐振荡电路。

2、熟悉555时基电路控制端的功能和作用。

3、了解用电压调制频率的方法。

4、了解电路板其制作流程，熟悉焊接工艺

1.2 设计方案的比较和选定

1.2.1 设计方案的比较

该方案可以有多种设计思路与可行性方案。

例如与非门组成的双音报警器、电路光控报警电路、由两个555集成块组成的双音报警器等。 第一种方案:

图示A 是用TTL 与非门组成的报警线路。它是由三个振荡器组成的，各有不同的振荡频率。图中的晶体三极管和1f 、4f 和4R 、2C 组成的约1000Hz 的频率振荡；3f 、4f 和3C 、

5R 组成频率约200Hz 的振荡。三种不同的频率进过调制后，输出端加一级驱动，即可由扬

声器发出双音。用作报警时，5V 电源处需输入相应的电位；如作门铃应用时，只要中间加一只按钮开关即可。

图1-2-1-1与非门组成的双音报警电路

第二种方案：

本柜、屉光控报警电路用于钱币或贵重物品被强行打开时报警，它能发出两种不同的音调的声响，低音和高音，高音如警笛，相互交替，使窃者魂飞魄散，逃之夭夭。该电路由光控低频振荡器和可控式高音频反馈振荡器组成。电路中的SN 未微型弹性按钮，当柜，屉关紧时SN 处于断开状态；一旦他人将其打开，SN 自动闭合，电路通电运行。在门打开到一定位置时，光敏管VT1受光照呈现低阻态；平时呈现高阻态（暗阻为几百ΩK ）。VT1和RP 组成光控支路，在无光照下，由于VT1暗阻大，使555的4脚电位在0.4V 以下555处于强制复位态，3脚输出为低电平。VT1在一定的光照下呈低阻，它与RP1的分压使555的4脚电位高于0.4V ，555的强制复位状态解除，开始多谐振荡。555和1R 、2R 、1C 等组成可控式多谐振荡器，它的振荡频率为1

11)2(43

.1C RP R f c +=

。图示参数是按10Hz 设计的。VT2，

VT3 ，和3C ，4R 等组成一个可控式反馈音频振荡器。在555输出低电平时VT2，VT 因无偏置电流不会起振；在555起振并输出高电平脉冲期间，VT2通过4R 限流后注入偏流，VT2和VT3等组成的音频振荡器便开始振荡，图示参数能发出类似警笛的尖叫声。由于受555产生的低频脉冲的调制，喇叭发出的是间歇式的短促警笛声并伴有低沉的重锥声。电路中的VT1采用2CU 系列的光敏二极管，如2CU101A-2CU101D ，宜选用正品管，其特点是无光

照时暗阻大，有光照时亮阻小；反馈电容器3C 宜选用漏电或损耗小的云母电容器或CT4型的独石电容器。扬声器B 可以选用8Ω的舌簧式电动式扬声器。

图1-2-1-2本柜、屉光控报警电路

第三种方案：

它是由两个555集成块组成的双音报警器。其1IC :5脚为控制端，片内接比较器的反相输入端，电位为Vcc 3

2。一般555组成自激多谐振荡器时，将5脚通过一个小电容(0.01μ

F-0.1μF)接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，当需要把它变成可控多谐振荡器时，可以在电路的5脚外加一个控制电压，这个电压将改变芯片内比较电平，从而改变振荡频率，当控制电压升高(降低)时，振荡频率降低(升高)，这就是控制电压对振荡信号频率的调制。利用这种调制方法，可组成双音报警器。1IC 输出的方波信号，通过5R 控制2IC 的电平。当1IC 输出高电平时，2IC 的振荡频率低，当1IC 输出低电平时，2IC 的振荡频率高。因此

2IC 的振荡频率被1IC 的输出电压调试为两种音频，使扬声器发出“滴、嘟、滴、嘟……”

的双音声响。其使用分立式元件不仅增大了设计的难度而且使整个电路的最终设计效果与可信度降低，扬声器发出的两种不同频率的声响不易区分，效果不理想。

图1-2-1-3由两个555组成的双音报警器电路

1.2.2 设计方案的选定

第一种方案：

其使用分立式元件不仅增大了设计的难度而且使整个电路的最终设计效果与可信度降低；使扬声器发出的两种不同频率的声响不易区分，效果不理想；还使设计成本增加。

第二种方案：

其使用了一个555集成块，提高了最终的设计效果，降低了设计难度。但是其还是用了不少的分立式元件，使得电路的整体效果不佳。其中光敏二极管需要光源，在黑暗下无法工作，不满足设计基本要求。

第三种方案：

它是由两个555集成块组成的双音报警器。该电路主要由集成元件组成。

集成元件与分立式元件相比较，集成元件的优势：1、元件制作方便快捷。其将一个特定的功能集合在一起，供使用者使用，不必再花费过多的时间、精力。而且它保证并提高了整个电路的整体性能，使扬声器能清晰地发出两种不同频率的声响，较好的满足设计的要求。

2、元件制作可行性高。集成元件提供了很大的可行度，而奋元件在复杂的电路中要不断地返回检查，增加了任务量。

3、由分立元件组成的电路，如果电路选择得好，参数选择恰当，元件性能优良，设计和调试的好，则性能也很优良。但只要其中一个环节出现问题，则性能