基于NE555制作超声波撵狗器的设计

唐山师范学院本科毕业论文

题目用NE555制作超声波撵狗器

学生XXX

指导教师XXX

年级2010级

专业电子信息科学与技术

系别物理系

唐山师范学院物理系

2014年5月

郑重声明

本人的毕业论文（设计）是在指导教师XXX的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。

毕业论文（设计）作者（签名）：

年月日

目录

标题 (1)

中文摘要 (1)

1 序言 (1)

2 总体设计方案 (2)

2.1撵狗器的原理 (2)

2.2课题设计任务 (2)

2.3电源电路选择 (2)

2.4超声波发射器件选择 (3)

2.5系统结构 (4)

3 硬件系统设计 (4)

3.1 NE555工作原理 (4)

3.2 NE555控制电路 (5)

3.3 超声波发射电路 (6)

3.4 电源电路 (7)

4 系统测试 (8)

4.1测试方法 (8)

4.2 测试结果 (8)

4.3 误差分析 (8)

5 结束语 (9)

参考文献 (10)

致谢 (11)

附录 (12)

外文页 (14)

用NE555制作超声波撵狗器的设计

XXX

摘要基于NE555制作超声波撵狗器的设计以NE555为系统的核心控制部分，由电源电路、频率调节电路、NE555主控电路和超声波发射电路四部分组成。各部分电路协调工作，然后进行硬件的调试运行，最终达到设计电路的频率可调及驱赶狗的功能。设计中通过改变NE555内部两个比较器的正向输入端和反相输入端的数值大小产生一定频率的超声波，然后通过超声波喇叭发射出去。特点是设计思路简单、清晰，成本低。

关键词NE555 超声波频率可调

1序言

1919年兰杰文(Langevin)发明了一种能工作于超声频率的X切割式石英振动片。在第一次世界大战时期，交战国之一的法国，深感德国潜水艇威胁很大，采用一种新式武器声纳，声纳安装了兰杰文超声波振动片，能发现潜入海底隐蔽的德国潜水艇。现在，由于科学技术的发展，超声波技术已应用到各个方面，促进了社会的进步和生产力的发展。

超声波是超过人能听到的最高频（2万赫兹）的声波，可广泛应用在各技术部门。超声波的发现源于意大利。18世纪时，意大利教士，生物学家斯帕兰札尼揭示了蝙蝠能在黑暗中飞行自如的奥秘，它是用超声波确定障碍物的位置的。今医生借超声波可观察，监视母腹中胎儿的位置，生长发育和活动情况，并及早确定是否双胞胎或胎儿畸形。超声波亦能用于诊断胆结石，肝肿大及眼球、胰腺、乳房、肾等脏器的病变。此外，利用超声波还可进行金属探伤，航海探测等。

近十年来，国内科研人员在超声波回波信号的处理方法、新型超声波换能器研发、超声波发射脉冲选取等方面进行了大量理论分析与研究，并针对超声波测距的常见影响因素提出温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节等提高超声波测距精度的措施。

超声波发生器是现代电子科技的产物，它在现代生活中扮演着重要的角色，它的简单和灵活实现特性，它已融入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。

该设计主要对使用NE555设计简易超声波发生器进行了分析，并介绍了基于NE555超声波发生器硬件系统组成。利用可调电位器产生不同频率来获得我们要求的超声波，最终可随意调节想要频率的超声波。并且该设计分别从原理图、主要芯片、各模块原理及各模块的调试来详细阐述。

2 总体设计方案

2.1撵狗器的原理

许多动物在听觉方面特别发达，能够听到人类所不能听到的较高频率的声音，许多商业化的害虫驱赶器就是根据这个原理制造的，通常它们的频率范围在30到50kHz之间。该设计的原理也是如此，但又有所不同，这是一个超声波范围大的超声波发生器，可以用来驱赶狗，因为狗的听觉的频率范围是15到50kHz之间 ，如果能利用一种强大的高功率超声波脉冲对狗类听觉系统进行有效的干扰和刺激，使其无法忍受，并感到恐慌(频率范围13kHz--16kHz)及不安(频率范围18kHz--22kHz)，表现出食欲不振(频率范围14kHz--17kHz)、逃离(频率范围21kHz--24kHz)、甚至抽搐(频率范围25kHz--35kHz)等症状，从而就能达到将狗类驱赶离开的目的。人和一些动物的发声频率范围和听觉频率范围[3][4][9]，如表1。

表2人和一些动物的发声频率范围和听觉频率范围

2.2课题的设计任务

该设计是用NE555为核心控制元件，设计一个超声波发生器。以NE555作为主控核心，与可调电阻、高频喇叭等模块组成核心主控制模块。

该设计主要对使用NE555超声波发生器进行了分析，并介绍了基于NE555超声波撵狗器的硬件系统组成。利用改变外围电路电位器的大小来获得我们所需要的超声波的频率，最终达到驱赶狗离开的效果。并且该论文分别从原理图、主要芯片、各模块原理以及数据分析来进行了详细阐述。

对于狗的年龄大小等因素的影响，听觉频率范围也有所不同，但是，总的来说只要知道狗的大致听觉频率范围，通过调节电位器的阻值大小，使频率在这个范围内，就能达到一定的效果。

2.3电源电路选择

该设计中，主要为NE555供电以及发射超声波电路提供电源，其本身的难度要求不高，因而对电源的要求不高，我们在选择电源的时候，在满足要求的情况下选择节能环保的电源模块。

方案一：线性电源。线性电源是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流后，得到脉冲直流电。后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。我们选取了一块12V900mAh的锂电池做总电源供电，使用LM317作为稳压模块，稳压模块输出0--12V可调。经试验测量，稳压模块输出为5V，纹波非常小，而且输出功率满足小车要求。