双音报警器课程设计报告---副本

双音报警器课程设)计报告目录第一章电路设计方案及选定............... 错误!未定义书签。

设计任务及要求...................... 错误!未定义书签。

设计方案的选定...................... 错误!未定义书签。

设计方案......................... 错误!未定义书签。

设计方案的优点................... 错误!未定义书签。

第二章 555定时器 ....................... 错误!未定义书签。

计时器的特点及原理.................... 错误!未定义书签。

计时器的特点..................... 错误!未定义书签。

计时器的原理....................... 错误!未定义书签。

由555定时器组成的多谐振荡器.......... 错误!未定义书签。

第三章电路的设计与调试................. 错误!未定义书签。

电路的设计............................ 错误!未定义书签。

电路的制作............................ 错误!未定义书签。

电路的修正........................... 错误!未定义书签。

心得与体会............................ 错误!未定义书签。

鸣谢.................................. 错误!未定义书签。

附录A 双音报警器设计原理图............ 错误!未定义书签。

附录B 作品照片 ....................... 错误!未定义书签。

附录C 元件清单 ....................... 错误!未定义书签。

第一章 电路设计方案及选定设计任务及要求本课程要求设计一个双音报警器。

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两种不同频率的“滴、嘟、滴、嘟……”的声响，与救护车的笛音相似而发出报警信号。

实训目的：1、掌握555构成电路的实际应用。

通过双音报警器熟悉用555构成的多谐 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、学会分析变化的信号波形。

设计方案的选定设计方案双555集成块双音报警器：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 32。

一般555组成自激多谐振荡器时，将5脚通过一个小电容μμF)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。

k R 101k R 1002C 101()V V V CC 12/5++图1-2-1-3由两个555组成的双音报警器电路设计方案优点它是由两个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，则性能会低于一般集成电路。

且为了不致过载、过流、过热等损坏元件，需要加以复杂的保护电路。

集成功放电路成熟，低频性能好，内部设计具有复合保护电路，可以增加其工作的可靠性，尤其集成厚膜器件参数稳定，无须调整，信噪比较小，而且电路布局合理，外围电路简单，保护功能齐全，还可外加散热片解决散热问题。

第二章 555定时器计时器的特点及原理计时器的特点555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成与一体的电子器件。

用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。

其在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。

555时基集成电路具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力。

在电子制作中只需经过简单调试，就可以做成多种实用的各种小电路，远远优于三极管电路。

555时基集成电路的主要参数为（以NE555为例）电源电压～16V 。

输出功率大，驱动电流达200mA 。

作定时器使用时，定时精度为1％。

定时时间从微秒级到小时级。

作振荡使用时，输出的脉冲的最高频率可达500KHz 。

可工作于无稳态和单稳态两种方式。

可调整占空比。

温度稳定性好于 C o %005.0 。

常见的555时基电路为塑料双列直插式封装（见图），正面印有555字样，左下角为脚1，管脚号按逆时针方向排列。

图2-1-1 555时基电路计时器的原理它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器的参考电压由三只 K 5的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为Vcc 32 和Vcc 31 。

A1和A2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号输入并超过Vcc32时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc 31 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

D R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。

平时该端开路或接VCC 。

Vc 是控制电压端（5脚），平时输出Vcc 32 作为比较器A1的参考电平当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

在使用时，该三极管的集电极（7脚）一般都要外接上拉电阻。

控制电压阈值输入触发输入放电端Vcc 电源复位Vo图2-2-1 555内部结构表2-2-1 555功能表由555定时器组成的多谐振荡器由555定时器和外接组件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。

电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R 1、R 2向C 充电，以及C 通过R 2向放电Dc 端放电，使电路产生振荡。

电容C 在Vcc32和Vcc 31之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波形，对应的波形如图所示。

Vcc图2-2-1由555构成的多谐振荡器图2-2-2多谐振荡器的波形图输出信号的参数有： 电路振荡周期：12w w t t T +=电容充电时间：C R R t w )(7.0211+=电容放电时间：C R t w 27.02=电路振荡频率：C R R T f )2(43.1121+≈=输出波形占空比：%1002(%)21211⨯++==R R R R T t q w其中1w t 为Vc 由Vcc 32上升到Vcc 31所需时间，2w t 为电容C 放电所需时间。

555电路要求1R 与2R 均应不小于ΩK 1，但两者之和应不大于ΩM 3.3。

由于555定时电路内部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，用 555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。

外部组件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的组件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。

因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。

第三章 电路的设计与调试电路的设计选用555定时器组成多谐振荡器。

而整个电路由两个555定时器1IC 、2IC 组成。

中间加有R5以连接1IC 的3脚与2IC 的5脚。

通过R5的方波的低频加至2IC 的控制电压端5脚，对第二级2IC 进行调制。

当方波为高电平时，2IC 的频率较低；而当方波为低电平时，2IC 的振荡频率高，则扬声器会发出高低连续变化的双音。

2IC 的5脚为控制电压端，当方波加至此，改变了2IC 集成块的内部基准电压值，从而实现了对555振荡频率的控制，经4C 的滤波作用后，小型扬声器发出两种不同频率的“滴、嘟、滴、嘟……”的声响。

要求输出功率为120mW ，输出阻抗为Ω8。

为了与输出阻抗Ω8匹配，则应选用Ω8的扬声器。

1IC 的振荡频率：1211)(43.1C R R f +=，1f 约为。

2IC 的振荡频率：3432)2(43.1C R R f +=，2f 约为500Hz 。

2IC : PR Uc =，mV Uc 693=CP Ic =，mA I c 625.86=1IC : 127.0C R t pL =121)(7.0C R R t pH +=pHpL t t T +=1 ，11T f =频率范围为高频1500Hz ，低频500Hz 。

由11T f =得高频下周期为，低频下周期为2ms 。

电路的制作该电路的设计使用多孔板制作。

而制作电路产品要使用焊接技术。

焊接前应准备好焊接工具和材料，清洁被焊件及工作台，进行元器件的插装及导线端得处理，左手拿焊丝，右手握电烙铁，同时进入备焊状态。

电烙铁头放置焊件处加热，焊锡丝在电烙铁对侧，立即送入焊锡丝。

待焊锡在焊点上全部湿润后锡丝移开应略早于电烙铁。

待焊点全部焊接完后，按照电路图用导线将各个焊点连接起来，电路初步就做成了。

电路的修正在本次课程电路的设计中，我使用了示波器，万用表。

我发现接通电源，试听扬声器声音。

只能听见“滴……”的一种声音。

，I C 2的3脚出来的波形出现单一频率的波形。

问题出现后，我采取单一变量原则，先后替换了电容、电阻。

结果还是单一频率，各次结果均告失败。

问题出现后，我尝试从其它方面入手。

我试着从PCB 板入手，检查电路接线，最后在仔细检查过后发现IC 1的1脚未接地，在修正错误后终于出现不同频率的“滴、嘟”声接通电源，用示波器观察1IC 和2IC 的输出波形。

然观察到的1IC 和2IC 的输出波形均为正常的矩形方波。

试验成功。

心得与体会首先，这次课程设计给我提供了一次很好的锻炼机会，提高了我的动手能力，让我明白了“纸上得来总觉浅，绝知此事要躬行”的道理。