救护车警笛发生器讲解

救护车警笛发生器

一、 设计任务与要求

1、 设计任务：

设计一个可以产生类似于家用防盗报警器声音的信号发器。

2、 设计要求：

（1）、高低两种音频交替出现

（2）、高低音频持续时间都在两秒以内

二、总体框图：

设计思路：用555设计一个多谐振荡器提供时钟信号，输入计数器使得计数器进行计数，在计数器的输出端接两个数据选择器选择不同等输出状态，使得灯泡显示不同的亮灭情况从而达到设计目的。

二、器件选择：

1、555芯片的介绍：

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。

555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以

实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 4 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器A1 的反相输入端的电压为2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器A2 的输出为1，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3，同时TR 端的电压大于VCC /3，则A1 的输出为1，A2 的输出为0，可将RS 触发器置0，使输出为0 电平。555定时器的集成电路外形、引脚、内部结构如图

（a）外引线排列(b) 内部结构图

CO：控制电压端TH：高触发端V CC：电源端OUT：输出端R：R：复位端D：放电端V CC：电源端GND：接地端TR：低触发

5定时器应用举例

施密特触发器：

1.电路组成:

只要将555定时器的2号脚和6号脚接在一起，就可以构成施密特触发器。

O O 1

2I

v t

t

v I

O v 1

2

3C C V C C

1V 3(a)电路图

(b)波形图

v

图（1—1 ） 555定时器构成的施密特触发器

（1）V I =0V 时，V o1输出高电平。

（2）当V I 上升到cc V 3

2时，V o1输出低电平。当V I 由cc V 3

2继续上升，V o1保持不变。

（3）当V I 下降到cc V 31

时，电路输出跳变为高电平。而且在V I 继续下降到0V 时，电路的这种状态不变。

图中，R 、V CC2构成另一输出端V o2，其高电平可以通过改变V CC2进行调节。 2.施密特触发器的应用举例

1). 用作接口电路----将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL 系统要求的脉冲波形。

2). 用作整形电路----把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。

1

MOS CMOS

正弦波1

振荡器

输入

输出

V V T+T-

图1—3 慢输入波形的TTL 系统接口 图1—4 脉冲整形电路的输入输出波形

3.) 用于脉冲鉴幅——将幅值大于V T+的脉冲选出。

单稳态触发器

单稳态触发器具有下列特点：第一，它有一个稳定状态和一个暂稳状态；第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态，而暂稳状态时间的长短，与触发脉冲无关，公决定于电路本身的参数。 1.电路组成及其工作原理

由555构成的单稳态触发器及工作波形如图所示将555的6号脚和7号脚接在一起，并添加一个电容 和一个电阻 ，就可以构成单稳态触发器我们简记为“七六搭一，上R 下C ”。

O

(a)

(b)

C

2C

3V C C

v t

t

O

O

t t v I

O

v v O

t

I

V C C

01

t W

图（2—1）用555定时器构成的单稳态触发器及工作波形

2. 主要参数估算

(1) 输出脉冲宽度T W

输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间，也就是定时电容的充电时间。由图2—1（b ）所示电容电压V C 的工作波形不难看出V C （0+）≈0V ，V C （∞）=V CC ，V C

（T W ）=cc V 3

2

，代入RC 过渡过程计算公式，可得

RC

V V V t V V V V T CC

CC CC W C C C C W 1.13ln 3

20

ln )

()()

0()(ln

111==--=-∞-∞=+τττ

上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度T W 仅决定于定时元件R 、C 的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R 、C 的取值，即可方便的调节T W 。 3.单稳态触发器的应用 （1）延时

在图2－4中，V O 的下降沿比V I 的下降沿滞后了时间T W ，即延迟了时间

T W 。单稳态触发器的这种延时作用常被应用于时序控制中。 （2）定时

在图2－4中，单稳态触发器的输出电压V /O ，用做与门的输入定时控制

信号，当V /O 为高电平时，与门打开，V O = V F ，当V /O 为低电平时，与门关闭，V O 为低电平。显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳态触发器输出脉冲V /O 的宽度T W 。