555双音报警器

救护车双音报警器

1设计目的

(1)巩固课堂所学的知识，提高把理论知识应用于实际中的能力，同时通过实习活动，既要我们收集与自己设计题目有关的设计资料，又要掌握救护车声电路的设计方法和调试技术，数字模拟救护车声电路的综合设计、分析与调试方法。

(2)通过电子元器件认识与系统设计，能够进一步熟悉电子元件的结构、工作原理和使用方法。了解电路理论的实际应用，掌握电子系统的装配和调试工艺，提高学生的实际操作的能力。

(3)我们所做的是模拟救护车声的装置，该装置简单易懂，制作比较方便，通过对电路的设计，以及对电子市场中元器件的调查和焊接的过程，大大提高了我们的动手能力。

(4)学习普通防盗报警器的工作原理和使用方法，根据此报警器可制作出用于不同范围的报警装置，并且学习电路图和电路板的设计和制作，了解各个元器件的类别、工作原理和使用方法。

2设计任务

(1)设计出一个可模拟救护车声音的数字电路。

(2)根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元件参数。

(3)掌握电路的设计与制作的基本步骤及方法。

(4)做出实物并验证其功能。

3市场调研

通过市场调研，了解市场行情，自己也可以从中学到了许多书本上学不到的东西，开阔了自己的视野，培养了自己独立自主的办事能力以及与人沟通的能力。为了做到对这些元器件的详细了解，我对调查结果进行整理制作了元器件调研表，如表1所示。

表1 元器件调研表

名称规格型号价格（元）生产厂家调研地点是否选用

碳膜电阻1/4W 390Ω0.04 深圳市联义微电子有限公司西北电子商贸城否

碳膜电阻1/4W 1.2K 0.04 深圳市联义微电子有限公司西北电子商贸城否

碳膜电阻1/4W 10k 0.04 深圳市联义微电子有限公司西北电子商贸城是

碳膜电阻1/4W 15k 0.04 深圳市联义微电子有限公司西北电子商贸城否

碳膜电阻1/4W 100k 0.04 深圳市联义微电子有限公司西北电子商贸城是

碳膜电阻1/4W 150k 0.04 深圳市联义微电子有限公司西北电子商贸城是

三极管2SC2120-Y/S8550 0.50 深圳市金鹏微电子有限公司西北电子商贸城否

三极管2SC1815-Y/S8550 0.50 深圳市金鹏微电子有限公司西北电子商贸城否

电解电容50V 1000uf 0.50 上海捷晟有限公司西北电子商贸城否

电解电容35V 470uf 0.30 上海捷晟有限公司西北电子商贸城否

电解电容16V 100uf 0.05 上海捷晟有限公司西北电子商贸城是

电解电容50V 10uf 0.05 上海捷晟有限公司西北电子商贸城是

瓷片电容50V 0.01uf 0.02 上海捷晟有限公司西北电子商贸城是

稳压管1/2W-24V 0.10 苏州富强电子西北电子商贸城否

稳压管1/2W-4.7V 0.10 苏州富强电子西北电子商贸城否

继电器0.36W DC12(V） 1.00 乐清市台菱电子有限公司西北电子商贸城否

继电器0.90W DC24(V） 1.50 乐清市台菱电子有限公司西北电子商贸城否

电路板6CM*8CM 1.00 昆山华明电路板有限公司西北电子商贸城否

电路板10CM*15CM 3.50 昆山华明电路板有限公司西北电子商贸城是

4功能

该作品的主要功能在于可模仿出救护车发出的声音，当接通电源时能发出“滴、嘟、滴、嘟…”的声音，可用于报警器来提醒或警示人们。

5设计方案

方案一：将两片555定时器分别连接成多谐振荡器，其中555（1）的作用是控制高频声音和低频声音的持续时间，其输出V o1是555（2）的控制电压；555（2）的作用是控制高低音的频率，作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。

方案二：将一片555定时器连接成多谐振荡器，此外用PNP三极管，NPN三极管，电阻，电容构成一个可控式反馈音频振荡器。当555振荡器输出低电平时，三极管不导通不会起振；当555振荡器输出高电平时，音频振荡器开始振荡，驱动扬声器发出声响。

方案选定：由于方案二使用PNP三极管，NPN三极管，电容等分立式元件太多使得电路复杂且整体效果不佳；方案一用555芯片代替了由分立式元件组成的振荡器，使得制作简化且可行性较高。综上可得方案一优于方案二，所以选择方案一。

6电路工作原理

555定时器含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，电压比较器的参考电压由三只5kΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器AR1同相比较端和低电平比较器AR2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。AR1和AR2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2/3Vcc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1/3Vcc时，触发器置位，555芯片的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。Rd是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vcc是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc作为比较器AR1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0.01uF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。芯片内部电路如图1所示。

&

&

&

1

5K

5K

5K

Vco Vi1

56

2

7

Vi2

Vo

1

-Td

R

Vc2

Vc1

+

-

+

8

4

G1

G2

G3

Q

C1

C2

3

Vo

G4

图1 555芯片内部电路

根据以上的分析，我们可以得到555定时器的功能表如表2所示。

表2 555功能表

阈值输入

触发输出

复位Rd

R S 输出电压 放电管 × × 0 × × 0 导通 <2/3Vcc <1/3Vcc 1 1 0 1 截止 >2/3Vcc >1/3Vcc 1 0 1 0

导通 <2/3Vcc

>1/3Vcc

1

1

1

不变

不变

救护车双音报警器电路由2只555电路和外围元件等组成，芯片1的5脚为控制电压输入端，芯片内接比较器的同相输入端，电位为2/3Vcc 。一般555组成自激多谐振荡器时，将5脚通过一个小电容（0.01uF-0.1uF ）接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响。当需要把他变成可控多谐振荡时，可以把电路的5脚外加一个可控电压，这个电压将改变比较电压，从而改变震荡频率，当控制电压升高（降低）时，震荡频率降低（升高），这就是控制电压对震荡信号频率的调制。芯片1输出的方波信号通过R 5去控制芯片2的5脚电平。当芯片1输出高电平时，芯片2的振荡频率低；当芯片1输出低电平时，芯片2的振荡频率高。因此芯片2的振荡频率被芯片1的输出电压调制为两种不同的音频频率，使扬声器发出“滴、