555定时器声光报警电路课程设计

1、课程设计说明书 名称 555定时器声光报警电路 2011年12月26日至 2011年12月30日共 1 周院 系 班 级 姓 名 系主任 教研室主任 指导教师 目录第一 概述211、课程设计目的212、课程设计内容、原理及要求2第二章 元器件的介绍32.1 555定时器32.1.1 555定时器的参数及应用32.1.2 555定时器的电路结构及其功能32.1.3 555定时器的分类及作用42.2电位器52.2.1 电位器的作用及特点52.3 蜂鸣器52.3.1 蜂鸣器的分类及工作原理62.4 发光二极管62.5、电阻器72.6、电容器72.6.1、电容的分类7第三章 555定时器声光报警电路9

2、3.1 电路的组成93.2 电路设计原理图93.3 电路工作原理103.4 电路设计要求11第四章 调试及结果124.1、调试要求124.2、示波器观察的波形12第五章 实验总结14参考文献15第一 概述11、课程设计目的本课程强调以实践教学为主，在教学过程中要求学生把数字电子技术的基础内容贯穿起来，以电子工艺的要求独立完成电路原理的分析、设计、焊接及调试并作出具体的电子产品实物，使学生通过实践能较好地掌握常用数字器件的应用，更深层地掌握数字电子技术教材的内容。12课程设计内容、原理及要求1、内容：555定时器声光报警电路2、课题要求：声光报警电路是一种防盗装置，在有情况时它通过指示灯闪光和蜂

3、鸣器鸣叫，同时报警。要求指示灯闪光频率为12hz，蜂鸣器发出间隙声响的频率约为1000hz，指示灯采用发光二极管，其推荐原理图及线路板图如图1所示。3、原理：电路由两个555多谐振荡器组成，第一个振荡器的振荡频率为12hz时，第二个振荡器的振荡频率为1000hz。将第一个振荡器的输出(3脚)接到第二个振荡器的复位端(4脚)。在输出高电平时，第二个振荡器振荡;输出低电平时，第二个振荡器停振。这样，蜂鸣器将发出间隙声响。4、设计制作要求：（1）根据课题要求，掌握推荐电路的工作原理，验算已确定的电路元件参数。（2）将各元件按图1线路板图焊接。（3）将焊接安装好的成品进行调试。即按原理接线无误后，接通

4、电源。观察指示灯的闪烁和倾听蜂鸣器的鸣叫声,直到符合要求为止。（4）用示波器观察输出波形。第二章 元器件的介绍2.1 555定时器555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。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定时器是美国signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5k的电阻而得名。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

5、 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。2.1.1 555定时器的参数及应用555定时器的电压范围宽，双极型555定时器为516 v，cmos 555定时器为318 v。可提供与ttl及cmos数字电路兼容的接口电平。555定时器还可以输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电器与电子玩具等领域都用着广泛的应用。2.1.2 555定时器的电路结构及其功能下图所示为双极型5g555定时器的逻辑图。它的电压比较器c1和c2(包括电阻分压器)、g1和g2组成的基本rs触发器、集电极开路的放电管v和输出缓冲级g3三部

6、分组成。c1和c2为两个电压比较器，当co端悬空时，他们的基准电压为vcc经3个5k的电阻分压后提供。ur1=2/3vcc为比较器c1的基准电压，th（阈值输入端）为其输入端。ur2=1/3vcc为比较器c2的基准电压，tr（触发输入端）为其输入端。co为控制端，当外接固定电压uco时，则ur1=uc0、ur2=1/2uco。rd 为直接置0端，只要rd =0，输出u0便为低电平，正常工作时，rd 端必须为高电平。它的各个引脚功能如下：1脚：gnd(或vcc)源负端vss或接地，一般情况下接地。2脚：tr低触发端。 3脚：out（或vo）输出端。 4脚：r是直接清零端。当r端接低电平，则时基电

7、路不工作，此时不论tr、th处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：co(或vc)为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01f电容接地，以防引入干扰。6脚：th高触发端。7脚：d放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。8脚：vcc(或vdd)外接电源vcc，双极型时基电路vcc的范围是4.516v，cmos型时基电路vcc的范围为318v。一般用5v。下表为555定时器的逻辑功能表输 入输 出ui1ui2rdu0v状态xx00导通2/3vcc1/3vcc10导通2/3vcc1/3vcc11截止1

8、/3vcc1不变不变2.1.3 555定时器的分类及作用555定时器应用十分广泛，可装如下几种电路： 1、单稳类电路 作用：定延时，消抖动，分频，脉冲输出，速率检测等。 2、双稳类电路 作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。 3、无稳类电路 作用：方波输出 ，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。2.2电位器电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。2.2.1 电位器的作用及特点电位器是

9、可变电阻器的一种。通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。 电位器的作用调节电压（含直流电压与信号电压）和电流的大小。 电位器的结构特点电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。2.3 蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 ；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“h”或“ha”（旧标准

10、用“fm”、“lb”、“jd”等）表示。 2.3.1蜂鸣器的分类及工作原理1压电式蜂鸣器 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。 多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515v直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.52.5khz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。 2电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电

11、流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。2.4 发光二极管发光二极管简称为led。由镓（ga）与砷（as）、磷（p）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。2.5、电阻器电阻器（一般情况下也称电阻）是一种阻碍电流在电路中流动的线性元件，也是组成电子电路的主要元件之一。1电阻器的作用电阻器主要用于控制电路中的电压和电流，除了具有降压、分压、限流和分流作用外，还具有隔离、阻尼、滤波、阻抗匹配及

12、信号幅度调节等功能。2.电阻器的种类电阻器通常可分为固定电阻器、可变电阻器、敏感电阻器、熔断电阻器和集成电阻器。 3.电阻器的组要参数普通固定电阻器的主要参数有标称阻值（简称阻值）、额定功率和允许偏差。敏感电阻器的主要参数还有温度系数、标称电压、最大电压等。2.6、电容器电容由两个导体及它们之间的介质组成。在电路中用于隔直流或旁路信号，耦合信号等。电容在电路中一般用“c”加数字表示（如c25表示编号为25的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和

13、电容量有关。2.6.1、电容的分类1、陶瓷电容用高介电常数的电容器陶瓷钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合包括高频在内。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。 分类：它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直

14、流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合包括高频在内。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。优缺点：优点：稳定，绝缘性好，耐高压。 缺点：容量比较小。 图2.6-1 陶瓷电容 图2.6-2电解电容2、 电解电容电解电容是电容的一种介质有电解液涂层有极性，分正负不可接错。电容由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。 原理：电解电容器通常是由金属箔（铝/钽）作为正电极，金属箔的绝缘氧化层（氧化铝/钽五氧化物）作为电介质，电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液（液态电解质）的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成；钽电解电容器的负电极

15、通常采用二氧化锰。由于均以电解质作为负电极（注意和电介质区分），电解电容器因而得名。特点：电解电容器特点一：单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容大几十到数百倍。 电解电容器特点二：额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万f甚至几f（但不能和双电层电容比）。 电解电容器特点三：价格比其它种类具有压倒性优势，因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对比较低。待添加的隐藏文字内容3第三章 555定时器声光报警电路3.1 电路的组成555定时器声光报警电路是利用两个555定时器组成的振荡电路，实现异步工作，使两个振荡器间

16、隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响，发光二极管闪烁。本电路包括555定时器、蜂鸣器、发光二极管等其它电子原件，焊接时需要必要的焊接工具，调试时需要示波器、电源等电子器材以及其它辅助工具。3.2 电路设计原理图1、原理图根据原理图所设计好的印刷版电路图如下图所示，设计时我们不需要自己布线。但在布线之前要检查元器件的好坏，还有要熟悉电路图的原理，了解电路图中各元件的功能及作用。焊接时就要留意需要测量的部分电路。2、印刷版电路3.3 电路工作原理555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。 555定时器声光报警电路是一种防盗装置，在有情况时它通过指示灯闪光和蜂鸣器鸣叫，同时报警的一种装置。本

17、电路由两个555多谐振荡器组成的振荡电路，第一个振荡器的振荡频率为12hz时，第二个振荡器的振荡频率为1000hz。将第一个振荡器的输出(3脚)接到第二个振荡器的复位端(4脚)。在输出高电平时，第二个振荡器振荡;输出低电平时，第二个振荡器停振。实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响，发光二极管闪烁。调节电位器r1，可以改变蜂鸣器间隙声响的频率，调节电位器r3，可以控制发光二极管的闪烁亮度。3.4 电路设计要求指示灯闪光频率为12hz，蜂鸣器发出间隙声响的频率约为1000hz，指示灯采用发光二极管。（充电时间 t1 =0.693(r1+ r2)c放电时间 t2 =0.6

18、93r2c）将焊接安装好的成品进行调试。即按原理接线无误后，接通电源。观察指示灯的闪烁和倾听蜂鸣器的鸣叫声,直到符合要求为止。用示波器观察输出波形即输出端vo1的波形，输出端vo2的波形以及电容c1，c2端的波形。 第四章 调试及结果 4.1 调试要求 1、用5v电源接上电路板，根据实验所需的要求旋转r1，r3两个电位器，使得两个可调电阻的阻值达到所需要求，具体来说就是蜂鸣器和发光二极管能够按照所需要求进行工作。2、用示波器测量输出端的波形和电容c1，c2端的波形4.2、示波器观察的波形1、输出端vo1的波形是类似与正弦波的波形如图4-1所示图 4-12、输出端vo2的波形如图4-2所示图 4-23、电容c1，c2端的波形如图4-3所示图 4-3第五章 实验总结本次数字电子技术课程设计即555定时器声光报警电路的设计，在本次的设计中我又新接触了一些电子