555定时器声光报警电路数电课程设计报告

1、苏苏 州州 市市 职职 业业 大大 学学课课程程设设计计说说明明书书 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 电子信息工程系 班 级 107301342 姓 名 张 帅 系主任 张红兵 教研室主任 邓建平 指导教师 冯 惕 目录目录目录目录.1 1第一章绪论第一章绪论.2 21.15551.1555 定时器的介绍定时器的介绍 .2 21.2555 定时器的原理.31.3555 定时器的应用 .4第二章第二章 555555 定时器声光报警电路设计定时器声光报警电路设计.8 821555 定时器声光报警电路原理图.82

2、.2555 定时声光报警电路的工作原理.9第三章实验调试结果第三章实验调试结果.10103.1 振荡频率的估算 .103.1 调试问题.10第一章绪论第一章绪论1.1555 定时器的介绍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 4.5v16v 工作，7555 可在 318v 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

3、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 a 和图 b 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(a) 555定时器内部方框图(b)引脚图1.21.2555 定时器的原理555电路的内部电路方框图如图8-1所示。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5k 的电阻器构成分压，它们

4、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和。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脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。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0.01uf 的电容器到地，起滤波作用，以消

5、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。1.31.3555 定时器的应用1单稳态电路 前面介绍的双稳态触发器具有两个稳态的输出状态和，且两个状态始终相反。而单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。 单稳态触发器电路的构成形式很多。图 (a)所示为用555定时器构成的单稳态触发器，r、c 为外接元件，触发脉冲 u1由2端输入。5端不用时一般通过0.01uf 电容接地，以

6、防干扰。下面对照图 (b)进行分析。 (a) 电路图 (b) 波形图单稳态电路(1) 稳态 接通电源后，经 r 给电容 c 充电，当 uc 上升到大于时，基本 rs 触发器复位，输出 u0=0。同时，晶体管 t 导通，使电容 c 放电。此后 uc，则 u0保持0状态。电路将一直处于这一稳定状态。(2) 暂稳态 在 t=t1瞬间，2端输入一个负脉冲，即 u1)，若 uc，则=1，=1，基本 rs 触发器保持原状态，u0仍为高电平。 在 t=t3时刻，当 uc 上升略高于时，=0，=1，基本 rs 触发器复位，输出 u0=0，回到初始稳态。同时，晶体管 t 导通，电容 c 通过 t 迅速放电直至u

7、c 为0。这时=1，=1，电路为下次翻转做好了准备。输出脉冲宽度 tp 为暂稳态的持续时间，即电容 c 的电压从0充至所需的时间。由=(1-)得改变 r、c 的值，可改变输出脉冲宽度，从而可以用于定时控制。 在 r、c 的值一定时，输出脉冲的幅度和宽度是一定的，利用这一特性可对边沿不陡、幅度不齐的波形进行整形。 2多谐振荡器 多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。如下图所示是由555定时器构成的多谐振荡器。r1、r2和 c 是外接

8、元件。 刚接通电源时，uc=0，u0=1。当 uc 升至后，比较器 c1输出低电平(=0)，基本 rs 触发器置0，定时器输出 u0由1变为0。同时，三极管 t 导通，电容通过 r2放电，uc 下降。在 uc期间，u0保持低电平状态。在 uc 下降至以后，比较器 c2输出低电平(=0 )，使触发器置1，输出 u0由0变为1。同时三极管 t截止，于是电容 c 再次被充电。如此不断重复上述过程，多谐振荡器的输出端就可得到一串矩形波。工作波形如图 (b)所示。 a) 电路图 (b) 波形振荡周期等于两个暂稳态的持续时间。第一个暂稳态时间 tp1 为电容 c的电压 uc 从充电至所需时间第二个暂稳态时

9、间 tp2 为电容 c 的电压从放电至所需时间1.如下图所示为用 555 定时器组成的液位*电路，当液面低于正常值时，*器发声报警。 说明*报警的原理。 计算扬声器发声的频率。 解： 如下图所示电路是由 555 定时器组成的多谐振荡器，其振荡频率由 r1、r2 和 c 的值决定。电容两端引出两个探测电极插入液体内。液位正常时，探测电极被液体短路，振荡器不振荡，扬声器不发声。当液面下降到探测电极以下时，探测电极开路，电源通过 r1、r2 给 c 充电，当 uc 升至时，振荡器开始振荡，振荡器发声报警。 扬声器的发声频率，即为多谐振荡器的频率 第二章第二章 555555 定时器声光报警电路设计定时

10、器声光报警电路设计21555 定时器声光报警电路原理图2.2555 定时声光报警电路的工作原理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。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，调节 r1 阻值的大小，就可以看到发光二极管是一闪一闪的，同时蜂鸣器也在鸣叫，起报警作用，只要调节 r4 就可以调节蜂鸣器鸣叫声音的强弱。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

11、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。第三章实验调试结果第三章实验调试结果3.1 振荡频率的估算（1）电容充电时间 t1：（用三要素法计算）（2） 电容放电时间 t2（3）电路振荡周期 t t=t1+t2=0.7(r1+2r2)c（4）电路振荡频率 f3.1调试问题1.发光二极管常亮，没有出现间隙闪烁的过程？答：可能 555 定时器的集成芯片是有问题的，没有震荡的过程，电容就不会充放电，所以就不会间隙闪烁。2.发光二极管为什么容易烧掉？答：发光二极管的阳极接的是 555 定时器的输出，而 555 定时器的输出电压大概在 3.5v 左右，发光二极管不

12、能承受这么大的电压，所以极易被烧掉。crt227 . 0 crrtf)2(43.1121 crrvvvvtvvvvtcccccccccccc)(7 . 03231ln)()()0()(ln211111第四章实验小结第四章实验小结这次数电课程设计应用的电路板是 pcd 板，而不是面包板，所以焊接起来比较方便，因为不需要自己布线，相对于我们而言是比较简单，只需要将元器件按照 pcd 板上的位置，依照次序插进去就行了，然后焊接一下就可以了，但是还是需要细心一点，电解电容容易差错， ，电解电容正负差错或许会引起爆炸事件。虽然只要焊接一下就行，但是我在调节电路性能的时候，还是出现一些问题，我的发光二极管

13、一直亮，并没有间隙闪烁的过程，一开始并不知道原因在哪里，很想当然的认为，我就插一下元器件，又不是自己布的线，应该不会出问题的，但事实是真的有问题，在同学的帮助下，终于可以了，也不是很顺利的，在调节过程中，发光二极管间隙闪烁的时间不超过 10 秒钟，就是电路还是有问题，后来直接发光二极管也被烧掉了，然后又接了一个发光二极管，刚插上去的时候，现象还很明显，有间隙闪烁的过程，当叫老师过来看时，发光二极管又不亮了，真的是哭笑不得，实验时有问题不怕，就怕没有问题，反正问题最终还是被解决了，同时我也学会了很多。通过这次实训，我也明白了，不是板子越简单就越好，那并不代表没有问题，所以做每一件事情的时候都必须很用心的做，这样才能得到满意的结果。附录附录 表表 1 元器件