聂伟毕业论文(声光呼叫器的制作)

1、附件2： HCIT-QF-JW051淮安信息职业技术学院毕业设计（论文） 任 务 书2011 届 电子信息工程院 电子信息工程专业毕业设计（论文）题目： 声光呼叫器的制作 学生姓名： 聂 伟 班级： 710960 学号： 33 起迄日期： 实践地点： 指导教师： 罗 时 书 顾问教师： 教研室主任： 系 主 任：发任务书日期： 年 月 日摘 要：本设计的名称为“声光呼叫器的制作”。它是采用一块NE555集成块和KD9561集成块驱动两只发光二极管的端子，使之在0.35秒周期内闪光。这是一款简易报警装置，病患者在无人处疾病突然发作倒地时，本呼叫器就会发出报警声，通知周围的人给予最及时的抢救。本文

2、介绍了声光呼叫器的设计与制作过程以及各电子元器件的功能原理、作用、判别等。随着电子信息技术及医疗器械小型化的迅速发展，确定了安全，可靠，稳定，方便的设计思路，通过不断完善声光呼叫器的功能，着重介绍呼叫器电路的方案设计、原理、技术特点、技术条件及应用效果。关键词：声光呼叫器 NE555集成块 二极管端子 Abstract: The name of this design for "sound and light the pager production". It is to use a piece of NE555 integrated blocks and KD9561 i

3、ntegrated piece of driving two leds, make the terminal in 0.35 seconds cycle flash. This is a simple alarm device in one place, with sudden onset of disease is down, this call light will alarm sound, notify the people around in time most of the rescue to. This paper introduces the pager sound and li

4、ght design and manufacture process and the electronic components of function and principle, function, discrimination, etc. As the electronic information technology and the medical instrumentminiaturization rapid development, determined the safe, reliable, stable, convenient design, through the perfe

5、ct sound and light the function of the pager, introduces the scheme design pager circuit, principle,technical characteristics, technical conditions and application effect.Keyword: Sound and light NE555 pager integrated blocks diode terminals 。目 录摘 要 . I 目 录 . II 前言 . III第一章 设计原理简介 . 41.1工作原理.51.2元器件

6、清单.5第二章 主要功能电路分析 . 62.1 NE555集成电路62.2 HFC9561集成电路.10 2.3 功放电路.11第三章 元器件的选择 . 13 3.1电阻的选择与检测133.2二极管的选择153.3三极管的选择17第四章电路板的制作及电路调试 . 18 总 结 . 18 致 谢 . 19参考文献 . 19前言近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，医疗体制改革也不断变化，并且医疗事业迅速发展，越来越多的人们需要迅捷、方便地得到医院的各种各样的医疗服务，这必将使医院之间竞争激烈。这使的衡量一个医院的综合水平高低，不再仅仅局限于软、硬件的建设上，更要比服务。医院的竞争越

7、来越激烈，商业医院的生存是第一位的，提升档次和服务质量迫在眉睫，如何利用先进的信息技术为医院服务，更大程度的提高医院的服务质量及利润，是医院信息建设中的一个重要着眼点。陪护问题一直是医患矛盾的主体，也是长期困扰卫生系统服务质量的大问题，使用声光呼叫系统，方便病人更快的得到医护人员的及时救护，以节约病人的宝贵时间。声光呼叫系统是突发病患者在无人处突然疾病发作，需要及时呼救。如果病人身上带有本文介绍的声光呼叫器，一旦急病突发，摔倒在地，就会发出呼叫，及时通知人们抢救。声光呼叫系统可以减少医护人员检查病房的辛苦，能放心的处理其他医疗问题，历来受各大医院的欢迎。本文的呼叫系统安装方便，成本低，使用简单

8、。系统建设以“患者为中心”的原则，以方便患者，提高就诊为目的，力争一切为了患者提供满意服务。病房呼叫系统只是医院管理系统中的一小部分，随着医疗技术的发展及计算机的发展医院管理系统也向标准化、系统化、网络化、集中数据库，自上而下的一体化设计和数据的共享以及电子病例等方面发展。第一章 设计原理简介1.1工作原理图1表示该声光呼叫器的电路原理图。它包括姿势测定开关、单稳态触发电路、呼叫声发生器和功放电路。平时，水银开关Hg直立着，其中触针a,b未接通，IC1的脚电位高于2/3电源电压，这时IC1处于复位状态，而它的脚输出低电平，因此音响发生器电路IC2没有电源不工作，整机处于等待状态。一旦病人突发急

9、病，栽倒在地，造成水银开关Hg横卧，使触针a,b通过导电的水银而接触，这时，IC1的脚电平立即变为零，于是IC1触发置位，而IC1的脚由低电平变为高电平，音响集成电路IC2获得电源而工作，发光二极管LED1和LED2闪光（闪烁的周期为0.35 s）。由IC2 O/P端输出的音频信号经VT1和VT2放大后，推动扬声器Y发出宏亮的声音呼唤人们抢救。1.2元器件清单第二章 主要功能电路分析2.1 NE555集成电路（1）简介NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一

10、个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。（2）主要特点 1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。（3）引脚位配置图1-2 NE555接脚图Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个

11、脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态

12、。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。 Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。（4）内部结构原理555定时器由3个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为

13、高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V18V范围内使用。555定时器工作时过程分析如下：5脚经0.01uF电容接地，比较器C1和C2的比较电压为：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。

14、当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0，G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器两端都被置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1，G3输出低电

15、平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。（5）参数功能特性·供应电压4.5-18V·供应电流3-6 mA·输出电流225mA (max)·上升/下降时间100 ns（6）行情分析NE555该型号，市场上比较常见，在各大网站上，搜索比较频繁。NE555在9-10月份报价差异较大，主流品牌是TI、ST、NULL及国产品牌，国外品牌的价格一直相对偏高，各商户报价在0.4-1元/PCS区间波动；国产品牌价格就非常低，由于价格相对较低，利润已经压制很窄空间，因此降价空间小，有时候市场还出现小幅度的涨价现象。2.2 HFC9561集成电路HFC9561B系CMOS

16、大规模集成电路，它具有KD9561四种不同的声响效果以及直接驱动两只LED发光二极管的功能，因此在发出音频信号的同时，还能驱动两只发光二极管（LED1和LED2）以0.35 s的周期闪光。VT1要求= 100，可采用9013，9014，3DG12等。VT2要求=50，且穿透电流尽可能小。Y采用45mm的电动扬声器。水银开关宜用市售成品，若无，也可自制，也可用稀释的盐水代用。用在报警器，警车玩具等方面具有更佳的效果。工作温度-10+60(1)直流电气参数（TA=25）(2)直流电气参数（TA=25）(3)典型电结构：2.3 功放电路功放电路用于增强电压幅度或电流幅度，因而称为电压放大电路（电压放

17、大电路）或电流放大电路。在多级放大电路中，放大电路的末级通常要带动一定的负载。例如，扬声器的音圈、电动机控制绕组和偏转线圈等。多级放大电路出了应有电压放大级外，还要求有一个能输出信号功率的输出级。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态。把向负载提供功率的放大电路称为功率放大电路（简称功放）。本文功放电路主要由一个1K电阻、一个9013三极管、一个3AX81三极管和一个扬声器组成，设计过程简单。功放的几个重要的参数1输入灵敏度，是指功放所需最小输入信号电平，它是要求将音源信号放大到足够推动后级功放所需要的必要条件。2谐波失真度，这是功放一项极重要的指标，谐波失真是非线性失真的

18、一种，它是放大器在工作时的非线性特征所引起的，失真结果是产生了新的谐波分量，使声音失去原有的音色，严重时声音发破、刺耳。谐波失真还有奇次和偶次之分，奇次谐波会使人烦躁、反感，容易被人感知。有些功放听起来让人感到烦躁，感觉疲劳，就是失真较大所引起的。对功放影响最大的就是失真度，一般高保真要求谐波失真在0.05%以下，越低越好。除了谐波失真外，还有互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，相位失真等，它们是影响功放质量的罪魁祸首。考核功效的优劣，首先要看它的失真度，像意大利Sinfoni（诗芬尼）功放的总的谐波失真就在0.01%以下。 3信噪比，数值越大越好，一般用（S/N）表示，用信号功率Ps与噪

19、声功率Pn的比值的分贝数表示，S/N=10lgPs/Pn=20lgVs/Vn（db），式中Vs、Vn分别为信号电压与噪声电压。信噪比与输入信号电平的增加，信噪比也逐渐加大，但当输入信号电平达到某一数值后，信噪比基本保持不变。按目前高保真要求，信噪比应达90dB以上为好，进口高档的功放机往往可达110-120dB，其性能可想而知了。有的信噪比后面有A计权字样，A计权是指将噪声信号通过加权网络后测得的结果，由于人们对于高、低频段的噪声相对来说不太灵敏，所以出现了这样的计权方式。计权噪声更加直观地代表人们实际感受到的噪声信号状况。总之，信噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，放音质量越好，便重放音乐清

20、晰，干净而有层次。4频率响应，早期俗称功率带宽，指谐波失真不超过规定值时，功放的1/2额定功率频带宽度，即有高低端下跌-3dB的两个频率点之间所包括的频带，称之为功率带宽。5阻尼系数，主要是对低频而言，是直接影响低音音质的极重要的技术参数。众所周知，喇叭的口径越大，低音相对就越好，但音盆越大其运动惯性也随之加大，此惯性使它很难与音频信号同步运动，往往表现出的声音混浊不清，尤其在100-400Hz低频，容易造成声染色，使人听起来模糊不清，很不自然。有些改装车的低音喇叭，低频信号强时颤振不止，低音拖尾严重，这就是音盆惯性所引起的。在功放设计时，工程师对功放采取一些技术措施，如选择多管并联，低内阻（

21、毫欧级）大功率管，提高工作电压，选择优质线材等，极力提高阻尼系数，使它能够针对喇叭惯性运动，产生“电阻尼”作用，使音盆的运动与音频信号同步运动，尽可能使音盆在驱动信号结束后很快恢复到零位（即中心位置），这种阻止效果就是阻尼系数（Damp Factor），D=Rs/Ri，Rs=喇叭阻抗，Ri=功放输出内阻，D越大，音盆与信号同步效果就越好，低音就越纯越干净，重放效果就越好。第三章 元器件的选择3.1电阻的选择与检测3.1.1识别：目前，电子产品广泛采用色环电阻，其优点是在装配、调试和修理过程中，不用拨动元件，即可在任意角度看清色环，读出阻值，使用方便。一个电阻色环由4部分组成不包括精密电阻四个色

22、环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；第三环代表倍率；第四环代表误差。下面介绍掌握此方法的几个要点：（1）熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆：棕=1红=2，橙=3，黄=4，绿=5，蓝=6，紫=7，灰=8，白=9，黑=0。此乃基本功，多复诵，一定要记住！记准记牢第三环颜色所代表的 阻值范围，这一点是关键。具体做法是： 金色：几点几 黑色：几十几 棕色：几百几 红色：几点几 k橙色：几十几 k黄色：几百几 k绿色：几点几 M蓝色：几十几 M从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、棕色是欧姆级的；红是千欧级橙"、黄色是十千欧级的；绿是兆欧级、蓝色则是十兆欧

23、级的。这样划分一下是为了便于记忆。（3）当第二环是黑色时，第三环颜色所代表的则是整数，即几，几十，几百 k等，这是读数时的特殊情况，要注意。例如第三环是红色，则其阻值即是整几k的。（4）记住第四环颜色所代表的误差，即：金色为5；银色为10；无色为20。 下面举例说明：例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时，因第三环为红色、阻值范围是几点几k的，按照黄、橙两色分别代表的数"4"和"3"代入,，则其读数为4.3k。第环是金色表示误差为5。例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时，因第三环为橙色，第二环又是黑色，阻值应是整几十k的，按棕色代表的数"1&

24、quot;代入，读数为10 k。第四环是金色，其误差为5。3.1.2检测：1、外观检查对于固定电阻首先查看标志清晰，保护漆完好，无烧焦，无伤痕，无裂痕，无腐蚀，电阻体与引脚紧密接触等。对于电位器还应检查转轴灵活，松紧适当，手感舒适。有开关的要检查开关动作是否正常。2、万用表检测固定电阻的检测用万用表的电阻挡对电阻进行测量，对于测量不同阻值的电阻选择万用表的不同倍乘挡。对于指针式万用表，由于电阻挡的示数是非线性的，阻值越大，示数越密，所以选择合适的量程，应使表针偏转角大些，指示于1/32/3满量程，读数更为准确。若测得阻值超过该电阻的误差范围、阻值无限大、阻值为0或阻值不稳，说明该电阻器已坏。在

25、测量中注意拿电阻的手不要与电阻器的两个引脚相接触，这样会使手所呈现的电阻与被测电阻并联，影响测量准确。另外，不能带电情况下用万用表电阻挡检测电路中电 阻器的阻值。在线检测应首先断电，再将电阻从电路中断开出来，然后进行测量。保险丝电阻和敏感电阻的检测保险丝电阻一般阻值只有几到几十欧，若测得阻值为无限大，则已熔断。也可在线检测保险丝电阻的好坏，分别测量其两端对地电压，若一端为电源电压，一端电压为0伏，保险丝电阻已熔断。敏感电阻种类较多，以热敏电阻为例，又分正温度系数和负温度系数热敏电阻。对于正温度系（PTC）热敏电阻，在常温下一般阻值不大，在测量中用烧热的电烙铁靠近电阻，这时阻值应明显增大，说明该

26、电阻正常，若无变化说明元件损坏，负温度系热敏电阻则相反。光敏电阻在无光照（用手或物遮住光）的情况下万用表测得阻值大，有光照表针指示电阻值有明显减小。若无变化，则元件损坏。可变电阻和电位器的检测首先测量两固定端之间电阻值是否正常，若为无限大或为零欧，或与标称相差较大，超过误差允许范围，都说明已损坏；电阻体阻值正常，再将万用表一只表笔接电位器滑动端，另一只表笔接电位器（可调电阻）的任一固定端，缓慢旋动轴柄，观察表针是否平稳变化，当从一端旋向另一端时，阻值从零欧变化到标称值（或相反），并且无跳变或抖动等现象，则说明电位器正常，若在旋转的过程中有跳变或抖动现象，说明滑动点现电阻体接触不良。3、用电桥测

27、量电阻如果要求精确测量电阻器的阻值，可通过电桥（数字式）进行测试。将电阻插入电桥元件测量端，选择合适的量程，即可从显示器上读出电阻器的阻值。例如，用电阻丝自制电阻或对固定电阻器进行处理来获得某一较为精确的电阻值时，就必须用电桥测量自制电阻的阻值。3.2二极管的选择发光二极管（LED）是一种直接注入电流的发光器件,是半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时,发射出光子的结果,这就是通常所说的自发发射跃迁.当LED的PN结加上正向偏压,注入的少数载流子和多数载流子(电子和空穴)复合而发光.值得注意的是,对于大量处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列角频率为 =Eg/h的光波,但各列光波之间没

28、有固定的相位关系,可以有不同的偏振方向,并且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传播,这个过程称为自发发射.其发射波长可用下式来表示: (m)=1.2396/Eg(eV)发光二极管（LED）一般由磷砷化镓、磷化镓等材料制成它的内部存在一个PN结，也具有单向导电性，但发光二极管在正向导通时会发光，光的亮度随导通电流增大而增强，光的颜色与波长有关。普通发光二极管的万用表检测方法：用万用表的R×10K档测量利用具有×10k挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200k,反向电阻的值为 。如果正向电阻值为0或为，反向电阻值很小或为0，则易损坏

29、。种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为×10k挡不能向LED提供较大正向电流。用两块万用表配合测量如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”笔接被测发光管的正极（P区），余下的“+”笔接被测发光管的负极（N区）。两块万用表均置×10挡。正常情况下，接通后就能正常发光。若亮度很低，甚至不发光，可将两块万用表均拨至×1若，若仍很暗，甚至不发光，则说明该发光二极管性能不良或损坏。应注意，不能一开始测量就将两块万用表置于 ×1，以免电流过大，损

30、坏发光二极管。外接辅助电源测量用3V稳压源或两节串联的干电池及万用表（指针式或数字式皆可）可以较准确测量发光二极管的光、电特性。为此可按图10所示连接电路即可。如果测得VF在1.43V之间，且发光亮度正常，可以说明发光正常。如果测得VF=0或VF3V，且不发光，说明发光管已坏。3.3三极管的选择三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面，如图1所示，可有pnp和npn 两种组合。三个接出来的端点依序称为发射极（emitter, E）、基极（base, B）和集电极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn与pnp三极管的电路符号，发射极特别被标出，

31、箭号所指的极为n型半导体， 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开三极管管型的判别 三极管内部有两个PN结，可用万用表电阻档分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下,也可用此法判别管型。 基极的判别判别管极时应首先确认基极。对于NPN管，用黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极,若测得电阻都小，约为几百欧几千欧；而将黑、红两表笔对调，测得电阻均较大，在几百千欧以上，此时黑表笔接的就是基极。PNP管，情况正相反，测量时两个PN结都正偏的情况下，红表笔接基极。实际上，小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间，可用上述方法，分别将黑、红表笔接基极，既可测定三极管的两个PN结是否完好(与二极管PN结的