报警声响发生器

1、黑龙江林业职业技术学院毕业论文黑龙江林业职业技术学院毕 业 设 计（论 文）学院：机电工程学院专业： 应 用 电 子班级： 0 8 - 1 班姓名： 邓 高2011年6月1日题目：报警声响发生器专 业：应用电子班 级： 08-1 班姓 名：邓 高指导老师：张 雅 丹摘要：本设计利用555计时器构成的多谐震荡器产生的方波经三极管放大后，驱动扬声器。因为555计时器构成的多谐振荡器可以通过改变接入电路的电阻R1和R2的阻值和电容C2的容量来改变输出方波的频率，所以就可以改变报警声音的不同。输出矩形波的周期计算公式为：T=0.7R2C2+0.7(R1+R2)C2。可以按所需，更改电阻和电容以模仿并发

2、出不同的报警声。这个电路只用了一个555计时器，还有一些小的分立元件，使成本大大减少，同时，能够改变频率，使它能够满足人们的多种需求。所以，这是一个即经济又实用的不可多得的好方案。关键词：计时器 多谐振荡器 矩形波Summary: In this project, I used a Precision Timer named 555.The 555 can composed a multivibrator with some other components. The multivibrator can output a square wave. An audion is used to am

3、plification this wave .Then the wave will drive the speaker to make a sound. The wave which was output by multivibrator could adjust by change Resistance value of the resistor R1 and R2 or capacitance of the capacitor C2, the sound will be changed. We can count the frequency of the wave use this for

4、mula: T=0.7R2C2+0.7(R1+R2)C2.We can adjust the sound until its satisfied. This circuit used only one 555 Precision Timer and a bit component, so its economical .And also because it is adjustable ,this project is economical and practical.Key words: Precision Timer multivibrator square wave目录中文摘要2关键词2

5、Summary 3Key words3目录4第一章：绪论51.1设计要求51.2设计题目和设计指标5第二章：555计时器6 2.1 555定时器的电路构成及功能6 2.2用定时器构成多谐振荡器6第三章：三极管放大电路及其他分立元件8 3.1三极管放大电路8 3.2其他分立元件9第四章：总电路原理图和元器件一览10第五章：PCB板的制作12 5.1电路板的选用12 5.2走线注意的问题12 5.3腐蚀制造PCB板13 5.4制作与调试14第六章：结论15第七章：参考文献16第一章 绪论很多时候，我们都要用到报警器。警车、救护车都配备有报警器。我们在日常生活中有时候，也需要用报警器来防盗，或者用于

6、紧急事件的报警。这时就需要有一个可以发出需要的报警声音的报警器，而且我们必须要注意尽量减少成本。所以，怎么才能做出一个既能改变报警频率，又能够花费尽量少的成本的报警器就是我们所要研究的。在下面做出设计。1.1 设计要求报警声响发生器需要一个信号发生器，发出震荡，驱动扬声器发声，达到报警的效果。方案需能够调节信号发生器的频率，以改变发出的声音。需用一个555计时器以及一些分立元件达到目的。1.2 设计题目和设计指标1.2.1设计题目：报警声响发生器1.2.2设计指标：输出功率1W；能发出消防车报警，救护车报警灯的报警声。第二章 555计时器2.1 555定时器的电路构成及功能555定时器是一种多

7、用途单片集成电路，利用它能方便地接成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。此处我们用到的就是多谐振荡器。阈值输入THR触发输入TRIG复位RST输出OUT放电端D00导通2/3VCC1/3VCC10导通1/3VCC1原状态原状态2/3VCC1/3VCC11截止图1图2为一个555计时器，管脚的功能表如图1所示。 图22.2 用定时器构成多谐振荡器因为我们此处只用到了多谐振荡器，所以我们只分析多谐振荡器的结构和功能。施密特触发器和单稳态触发器，此处不做说明。多谐振荡器的原理图如右图3所示： 图3接通电源时，电容C2两端电压为0V，即THR、TRIG端的电压小于1/3VCC，放电端DISC为截止

8、状态，输出电压为高电平。之后VCC通过R1、R2对C2充电，使C2两端电压上升。当上升到2/3VCC时，输出电压变为低电平，同时放电端DISC导通。即刻C2通过R2和DISC端放电，使电容两端电压下降。当下降到1/3VCC时，DISC截止，输出变为高电平。随之电源又通过R1、R2对电容C2充电，当C2两端电压上升到2/3VCC时，输出又变为低电平，电路重复以上过程，形成振荡。波形图如图4。 图4电路进入稳定振荡之后，由经验公式计算电容C2的充电和放电时间，C2充电时间为图中tR1=0.7(R1+R2)C2。放电时间为tR2=0.7 R2C2。则输出矩形波周期为T= tR1+ tR2。由以上可知

9、，多谐振荡器所输出的波形的周期为可调的，我们可以通过改变R1、R2的值和电容C2来调整多谐振荡器的所输出矩形波的周期。555定时器的输出电流最大可达200mA，所以可以直接驱动喇叭。但是为保证电路更加的完善，我们可以通过三极管放大电路，经三极管放大之后，驱动扬声器，以达到更好的效果。如图上元器件的值，所输出波形的震荡频率为1400HZ。第三章 三极管放大电路及其他分立元件3.1 三极管放大电路晶体管在满足发射结加正向电压，集电结加反向电压时，晶体管具有电流放大作用。我们将从555定时器输出的矩形波接入放大电路，经过放大之后，驱动扬声器。如图5。图中R3悬空的管脚接555输出端。LS是扬声器。电

10、容C4是高频旁路电容，以旁路高频干扰。此处用的三极管是TIP41，TIP41三极管是大功率低频管，65W的耗散功率，电流达6A。 图5扬声器的电阻为48。扬声器内部的线圈相当于一个电感，在扬声器断电或者信号突然下降的瞬间，由于内部线圈电感的自感现象，会在瞬间产生一个很大的感应电动势，方向为上负下正，连同12V的电源一起就会直接加在TIP41上，有可能会击穿TIP41，所以为了保护这个三极管，在扬声器的两端反并接了一个续流二极管，给电感的感应电动势提供一个泄放回路，让感应电动势不再加在TIP14上，从而可以保护三极管，防止被击穿。 电路的开关，在此处用按钮开关代替。在实际生产生活中，应按报警的用

11、途选择不同的开关、传感器等。3.2 其他分立元件因为家用电源是220V的交流电源。为得到电路用的直流稳压电源，先用变压器将220V交流电源变成12V交流电源，之后接入4个二极管组成的整流桥，变成12V直流电源，然后通过滤波和稳压，就可以接入声响发生电路。如图6。图6 图6中VR为稳压器悬空的线为+12V电源，接入声响发生电路。图7图7为此电源电路的基本原理图。整流电路输出波形中含有较多的波纹成分，与所要求的波形相差甚远。所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的波纹。此处我们采用的是电容滤波，主要利用电容两端的电压不能突变的特点，当电压减小的时候，电容放电，电压增大的时候，电容充电。这

12、样，输出波形就会变得平滑。稳压电路的作用是当外界因素（电网电压、负载、环境温度）发生变化时，能使输出直流电压不受影响，而维持稳定的输出。为使电路电源更加稳定，我在声响发生电路也加了一个滤波电容。之后不再赘述。第四章 总电路原理图和元器件一览图8图8为总电路的原理图。主要元器件如下表：元器件符号类别数目开关S0按钮开关1变压器T220V12V1整流桥DBridge11稳压器VRVolt Reg1定时器 U1NE555D1三极管 Q1TIP411二极管D11N40071扬声器LSSpeaker1电阻R14.7K1电阻R247K1电阻R34701电解电容C1100uF1电容C2100uF1电容C3、

13、C40.01uF2电解电容C7470uF1电容C8、C100.1uF2电解电容C947uF1第五章 PCB板的制作对于电子产品来说，电路板设计是从电路原理图编程一个具体产品的必经之路，电路板设计的合理性与产品的生产及产品的质量密切相关，要设计出一个使用的产品，还必须遵守以下设计原则和抗干扰设计。5.1电路板的选用选用环氧树脂板，环氧树脂与铜箔有极好的粘合力，铜箔的附着强度与工作温度高，可以在260的焊锡熔中不起泡。也可使用覆铜聚四氟乙烯玻璃布层压板。不同的材料有不同的特点，由调试中可能多次更换元件，所以要考虑到铜箔的粘合力。5.2走线注意的问题线路板的好坏直接影响着放大器的性能，不好的线路板，

14、会使信号产生歧变，产生本底噪音生尖峰脉冲干扰等，为了尽量避免上述影响，线路板在布线时尽量做到： 按照信号的传输路径由小到大的顺序在电路板上合理的布置各个元件的位置，尽量缩短各元器件之间的距离，以减少外部干扰的引入和不必要的干扰。 在供电线路中，大电流通过的路径应尽量设计的实一些，以降低电源内阻，使电流能顺利通过。 在供电线路中，应尽量避免大电流的印刷电路导线布置在小电流通路的中间式附近，以免造成对小电流的干扰。 走线时，应尽量走大于90直角的线，以防止产生尖峰脉冲造成干扰。 在焊接的时候都是通过手工完成，在打孔时也是通过手工操作电钻完成，而我们并不是这方面的技工，这将在打孔的时候无法避免一些技

15、术失误。如果焊盘的直径过小，在打孔时，孔稍微大了一点，焊盘便没有了。所以在设计焊盘大小时都设置为大于2mm。线的宽度问题很重要，由于在学校的条件是手工腐蚀铜板，考虑到热转印中，碳粉的吸附与脱落问题，防止出现断线的情况，布线宽为1.5-2.5mm。地线则尽可能的加宽，设置为环绕在板的边缘。大功率元件与小功率元件尽量分开布线做出的PCB板设计如图9图95.3腐蚀制造PCB板 在电脑中设计好PCB板后，用蜡纸打印出PCB线路图，通过热敏转印机将碳粉覆盖在铜箔，然后用三氯化铁加热水腐蚀板子。多余的铜箔被去掉后，用细纱布去掉覆盖在线路上的碳粉，后用酒精溶解松香的溶液均匀涂在有铜箔的PCB板上，作用防止铜

16、箔氧化。最后根据内径的大小选用相应直径的针头给焊盘打孔。5.4制作与调试焊接在插放元件的时候，最好对每个元件的性能进行检测，我们所购买的都不是军用元件，存在一定的误差。不同的三极管引脚排列顺序不一样，对电阻、电容、电解电容、二极管、三极管、集成电路等的识别及检测焊接的时候应注意烙铁的温度，最好不要在电风扇下面，以免风扇影响烙铁头的温度。同时要注意焊接技术，不要出现尖叫，剪除引脚的时候，引脚不要留的太长，避免不必要的干扰。调试在做测试的时候一定要先检测电源部分（因为电源部分相当重要，若没调整好可造成电路的很大损坏），出现问题的时候请勿心急，慌乱中可能会制造更多的问题。而是要认真检测电路，并按实验

17、步骤完成检查，这样有利于培养自己的动手能力和分析问题的能力。电路的安装与调试是完成毕业设计的重要环节。它把理论设计付诸实践，制作出符合要求的实际电路的过程。安装与调试为我创造了一个既动脑又动手，独立开展电路实验的机会。掌握了电子电路的基本制作工艺和操作技能，运用实验的手段检验理论设计中的问题，运用学过的知识指导电路调试和检测工作，使论和实践有机的结合起来，提高分析解决电路实际问题的能力。第六章 结论通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想的是一回事，但是要了实际应用中又是另外一回事。因此很多时候都是在这些地方浪费时间。我觉得做课

18、程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元器件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本，有些问题老是不能理解，做完设计之后，就把很多地方都给融会贯通了。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这次的设计对我们的作用是非常大的。通过这次设计使我懂得了理论与实践相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到了很