项目五 触摸式防盗报警电路制作与调试课件

专题1555电路专题2振荡、单稳、双稳电路1触摸式防盗报警器电路仿真2专题1555电路5.1.1555电路简介555定时器采用双列直插式封装形式，共有8个引脚，如图5-1所示。外引脚的功能分别为：1端为接地端。2端为低触发端。当C0端不外接参考电源时，此端电位低于VCC/3时，电压比较器C1输出低电平，反之输出高电平。3端为输出端。4端为复位端，此端输入低电平可使输出端为低电平。正常工作时应接高电平。5端为电压控制端。此端外接一个参考电源时，可以改变上、下两比较器的参考电平的值，无输入时，UC0=2VCC/3。6端为高触发端。当C0端不外接参考电源时，此端电位高于2VCC/3时，电压比较器C1输出低电平，反之输出高电平。7端为放电端。当V导通时，外电路电容上的电荷可以通过它释放，7端也可以作为集电极开路输出端。8端为电源端。图5-1555定时器5.1.2555电路结构及工作原理555定时器是一种电路结构简单、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。555定时器的电源电压范围宽，图5-2555定时器内部电路2.比较器比较器是由两个结构相同的集成运放C1、C2构成。C1用来比较参考电压UR1和高电平触发端电压UTH:当UTH>UR1，集成运放C1输出UC1=0;当UTH<UR1，集成运放C1输出UC1=1。C2用来比较参考电压UR2和低电平触发端电压:当＞UR2，集成运放C2输出UC2=1;当＜UR2，集成运放C2输出UC2=0。3.基本RS触发器当=01时，Q=0，=1;当=10时，Q=1，=0。4.开关及输出放电开关由一个晶体三极管组成，其基极受基本RS触发器输出端Q控制。当Q=1时，三极管导通，放电端V通过导通的三极管为外电路提供放电的通路；当Q=0，三极管截止，放电通路被截断。输出缓冲器G3用于增大对负载的驱动能力和隔离负载对555集成电路的影响。555定时器功能表如表5-1所示表5-1555定时器功能表输

入输

出UTHOUT放电管V状态0××0与地导通1＞＞0与地导通1＜＞保持原状态保持原状态1＜＜1与地断开图5-3施密特触发器电路工作原理图5-4为施密特触发器电压变换图。当输入电压ui＜时，电压比较器C1和C2的输出uc1＝1，uc2＝0，基本RS触发器置1，Q＝1、＝0，这时输出uo＝UOH＝1。当输入电压ui上升到＜ui＜时，uc1＝1、uc2＝1，基本RS触发器保持原状态不变，即输出uo＝UOH＝1。当输入电压ui继续上升到ui≥时，uc1＝0、uc2＝1，RS触发器置0，Q＝0、＝1，输出uo由高电平翻转为低电平，即uo＝0。当输入电压ui由以上逐渐下降到＜ui

＜时，电压比较器的输出分别为uc1＝1、uc2＝1。基本RS触发器保持原状态不变。即Q＝0、＝1，输出uo＝UOL＝0。当输入电压ui继续下降到ui≤时，uc1＝1、uc2＝0，RS触发器置1，Q＝1、＝0，uo由低电平跃到高电平UOH。

图5-4施密特触发器电压变换2.施密特触发器的典型应用(1)波形变换。将任何符合特定条件的输入信号变为对应的矩形波输出信号。波形图如图5-6所示：图5-6波形变换（2）幅度鉴别。波形图如图5-7所示：图5-7幅度鉴别（3）脉冲整形。

图5-8脉冲整形根据555定时器功能表可知，此时电路输出为低电平，放电管V导通，电容C通过放电管V放电使得UTH＝0＜，输出仍为低电平，电路处于稳定状态。图5-9555定时器组成单稳态触发器当输入端ui有负脉冲触发信号时，第2脚＜，输出翻转为高电平，放电管V截止，电源通过电阻R开始给电容C充电，电路进入暂稳态，当电容C两端电压达到uc≥时，即UTH≥，此时触发信号负脉冲已经撤消回到高电平，第2脚＞，输出又翻转为低电平，放电管V导通，电容C通过放电管V放电，电路回到稳定状态。其工作波形如图5-10所示：单稳态触发器输出的脉冲宽度tW为暂稳态维持的时间，它实际上为电容C上的电压由0V充到所需的时间，计算公式为：tW＝RCln3≈1.1RC

图5-10工作波形图图5-11555定时器组成多谐振荡器电路工作原理：接通电源后，VCC经电阻R1和R2对电容C充电，当uC≥时，uC1＝0、uC2＝1，RS触发器被置0，Q＝0、＝1，u0跃到低电平。同时，放电管V导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容的放电，uC随之下降。当下降到小于时，uC1＝1、uC2＝0，RS触发器被置1，Q＝1、＝0，输出uO由低电平跃到高电平。同时，因＝0，放电管V截止，VCC又经电阻R1和R2对电容C充电。电路又返回到前一个暂稳态。因此，电容C上的电压uC将在和之间来回充电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲。多谐振荡器工作波形如图5-12所示：多谐振荡器的振荡周期Ｔ为：T＝tW1+tW2tW1为电容电压由充到所需的时间。tW1＝（R1+R2）Cln2≈0.7（R1+R2）CtW2为电容电压由降到所需的时间。tW2＝R2Cln2≈0.7R2C多谐振荡器的振荡周期T为:T＝tW1+tW2≈0.7（R1+2R2）C上述电路中输出波形中tW1＞tW2，所以无论怎样改变R1、R2，占空比q总是大于50％，将电路作如下图5-12改动后可得到占空比可调的多谐振荡器。在放电管处于V截止时，电源VCC经R1和VD1对电容C充电；当V导通时，C经过VD2、R2和放电管V放电。调节电位器RW可改变R1和R2的比值。因此，也改变了输出矩形波的占空比q。tW1＝0.7R1C

tW2＝0.7R2C振荡周期T为:T＝tW1+tW2＝0.7（R1+R2）C占空比q为:

q＝tW1/(tW1+tW2)＝R1/(R1+R2)任务1触摸式防盗报警器电路仿真仿真内容：（1）单击电子仿真软件Multisim10基本界面元件工具条上的“PlaceMixed”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选择“TIMER”，再在“Component”栏中选取“LM555CM”2只,如图5-13所示，单击对话框右上角的“OK”按钮，调出555电路，放置在电子平台上。（2）从元件工具条调出其它元件，并调出信号发生器、虚拟示波器，在电子平台上建立触摸式防盗报警器仿真电路，如图5-14所示:（3）信号发生器模拟一个杂波信号，开启仿真开关，双击虚拟示波器图标，观察屏幕上的波形。信号发生器和虚拟示波器面板设置如图所示。（4）开启仿真开关，观察仿真结果，分析仿真结果。实训报告：（1）画出仿真电路图。（2）分析触摸式防盗报警器工作原理。（3）记录信号发生器的面板设置，画出仿真波形。图5-13仿真图一图5-14仿真图二图5-15触摸式防盗报警器电路原理图

用不同阻值的电阻器更换电路中的R2、R3（或用不同容量的电容器更换电路中的C3），比较扬声器所发出声响的声调变化情况。若电路功能不正常，按照以下步骤进行检修：重新检查电路连接是否错误。由输入到输出逐级检查，必要时可以与同学互换检查，有助于发现问题。通电后用万用表10V直流电压档接在A1的第3脚和地之间，在没有用手触摸触片之前，万用表指示应接近0V；用手触摸触片后，万用表指示应接近电源电压6V，且过1分钟左右自动降低