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文档简介
1、项目十、变音警笛电路制作与调试,学习重点: 1、555时基电路的引脚功能和逻辑功能。 2、整机装配技术。 3、装配、测试、调整应用电路。 4、画相关信号波形。 学习难点: 1、整机装配技术。 2、装配、测试、调整应用电路。 3、排除常见故障,任务一、变音警笛电路制作与调试,明确目标: 1、 掌握能够识别555定时器管脚功能的方法。 2、 掌握整机装配技术。 3、 掌握画相关信号波形的方法。 4、 熟悉装配、测试、调整应用电路。 操作示范: 1、555时基电路的引脚功能和逻辑功能。 2、装配、测试、调整应用电路。 3、画相关信号波形。 4、整机装配。,(一)、认识555定时器:,1、555定时器
2、: 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。555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、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定时器具有多种型号的芯片,这里以NE555为例。NE555的实物图和封装图分别如图1-1、1-2所示。,图1-1 NE555实物图,图1-2 NE555封装图,图1-3 NE555极限参数,555定时器的引脚有8个引脚,它的各个引脚功能如下: 1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。 2脚:低触发端TR。 3脚:输出端Vo
3、4脚:是直接清零端。当此端接低电平,则时基电路不工作,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: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:高触发端TH。 7脚: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:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V。,2、555定时器的工作原理,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
4、构成分压,它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。C1和C2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2/3Vcc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1/3Vcc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。Vco是控制电压端(5脚),平时输出2/3Vcc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
5、压时,通常接一个0.01F的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,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。,555定时器的工作状态取决于电压比较器A1和A2。下面讨论当高触发端输入电压大于阈值电压时的情况。,当高触发端输入电压低于阈值电压、低触发端输入电压大于阈值电压时的情况,如图所示。,显然这种情况下两个比较器输出均为0,电路保持原态不变。,(二)、555电路的应用:,1、用555定时器组成的多谐振荡器: 用555定时器组成的多谐振荡器是无稳态触发器,其原理图如图所示。,特点如下所示: (1)多谐震荡器没有稳态,只有两个暂稳态,称为无稳态触发器
6、; (2)通过电容的充电和放电,使两个暂稳态相互交替,从而产生自激振荡,无需外触发; (3)输出周期性的矩形脉冲信号,由于含有丰富的谐波分量,故称做多谐振荡器。,用555定时器组成的多谐振荡器电路和工作波形,2、用555定时器组成施密特触发器: 用555定时器组成的施密特触发器是双稳态电路,其原理图如图所示。,双稳态触发器具有的特点如下: (1)有两个稳定状态。 (2)这两个稳定状态的转换需要外加触发信号,稳定状态的维持也依赖于外加触发信号。,当输入电压大于或小于电路阈值时,输出均会维持在一个恒定电压值,从而把缓慢变化的输入波形变换成边沿陡峭的矩形波输出。555定时器构成的施密特触发器波形图如
7、图所示。,3、用555定时器组成单稳态触发器电路: 用555定时器组成单稳态触发器电路的原理如图所示。,单稳态触发器具有下列特点: (1)它有一个稳定状态和一个暂稳状态; (2)在外来触发脉冲作用下,能够由稳定状态翻转到暂稳状态; (3)暂稳状态维持一段时间后,将自动返回到稳定状态。暂稳态时间的长短,与触发脉冲无关,仅决定于电路本身。,555定时器构成单稳态触发器的电路及波形图。,单稳态触发器也有两种状态:一个是稳态,另一个是暂稳态。 当没有触发脉冲输入时,单稳态触发器处于稳态;当有触发脉冲时,单稳态触发器将从稳态变为暂稳态,暂稳态在保持一定时间后,能够自动返回到稳定状态。 必须注意:触发脉冲
8、必须是窄脉冲。,由555定时器构成三种触发器的比较,3、 555定时器应用举例,(1)555定时器构成水位监控报警电路如图所示,水位正常情况下,电容C 被短接,扬声器不能发音;水位下降到探测器以下时,555定时器构成的多谐振荡器工作,驱动扬声器发出声音报警。,(2)简单的汽车防盗报警器(555):,图 汽车防盗报警器,(3)模拟声响电路(555),原理图如图所示。,(三)、变音警笛电路的制作与调试,1、硬件的选择: 555集成电路是一个把模拟电路和数字电路组合而成的混合电路,它将模拟功能与逻辑功能整合在一片独立的集成电路上,极大的拓宽了模拟集成电路的应用范围。555被广泛用于各种各样的计时器,
9、脉冲发生器和振荡器等场合。凭借着模数结合的优势,555可以独立构成多种功能电路,且精度非常高,能够产生精确的时间延迟和振荡。一般采用NE555芯片,其引脚图如图所示。,555芯片的特点如下: (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)电源适应范围大,它的输出电平及输入触发电平,可与TTL,CMOS等逻辑电路的高、低电平匹配。也可以和模拟运算放大器、运算放大器共同组成某些功能和特性不同的模块电路。 (3)输出电流大,可直接推动小喇叭、电机、继电器等多种负载。非常适合用在自动控制电路中。 (4)计时精确度高、温度稳定度佳,价格便宜。
10、,2、电路设计,总电路图,由555时基集成电路与R4、C3组成的单稳态触发器,受低电平或脉冲下降沿的触发而翻转。平时,IC1的3脚输出低电平。当声传感器受到触发后输出脉冲信号并经VT1放大后由漏极D输出时,输出脉冲的下降沿将单稳态电路触发并使其翻转,3脚输出高电平。IC1翻转后,电路进人暂稳态,电源通过R4向C2充电,充电时间约2min。2min后,C3充电电压升高到6脚的阀值电平,触发器自动翻转,3脚恢复低电平,电路进人稳态。 报警声发生电路是一个由555时基集成电路组成的多谐振荡器,受总复位端4脚的控制而工作。平时由于IC1的3脚输出低电平,振荡器不工作,当IC1输出高电平时,振荡器开始工作,发出报警声。多谐振荡器的振荡频率由R5、R6与C4的数值决定,本电路约为4. 8kHz。调整R5、R6及C4的数值,可得到所需要的振荡频率和报警声。,振荡电路模块: 当接通电源后,电容C1上的初始电压变为0,C1两端的电压处于高电平,放电管截止,电源通过R1.R2向电容C1充电,经过一段时间后,电容两端的电压达到高触发电平,而这时放电管导通,电容C1通过点阻R2放电,一段时间后,电容两端的电压变回原来状态,随即放电管又截止,电容C1又开始充电。如此周而复始,重复上述的过程,输出端得到矩形波电压。,振荡电路,报警声发生电路模块: 由于IC1的3脚输出低电平,振荡器不
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