555定時器聲光報警電路數(shù)電課程設(shè)計報告

1、蘇蘇 州州 市市 職職 業(yè)業(yè) 大大 學學課課程程設(shè)設(shè)計計說說明明書書 名稱 555 定時器聲光報警電路 2011 年 12 月 26 日至 2011 年 12 月 30 日共 1 周院 系 電子信息工程系 班 級 107301342 姓 名 張 帥 系主任 張紅兵 教研室主任 鄧建平 指導教師 馮 惕 目錄目錄目錄目錄.1 1第一章緒論第一章緒論.2 21.15551.1555 定時器的介紹定時器的介紹 .2 21.2555 定時器的原理.31.3555 定時器的應(yīng)用 .4第二章第二章 555555 定時器聲光報警電路設(shè)計定時器聲光報警電路設(shè)計.8 821555 定時器聲光報警電路原理圖.82

2、.2555 定時聲光報警電路的工作原理.9第三章實驗調(diào)試結(jié)果第三章實驗調(diào)試結(jié)果.10103.1 振蕩頻率的估算 .103.1 調(diào)試問題.10第一章緒論第一章緒論1.1555 定時器的介紹555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 cmos 工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在 4.5v16v 工作，7555 可在 318v 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200ma，因而其輸出可與 ttl、cmos 或者模擬電路電平兼容。 555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電

3、阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 a 和圖 b 所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 rs 觸發(fā)器，一個放電管 t 及功率輸出級。它提供兩個基準電壓 vcc /3 和 2vcc /3(a) 555定時器內(nèi)部方框圖(b)引腳圖1.21.2555 定時器的原理555電路的內(nèi)部電路方框圖如圖8-1所示。它含有兩個電壓比較器，一個基本 rs 觸發(fā)器，一個放電開關(guān) t，比較器的參考電壓由三只5k 的電阻器構(gòu)成分壓，它們

4、分別使高電平比較器 a1同相比較端和低電平比較器 a2的反相輸入端的參考電平為和。a1和 a2的輸出端控制 rs 觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當輸入信號輸入并超過時，觸發(fā)器復位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關(guān)管導通；當輸入信號自2腳輸入并低于時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關(guān)管截止。是復位端，當其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接 vcc。vc 是控制電壓端（5腳） ，平時輸出作為比較器 a1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一個0.01uf 的電容器到地，起濾波作用，以消

5、除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。t 為放電管，當 t 導通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。1.31.3555 定時器的應(yīng)用1單穩(wěn)態(tài)電路 前面介紹的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)態(tài)的輸出狀態(tài)和，且兩個狀態(tài)始終相反。而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。在未加觸發(fā)信號之前，觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)觸發(fā)后，觸發(fā)器由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)保持一段時間后，又會自動翻轉(zhuǎn)回原來的穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于延時和脈沖整形電路。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的構(gòu)成形式很多。圖 (a)所示為用555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，r、c 為外接元件，觸發(fā)脈沖 u1由2端輸入。5端不用時一般通過0.01uf 電容接地，以

6、防干擾。下面對照圖 (b)進行分析。 (a) 電路圖 (b) 波形圖單穩(wěn)態(tài)電路(1) 穩(wěn)態(tài) 接通電源后，經(jīng) r 給電容 c 充電，當 uc 上升到大于時，基本 rs 觸發(fā)器復位，輸出 u0=0。同時，晶體管 t 導通，使電容 c 放電。此后 uc，則 u0保持0狀態(tài)。電路將一直處于這一穩(wěn)定狀態(tài)。(2) 暫穩(wěn)態(tài) 在 t=t1瞬間，2端輸入一個負脈沖，即 u1)，若 uc，則=1，=1，基本 rs 觸發(fā)器保持原狀態(tài)，u0仍為高電平。 在 t=t3時刻，當 uc 上升略高于時，=0，=1，基本 rs 觸發(fā)器復位，輸出 u0=0，回到初始穩(wěn)態(tài)。同時，晶體管 t 導通，電容 c 通過 t 迅速放電直至u

7、c 為0。這時=1，=1，電路為下次翻轉(zhuǎn)做好了準備。輸出脈沖寬度 tp 為暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，即電容 c 的電壓從0充至所需的時間。由=(1-)得改變 r、c 的值，可改變輸出脈沖寬度，從而可以用于定時控制。 在 r、c 的值一定時，輸出脈沖的幅度和寬度是一定的，利用這一特性可對邊沿不陡、幅度不齊的波形進行整形。 2多諧振蕩器 多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。如下圖所示是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器。r1、r2和 c 是外接

8、元件。 剛接通電源時，uc=0，u0=1。當 uc 升至后，比較器 c1輸出低電平(=0)，基本 rs 觸發(fā)器置0，定時器輸出 u0由1變?yōu)?。同時，三極管 t 導通，電容通過 r2放電，uc 下降。在 uc期間，u0保持低電平狀態(tài)。在 uc 下降至以后，比較器 c2輸出低電平(=0 )，使觸發(fā)器置1，輸出 u0由0變?yōu)?。同時三極管 t截止，于是電容 c 再次被充電。如此不斷重復上述過程，多諧振蕩器的輸出端就可得到一串矩形波。工作波形如圖 (b)所示。 a) 電路圖 (b) 波形振蕩周期等于兩個暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間。第一個暫穩(wěn)態(tài)時間 tp1 為電容 c的電壓 uc 從充電至所需時間第二個暫穩(wěn)態(tài)時

9、間 tp2 為電容 c 的電壓從放電至所需時間1.如下圖所示為用 555 定時器組成的液位*電路，當液面低于正常值時，*器發(fā)聲報警。 說明*報警的原理。 計算揚聲器發(fā)聲的頻率。 解： 如下圖所示電路是由 555 定時器組成的多諧振蕩器，其振蕩頻率由 r1、r2 和 c 的值決定。電容兩端引出兩個探測電極插入液體內(nèi)。液位正常時，探測電極被液體短路，振蕩器不振蕩，揚聲器不發(fā)聲。當液面下降到探測電極以下時，探測電極開路，電源通過 r1、r2 給 c 充電，當 uc 升至時，振蕩器開始振蕩，振蕩器發(fā)聲報警。 揚聲器的發(fā)聲頻率，即為多諧振蕩器的頻率 第二章第二章 555555 定時器聲光報警電路設(shè)計定時

10、器聲光報警電路設(shè)計21555 定時器聲光報警電路原理圖2.2555 定時聲光報警電路的工作原理聲光報警電路是一種防盜裝置，在有情況時它通過指示燈閃光和蜂鳴器鳴叫，同時報警。要求指示燈閃光頻率為 12hz，蜂鳴器發(fā)出間隙聲響的頻率約為 1000hz，指示燈采用發(fā)光二極管，調(diào)節(jié) r1 阻值的大小，就可以看到發(fā)光二極管是一閃一閃的，同時蜂鳴器也在鳴叫，起報警作用，只要調(diào)節(jié) r4 就可以調(diào)節(jié)蜂鳴器鳴叫聲音的強弱。電路由兩個 555 多諧振蕩器組成，第一個振蕩器的振蕩頻率為 12hz 時，第二個振蕩器的振蕩頻率為 1000hz。將第一個振蕩器的輸出(3 腳)接到第二個振蕩器的復位端(4 腳)。在輸出高電

11、平時，第二個振蕩器振蕩;輸出低電平時，第二個振蕩器停振。這樣，蜂鳴器將發(fā)出間隙聲響。第三章實驗調(diào)試結(jié)果第三章實驗調(diào)試結(jié)果3.1 振蕩頻率的估算（1）電容充電時間 t1：（用三要素法計算）（2） 電容放電時間 t2（3）電路振蕩周期 t t=t1+t2=0.7(r1+2r2)c（4）電路振蕩頻率 f3.1調(diào)試問題1.發(fā)光二極管常亮，沒有出現(xiàn)間隙閃爍的過程？答：可能 555 定時器的集成芯片是有問題的，沒有震蕩的過程，電容就不會充放電，所以就不會間隙閃爍。2.發(fā)光二極管為什么容易燒掉？答：發(fā)光二極管的陽極接的是 555 定時器的輸出，而 555 定時器的輸出電壓大概在 3.5v 左右，發(fā)光二極管不

12、能承受這么大的電壓，所以極易被燒掉。crt227 . 0 crrtf)2(43.1121 crrvvvvtvvvvtcccccccccccc)(7 . 03231ln)()()0()(ln211111第四章實驗小結(jié)第四章實驗小結(jié)這次數(shù)電課程設(shè)計應(yīng)用的電路板是 pcd 板，而不是面包板，所以焊接起來比較方便，因為不需要自己布線，相對于我們而言是比較簡單，只需要將元器件按照 pcd 板上的位置，依照次序插進去就行了，然后焊接一下就可以了，但是還是需要細心一點，電解電容容易差錯， ，電解電容正負差錯或許會引起爆炸事件。雖然只要焊接一下就行，但是我在調(diào)節(jié)電路性能的時候，還是出現(xiàn)一些問題，我的發(fā)光二極管

13、一直亮，并沒有間隙閃爍的過程，一開始并不知道原因在哪里，很想當然的認為，我就插一下元器件，又不是自己布的線，應(yīng)該不會出問題的，但事實是真的有問題，在同學的幫助下，終于可以了，也不是很順利的，在調(diào)節(jié)過程中，發(fā)光二極管間隙閃爍的時間不超過 10 秒鐘，就是電路還是有問題，后來直接發(fā)光二極管也被燒掉了，然后又接了一個發(fā)光二極管，剛插上去的時候，現(xiàn)象還很明顯，有間隙閃爍的過程，當叫老師過來看時，發(fā)光二極管又不亮了，真的是哭笑不得，實驗時有問題不怕，就怕沒有問題，反正問題最終還是被解決了，同時我也學會了很多。通過這次實訓，我也明白了，不是板子越簡單就越好，那并不代表沒有問題，所以做每一件事情的時候都必須很用心的做，這樣才能得到滿意的結(jié)果。附錄附錄 表表 1 元器件