救護(hù)車聲響電路

1、救護(hù)車聲響電路一、引言1、選題意義經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們已掌握了一些簡單的電路的特 性以及元器件的作用，但我們對生活中已經(jīng)應(yīng)用了許久的電 路依然陌生，比如簡單的喇叭、鬧鐘、信號燈等。我們在學(xué) 習(xí)中剛剛接觸到一些皮毛知識，而把這些知識運(yùn)用到爐火純 青的地步是有一些難度的，所以我們以模擬救護(hù)車聲響電路 為題設(shè)計電路，可以提高我們對555芯片的認(rèn)識，可以鞏固我們所學(xué)的相關(guān)理論知識，實(shí)踐所掌握的電子制作技能，完 成一個實(shí)際的電子產(chǎn)品，進(jìn)一步提高分析問題、解決問題的 能力。2、設(shè)計目標(biāo)在電子技術(shù)課中我們學(xué)到了許多有關(guān)電子技術(shù)方面的知 識，其中我們學(xué)到了 555芯片的原理與功能，那些只是書本 上的理論知識

2、，我們沒有將這些所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)踐中 去，不能說明我們對 555芯片已經(jīng)熟知，所以通過此次的設(shè) 計我們要對555芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其級聯(lián)等方面的應(yīng)用有更 深層次的了解。比如應(yīng)用一個 555芯片可以帶動揚(yáng)聲器發(fā)出 聲響，但這種聲響聲音單一，發(fā)音效果不太好聽。此次課程 設(shè)計不僅為了提高我們對 555芯片的認(rèn)識，也是為了拓寬我 們的知識面，提高綜合素質(zhì)。3、小組成員及分工表1兀器件調(diào)研情況表小組構(gòu)成學(xué)號姓名分工組長8陳佐平市場調(diào)研、焊接、調(diào)試9侯有琪設(shè)計、市場調(diào)研、焊接、調(diào)試0馬真東市場調(diào)研、報告、焊接、調(diào)試成1莫立軍市場調(diào)研、焊接、報告、調(diào)試員2胡延文設(shè)計、市場調(diào)研、焊接、調(diào)試3張紅來市場調(diào)研、報

3、告、焊接、調(diào)試4王婷設(shè)計、市場調(diào)研、報告、調(diào)試、基本原理555定時器是模擬 一數(shù)字混合式集成電路，利用它可以 方便地構(gòu)成脈沖產(chǎn)生、整形電路和定時、延時電路。具有功 能強(qiáng)，使用靈活、方便等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字設(shè)備、工業(yè)控制、家 用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。1、構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路如圖9、2所示，接通電源 -電容C充電（至2/3Vcc） -RS觸發(fā)器置0- V0=0 , T導(dǎo)通，C放電，此時電路處于穩(wěn) 定狀態(tài)。當(dāng)2加入VI<1/3Vcc時，RS觸發(fā)器置1,輸出V0=1 , 使T截止。電容C開始充電，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)電容 C 充電到2/3Vcc時，A1翻轉(zhuǎn)，使輸出 V0=0。此時T

4、又重新導(dǎo)通，C很快放電，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，為下一個觸發(fā) 脈沖的到來作好準(zhǔn)備。其中輸出V0脈沖的持續(xù)時間tw=1.1RC, 般取 R=1kQ - 10MQ , C>1000PF,只要滿足 VI 的 重復(fù)周期大于tp0 ,電路即可工作，實(shí)現(xiàn)較精確的定時。圖9、3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖9、4多諧振蕩器2、多諧振蕩器電路如圖9、4所示，電路無穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，亦不需外加觸發(fā)信號，即可產(chǎn)生振蕩(振蕩過程自行分析)。 電容C在1/3Vcc-2/3Vcc之間充電和放電，輸出信號的振蕩 參數(shù)為：周期 T=0.7 C(R1+2R2)頻率 f=1/T=1.44/(R1+2R2)C, 占空比 D=( R1+

5、R2 )/( R1+2R2)。555電路要求 R1與R2均應(yīng)大于或等于 1k Q，使R1+R2應(yīng) 小于或等于3.3MQ。3、密特觸發(fā)器電路如圖9、4所示。Vs為正弦波，經(jīng) D半波整流到555 定時器的2腳和6腳，當(dāng)Vi上升到2/3Vcc時，VO從1-0;Vi 下降到1/3Vcc時，V0又從0-1。電路的電壓傳輸特性如圖9、5所示?；夭铍妷海?V=1/3Vcc.圖9、5施密特觸發(fā)器圖9、6電壓傳輸特性下圖電路的主要工作原理：用 IC1555定時器輸出的 0.7Hz 脈沖，去控制IC2555的引出端5腳電壓，改變分壓器的分 壓比，從而改變IC2555的振蕩頻率。當(dāng)IC1555輸出高電平 時，IC2

6、555的振蕩頻率降低，而當(dāng) IC1555輸出低電平時， IC2555的振蕩頻率升高。揚(yáng)聲器的音頻信號時被IC1555調(diào)制的雙音頻信號，使它發(fā)出“滴嘟、滴嘟”的雙音聲，酷 似救護(hù)車所發(fā)出的聲音。三、主要元器件介紹1、元件清單表2元器件清單名稱符號規(guī)格單價（元）數(shù)量滑動變阻器RP100K0.81個R1、R410K0.022個碳膜電阻R35K0.021個R5100K0.021個電容C110uF0.21個C2、C3O.OluF0.12個C41OOuF0.31個電路板41塊導(dǎo)線22米喇叭11個555芯片12個芯片座0.22個開關(guān)0.51個2、主要元器件介紹（一般為核心器件介紹）（1）555定時器是模擬

7、一數(shù)字混合式集成電路，利用它可以方便地構(gòu)成脈沖產(chǎn)生、整形電路和定時、延時電路。 具有功能強(qiáng)，使用靈活、方便等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字設(shè)備、工業(yè)控 制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。目前生產(chǎn)的555定時器有TTL和CMO前種類型。 通常，TTL型555定時器的輸出電流最高可達(dá) 200mA巨頭很強(qiáng)的驅(qū)動能力，其產(chǎn)品型號都以555結(jié)尾；而CMOS型 555 定時器則具有低功耗、高輸入阻抗等優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品型號都以 7555結(jié)尾。另外，還有一種將兩個555定時器集成到一個芯 片上的雙定時器產(chǎn)品 556（ TTL型）和7556（ CMOS型）。集 成定時器的產(chǎn)品主要有雙極型和CMOS型兩類，按集成電路

8、內(nèi)部定時器的個數(shù)又可分為單定時器和雙定時器；雙極型單 定時器電路的型號為 555，雙定時器電路的型號為 556 , 其電源電壓的范圍為 518V ; CMOS單定時器電路的型 號為7555 ，雙定時器電路的型號為7556，其電源電壓的范圍為218V o CMOS型定時器的最大負(fù)載電流要比雙 極型的小，它們的功能和外引腳排列完全相同。555定時器的工作原理。555定時器是一種數(shù)字與模擬混合型的中規(guī)模集成 電路，應(yīng)用廣泛。外加電阻、電容等元件可以構(gòu)成多諧振蕩 器，單穩(wěn)電路，施密特觸發(fā)器等。555定時器原理圖及引線排列如圖3-1、3-2所示。其功能見表3-1。定時器內(nèi)部由比較器、分壓電路、RS觸發(fā)器

9、及放電三極管等組成。分壓電路由三個5K的電阻構(gòu)成，分別給A1和A2提供參考電平 2/3VCC和1/3VCCo 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(dāng)輸入信 號自6腳輸入大于2/3VCC時，觸發(fā)器復(fù)位，3腳輸出為低電 平，放電管T導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于1/3VCC 時，觸發(fā)器置位，3腳輸出高電平，放電管截止4腳是復(fù)位端，當(dāng)4腳接入低電平時，則 V0=0;正 常工作時4接為高電平。5腳為控制端，平時輸入2/3Vcc作為比較器的參考 電平，當(dāng)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(shí)現(xiàn)對輸出的另一種控制。如果不在5腳外加電壓通常接0.01卩F電容到地，起

10、濾波作用，以消除外來的干擾， 確保參考電平的穩(wěn)定。圖3-1 555定時器內(nèi)部 圖3-2 555定時器引腳框圖排列表3-1 555定時器的功能表輸A輸出閥值輸入觸發(fā)輸入復(fù)位輸出敕電管TXXD導(dǎo)通<2/3Vcc<l/3Vcc11截止>2/3Vcc>l/3Vcc1D導(dǎo)通<2/3Vcc>l/3Vcc1不殳不變(2)蜂鳴器的介紹 蜂鳴器的分類蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 蜂鳴器的電路圖形符號蜂鳴器在電路中用字母“H或“HA （舊標(biāo)準(zhǔn)用 “FM、 “LB、 “JD等）表示。 蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理1 .壓電式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片

11、、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓 電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二級管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.515V直流工作電壓），多諧振蕩器起振，輸出1.52.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后， 再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。2 .電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的 相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。四、元件的市場調(diào)研元選擇表3元件市

12、場調(diào)研表名稱符號 規(guī)格型號 價格（元）調(diào)研地點(diǎn)是否選用3DG60.2西北電子商貿(mào)城三極管VBS1820.2西北電子商貿(mào)城否BSS840.2西北電子商貿(mào)城否IRFZ44N1.4西北電子商貿(mào)城否S80500.5西北電子商貿(mào)城否300 Q0.02南關(guān)電子市場否510Q0.02南關(guān)電子市場否20K0.02南關(guān)電子市場否碳膜電阻R10K0.02南關(guān)電子市場是5K0.02南關(guān)電子市場是100K0.02南關(guān)電子市場是1K0.02南關(guān)電子市場否1000pF1南關(guān)電子市場否10uF0.2南關(guān)電子市場是電容C4.7uF0.2南關(guān)電子市場否0.01uF0.1南關(guān)電子市場是100uF0.3南關(guān)電子市場是單向晶閘管VT

13、2西北電子商貿(mào)城否HH52PN3.6西北電子商貿(mào)城否TN106( 12 V)4.5西北電子商貿(mào)城否繼電器kHH52P5.8西北電子商貿(mào)城否JQX-16F3.8西北電子商貿(mào)城否JZC-7FA 9V2西北電子商貿(mào)城否1N40070.2西北電子商貿(mào)城否二極管VD1N40040.2西北電子商貿(mào)城否1N41480.2西北電子商貿(mào)城否1N40010.2西北電子商貿(mào)城否EE160.4西北電子商貿(mào)城否AL08100.2西北電子商貿(mào)城否電感LGH106-1021西北電子商貿(mào)城否22uF1西北電子商貿(mào)城否SP54-101K0.6西北電子商貿(mào)城否鎮(zhèn)流橋堆UR2西北電子商貿(mào)城否發(fā)光二極管VLWH-Y31330.2南關(guān)

14、電子市場否© 5mm0.1南關(guān)電子市場否-H- UL心片EN5551南關(guān)電子市場是CD40112南關(guān)電子市場否CD401103南關(guān)電子市場否74LS1941南關(guān)電子市場否74LS1611南關(guān)電子市場否7段顯示管MTS3101AR0.8南關(guān)電子市場否壓電陶瓷片HTD2南關(guān)電子市場否小型電動揚(yáng)聲器YD57-28Q1南關(guān)電子市場是2x20.2南關(guān)電子市場否小型撥比開關(guān)4x40.2南關(guān)電子市場否按鈕開關(guān)0.5南關(guān)電子市場是滑動變阻器RP100K0.8南關(guān)電子市場是電路板4南關(guān)電子市場是芯片座0.2南關(guān)電子市場是導(dǎo)線1m1南關(guān)電子市場是變壓器T220V-6V5西北電子商貿(mào)城否白熾燈EL15W3

15、西北電子商貿(mào)城否五、制作與調(diào)試救護(hù)車聲響電路制作過程都是在宿舍完成的，在具體焊接之 前我們討論了許多方案，主要討論時應(yīng)該設(shè)計一個怎樣的電 子系統(tǒng)，我們決定設(shè)計一個模擬救護(hù)車聲響電路。首先是查 找資料，我們?nèi)D書館借了 7本有關(guān)電子工藝設(shè)計與制作方 面的書籍，還從網(wǎng)上查找了有關(guān)這方面的知識，最終定下了 整體電路圖；其次，就是在電路圖中確定各元器件的參數(shù)， 為市場調(diào)研做好準(zhǔn)備，電源我們采用6V直流電源，為了使音響效果最貼近救護(hù)車的聲響，我們采用了兩片555芯片級聯(lián)的方法，考慮到要使555芯片產(chǎn)生多諧振蕩電路， 電阻R、 R4采用5.1k Q ,艮、Rs采用了 100 k Q,電容Ci采用10uF,

16、 C2、C3采用O.OluF，輸出端電容 C4采用1OOuF，揚(yáng)聲器8 Q 的效果較好。帶著準(zhǔn)備好的資料進(jìn)行市場調(diào)研，在調(diào)研回來 的結(jié)果中篩選最合適的元器件。接下來解釋焊接了，焊接是遇到的問題比較多，主要是 對電子元器件的焊接方法和焊接技巧不熟悉。很多東西是一 邊學(xué)習(xí)一邊做，其中元器件焊接順序依次為：電阻器、電容 器、二極管、三極管、集成電路、大功率管，其他元器件為 先小后大；芯片芯片座都是有方向的，焊接時要嚴(yán)格按照缺 口所指的方向使芯片的管腳都對應(yīng)起來；電位器是有方向 的，中間的管腳要接滑線端；焊接時要使焊點(diǎn)周圍都有錫，將其牢牢焊住，防止虛焊。當(dāng)然，我們不會一接就成功了， 理論上的東西放到實(shí)

17、踐中不一定能成功，理論上能實(shí)現(xiàn)的實(shí) 際中還要考慮許多未知因素。第一個方案我們是通過用門電 路組成的多諧振蕩器產(chǎn)生低頻信號，而方案二是利用555定時器組成的多諧振蕩器作為脈沖信號源，產(chǎn)生低頻信號。兩 者相比，方案結(jié)構(gòu)相差不大，思路易懂，但用門電路組成的 多諧振蕩器的振蕩周期不僅與時間常數(shù)RC有關(guān)，而且取決于門電路的閥值電壓，由于閥值電壓容易受溫度、電源及干 擾的影響，因此頻率穩(wěn)定性較差；而用555定時器組成的多諧振蕩器的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響較小，因 此，綜合考慮，我們采用了方案二進(jìn)行設(shè)計。六、設(shè)計總結(jié)1 、設(shè)計小結(jié)通過本次的電子元器件市場調(diào)研及電子系統(tǒng)制作實(shí)習(xí)， 我們深深體會到了理

18、論和實(shí)際的差距，深刻感受到了理論聯(lián) 系實(shí)際的重要性?？傮w來看，我們利用器件最少，價錢最省 的元器件實(shí)現(xiàn)了我們設(shè)計的電子系統(tǒng)小制作，并且在制作過 程中對市場上元器件的情況作了全面系統(tǒng)地了解。當(dāng)然第一 次設(shè)計屬于自己的電子系統(tǒng)多少有點(diǎn)盲目，還好團(tuán)隊(duì)的力量 使我們攻克了一個又一個的難題。在我們7人的小團(tuán)隊(duì)中每位成員都有自己的工作，很多時候大家都很努力地去完成自己的事情，并且注重互相配合、協(xié)作。雖然我們做出來的最 終電子系統(tǒng)與我們最初的設(shè)計方案略有差異，但是最終我們 客服重重困難，實(shí)現(xiàn)了大部分的電路功能，做出了相當(dāng)不錯 的電路系統(tǒng)。電路系統(tǒng)中，用IC1555定時器輸出的 0.7Hz脈沖，去控制IC25

19、55的引出端5腳電壓，改變分壓器的分 壓比，從而改變IC2555的振蕩頻率。揚(yáng)聲器的音頻信號時 被IC1555調(diào)制的雙音頻信號，使它發(fā)出“滴嘟、滴嘟”的 雙音聲，但由于滑動變阻器的調(diào)節(jié)范圍小，使音頻調(diào)節(jié)范圍 小，有待進(jìn)一步改進(jìn)。2、設(shè)計體會為期兩個星期的電子設(shè)計與制作實(shí)習(xí)結(jié)束了，通過這次實(shí)習(xí)使我們受益匪淺。首先，我們增強(qiáng)了對專業(yè)知識的理解和 運(yùn)用，讓我們很好的將理論知識和實(shí)踐緊密的結(jié)合起來，通 過運(yùn)用所學(xué)的電子技術(shù)方面的專業(yè)基礎(chǔ)知識和查閱相關(guān)的 書籍設(shè)計電路，論證調(diào)研，實(shí)現(xiàn)功能，解決身邊的實(shí)際問題。 其次，元器件的市場調(diào)研是一次很好的鍛煉機(jī)會，經(jīng)過幾天 的是市場考察調(diào)研，使得我們對元器件有了更

20、深的了解和認(rèn) 識，另外調(diào)研過稱也是對我們社會實(shí)踐能力的一個考驗(yàn)，人 際交往是當(dāng)代大學(xué)生必不可少的一種能力，是自身綜合素質(zhì) 的一種體現(xiàn)。最后，電路的焊接和調(diào)試，這也是電路成敗最 為關(guān)鍵的一步，主要是考察我們的動手能力，雖然在焊接的 過稱中遇到了很多的問題，但是通過全組成員的共同努力我們最終克服了重重困難，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能通過這兩個星期的學(xué)習(xí)，使我們對電子工藝的理論有了 初步的系統(tǒng)了解。我們了解到了焊普通元件與電路元件的技 巧、印制電路板的組裝工藝流程、555芯片的工作原理與組成元件的作用等。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電 子工藝課的學(xué)習(xí)有很大的指導(dǎo)意義，在日常生活中更是有著 現(xiàn)實(shí)意義；也對自己的動手能力是個很大的鍛煉。實(shí)踐出真 知，縱觀古今，所有發(fā)明創(chuàng)造無一不是在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)的。 沒有足夠的動手能力，就奢談在未來的科研尤其是實(shí)驗(yàn)研究 中有所成就。在實(shí)習(xí)中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自 己解決問題的能力。我覺得自己在以下幾個方面與有收獲：（1 ）對電子工藝的理論有了初步的系統(tǒng)了解。我們了解 到了焊普通元件