NE555多諧振蕩電路課程設(shè)計

1、目錄摘 要21 設(shè)計任務(wù)和要求41.1：設(shè)計任務(wù)41.2 ：設(shè)計要求42 方案比較與論證42.1：穩(wěn)壓電源通常由42.2 ：方案論證83 硬件設(shè)計錯誤！未定義書簽。3.1 ：設(shè)計思想錯誤！未定義書簽。3.2 ：稱功能模塊錯誤！未定義書簽。4 系統(tǒng)仿真84.1 ：仿真原理圖如下：85系統(tǒng)的組裝錯誤！未定義書簽。5.1 ：PCB版板圖錯誤！未定義書簽。6 結(jié)論：8參考文獻(xiàn)：錯誤！未定義書簽。附錄一：電路原理圖錯誤！未定義書簽。：元件列表錯誤！未定義書簽。摘要： 隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進(jìn)入80年代計算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開

2、關(guān)電源化，率先完成計算機(jī)的電源換代，進(jìn)入90年代開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展 ，555是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。ne555的作用是用內(nèi)部的定時器來構(gòu)成時基電路，給其他的電路提供時序脈沖，而開關(guān)電源（英文：Switching Mode Power Supply），又稱交換式電源、開關(guān)變換器，是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置。其功能是將一個位準(zhǔn)的電壓,透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開關(guān)電源就是利用電子開關(guān)器件（

3、如晶體管、場效應(yīng)管、可控硅閘流管等），通過控制電路，使電子開關(guān)器件不停地“接通”和“關(guān)斷”，讓電子開關(guān)器件對輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調(diào)和自動穩(wěn)壓關(guān)鍵詞：NE555,開關(guān)電源，穩(wěn)壓電路：Abstract：With the rapid development of power electronics technology, power electronic devices and is closely related to people's work and life, and the electronic equipment is in

4、separable from the reliable power supply, into the 80 s is made up of the computer power supply switch power supply, power generation, the first complete computer into the switch power supply in the 90 s have entered various electronic, electrical equipment, program-controlled switches, communicatio

5、ns, electronic test equipment such as power supply, control equipment power supply has been widely used for switching power supply, more promote the rapid development of the technology of switching power supply, 555 is a special widely used large integrated circuit, belong to the small-scale integra

6、ted circuit, are used in many electronic products. Ne555 role is to use internal timer to constitute the time-base circuit, to other provide temporal pulse circuit, and Switching Power Supply (English: Switching Mode Power Supply), also called Switching Power Supply, Switching converter, is a kind o

7、f high frequency electric energy conversion device. Its function is to a voltage level, through the different forms of architecture into the voltage or current client demands. Switching power supply is the use of electronic switching device (e.g., field effect transistor, SCR thyratron, etc.), throu

8、gh the control circuit, the electronic switch devices constantly "on" and "off", make electronic switching device to pulse modulation of the input voltage, so as to realize the DC/AC, DC/DC voltage conversion, and output voltage harmonic voltage automaticallyKeyword: NE555, switc

9、hing power supply, voltage regulator circuits1 設(shè)計任務(wù)和要求 1.1設(shè)計任務(wù)(1)利用NE555制作開關(guān)穩(wěn)壓電路設(shè)計；(2)彩燈電路的設(shè)計；(3)首先用軟件Multisim對電路進(jìn)行仿真，然后用Altium designer繪制電路原理圖，并制作PCB；(4)開關(guān)電源焊接、調(diào)試1.2 設(shè)計要求(1)、輸入交流電壓5，50Hz。(2)、輸出直流電壓4.7V，輸出電流15mA。1.3 題目評析(評析題目的重點(diǎn)、難點(diǎn)、實(shí)用價值，說明創(chuàng)新點(diǎn))(1)、題目的重點(diǎn)是利用NE555制作穩(wěn)壓電源電路的產(chǎn)生；(2)、難點(diǎn)是利用SH868控制彩燈循環(huán)閃爍；(3)、創(chuàng)

10、新點(diǎn)是可以通過沒有采用交流供電的方式。即沒有降壓，整流，濾波的環(huán)節(jié)2 方案比較與論證2.1 開關(guān)電源通常由彩燈供電電路的設(shè)計一般由220V交流電經(jīng)C降壓、VD整流穩(wěn)壓，R濾波輸出約4.7V直流電壓供如下圖所示： 這種方案適合具有實(shí)用價值，但是為了實(shí)驗(yàn)NE555的功能，我采用利用NE555制作電源，避免了使用交流電供電，同時也沒有了鎮(zhèn)流降壓濾波的產(chǎn)生。555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端

11、 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平電路優(yōu)點(diǎn)：555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實(shí)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 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個電壓

12、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(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 用SH-868制作的節(jié)日彩燈控制器電路見圖2-82所示，電路由閃光集成電路、可控硅驅(qū)動電路、音頻功率放大及電源電路等幾部分組成。 220V交流電經(jīng)Cl降壓、VD2整流、VD3穩(wěn)壓、C2、C3與R3濾波輸出約4.7V直流電壓供，集成塊A用電，R1是防止剛通電時CI充電電流過大易燒毀穩(wěn)壓管VD3而設(shè)置的緩沖電阻。VT1、VT2組成互補(bǔ)型OTL功放電路用來放大集成塊輸出的音樂信號，其電源取自濾波電阻R32.2 方案論證經(jīng)過分析，出于對自己的制作目的和安全 ，決定采用利用NE

13、555制作出穩(wěn)壓快關(guān)電路，同時采用SH868控制彩燈的閃爍。具體原理如下：NE555的介紹：555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置

14、 0，使輸出為 0 電平它的各個引腳功能如下： 1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。 3腳：輸出端Vo 2腳：低觸發(fā)端 6腳：TH高觸發(fā)端 4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。 5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。 7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容

15、的放電。 在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555時基電路的功能表如表61示。圖8-2 555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器  上圖NE555構(gòu)成的開關(guān)電源電路設(shè)計原理 ：實(shí)例說明：圖1所示是由NE555構(gòu)成的開關(guān)式穩(wěn)壓電源電路。其中，VT2和VT3為擴(kuò)流開關(guān)晶體管。NE555工作于自激多諧振蕩器方式，輸出電壓Vo被箝位于穩(wěn)壓管VDw的穩(wěn)壓值Vz。輸出電壓Vo約等于（Vz+0.3V）。NE555輸出高電平時，VT2和VT3導(dǎo)通，電源Vin經(jīng)VT3和電感L向C1充電；NE555輸出低電平時，L中存儲的能量通過續(xù)流二極管VD1繼續(xù)向負(fù)載供電，當(dāng)輸出電壓V

16、o超過（Vz+0.3V）以后，VDw被反向擊穿，使VT1飽和導(dǎo)通，其集電極電位近似為0，即NE555的4腳電位近似為0，強(qiáng)制NE555復(fù)位，輸出電壓Vo下降，VT1截至后，NE555繼續(xù)震蕩，實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡，使輸出電壓保持穩(wěn)定8-2為由555定時器和外接定時元件R、C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管T導(dǎo)通，輸出端Vo輸出低電平，當(dāng)有一個外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號加到Vi端。并使2端電位瞬時低于1/3VCC，低電平比較器動作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個穩(wěn)態(tài)過程，電容C開始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長。當(dāng)Vc充電到2/3VCC時，高電平比較器動作，比較器A1翻轉(zhuǎn)，

17、輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關(guān)管重新導(dǎo)通，電容C上的555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平3 硬件設(shè)

18、計3.1 設(shè)計思想H868是一種新穎的七功能21曲雙音音樂閃光集成電路，它內(nèi)儲21首歌曲，同時具有四路彩燈驅(qū)動功能，閃光與音樂的速度及節(jié)拍向步。 電路工作原理：SH868系典型CMOS電路，芯片采用黑膏軟封裝，與SH803R相同對外有17個引出腳，各引腳功能為：、腳為音色端；腳為反饋端；、腳為音頻輸出端；腳為VGN端；腳為振蕩輸人端；腳為空腳；腳為振蕩輸出端；腳為鍵控輸人端；11腳為功能選擇端；12腳為電源負(fù)端；13-16腳為驅(qū)動輸出端；17腳為電源正端。SH868工作電壓范圍在2-5.5V。 圖是用SH868集成電路制作的音樂閃光電路，該電路采用三節(jié)干電池供電，可驅(qū)動發(fā)光

19、管閃爍發(fā)光，同時揚(yáng)聲器還能發(fā)出芯片內(nèi)儲的電子樂曲聲 SB為功能選擇按鍵，每按一次可選擇一種功能，共有七種功能可供選擇； （1）音樂+四燈隨音樂同時跳動； （2）音樂+雙燈隨音樂同時對閃； （3）音樂+單燈隨音樂跳馬跳動； （4）音樂+雙燈隨音樂跳馬跳動， （5）音樂+四燈隨音樂自動跳動； （6）四燈自動跳動無音樂； （7）四燈全亮無音樂。 如果芯片的腳接正電源，11腳懸空時，功能將在（1）（4）重復(fù)動作。 元器件選擇：VT1-VT4采用9013型硅三極管，要求100,VT5與VT6要求采用配對的

20、C945、A733型硅三極管，讀者也可用特性盡可能一致的9014型與9015型硅三極管，要求值相同，均150左右。VL可采用紅色或綠色發(fā)光二極管。RP是用來調(diào)整VT5、VT6互補(bǔ)功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，可用WH7型微調(diào)電阻器。C3、C4為音色調(diào)整電容，容量可在2.2-4.7UF間選用，直至音效最佳為止。4 系統(tǒng)仿真4.1 仿真原理圖如下：4.2 仿真結(jié)果：6 結(jié)論 通過這次這次電力電子的實(shí)習(xí)，我基本掌握了一個電子產(chǎn)品從設(shè)計到成品的一個制作過程，首先第一步是進(jìn)行設(shè)計要求的合理規(guī)劃，從設(shè)計需求出發(fā)，選擇不同的電路來實(shí)線需求，然后再進(jìn)行方案對比，從設(shè)計要求，價格等方面考慮選擇合適的電路設(shè)計方案，然

21、后在進(jìn)行電路圖的繪制，進(jìn)行multisium的電路仿真，然后在altium desinger進(jìn)行原理圖的繪制，檢查電氣規(guī)則，其次還有元件的封裝，如果沒有封裝的話。進(jìn)行原理圖庫的繪制和PCB庫的繪制，一切準(zhǔn)備就緒后，行進(jìn)PCB的制作，根據(jù)電力板的設(shè)計要求，比如大小的等合適選擇電氣規(guī)則，這些進(jìn)行完了之后，然后進(jìn)行元器件的排局規(guī)劃，然后進(jìn)行自動布線，最后檢查自動布線的結(jié)果，如果有錯誤或者不當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行手工布線。同時學(xué)習(xí)到了做到了從電路原理出發(fā)，利用電力電子理論知識來分析電路的工作原理，將理論與實(shí)踐相結(jié)合。經(jīng)過課程設(shè)計，我?guī)е郧坝龅降膯栴}，運(yùn)用理論知識，在實(shí)踐調(diào)試電路中一一深入理解， 感覺收獲挺多，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。不管怎樣，這些都是一種鍛煉，一種知識的積累，能力的提高。完全可以把這個當(dāng)作基礎(chǔ)東西，只有掌握了這些基礎(chǔ)的理論知識，才可以更進(jìn)一步，取得更好的成績。 2、在實(shí)驗(yàn)的過程中，存在許多問題，使得模擬仿真的輸出結(jié)果與理論值有較大的偏差。經(jīng)過仔細(xì)的分析與研究發(fā)現(xiàn)，在仿真的過程中，由于許多的電路元件無法找到相應(yīng)或相似的原件(主要是二極管和三極管)，使得最終的輸出結(jié)果與理論值相差較大。3. 通過本次電子設(shè)計，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過兒能改，善莫大焉”的知行觀。在設(shè)計過程中遇到了