雙音報(bào)警器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 電路設(shè)計(jì)方案及選定1.0 1.了解555時(shí)基電路的功能；2.掌握電路的設(shè)計(jì)與制作的基本步驟及方法3.熟悉555時(shí)基電路的電壓調(diào)制頻率的方法1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求本課程要求設(shè)計(jì)一個(gè)雙音報(bào)警器。設(shè)計(jì)要求用555時(shí)基電路施密特的多諧振蕩器，使電路通過(guò)一個(gè)小型揚(yáng)聲器可以發(fā)出兩種不同頻率的“滴、嘟、滴、嘟”的聲響，與救護(hù)車的笛音相似而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。實(shí)訓(xùn)目的：1、掌握555構(gòu)成電路的實(shí)際應(yīng)用。通過(guò)雙音報(bào)警器熟悉用555構(gòu)成的多諧振蕩電路。2、熟悉555時(shí)基電路控制端的功能和作用。3、了解用電壓調(diào)制頻率的方法。4、學(xué)會(huì)分析變化的信號(hào)波形。第三種方案：它是由兩個(gè)555集成塊組成的雙

2、音報(bào)警器。其:5腳為控制端，片內(nèi)接比較器的反相輸入端，電位為。一般555組成自激多諧振蕩器時(shí)，將5腳通過(guò)一個(gè)小電容(0.01F-0.1F)接地，以防止外界干擾對(duì)閥值電壓的影響，當(dāng)需要把它變成可控多諧振蕩器時(shí)，可以在電路的5腳外加一個(gè)控制電壓，這個(gè)電壓將改變芯片內(nèi)比較電平，從而改變振蕩頻率，當(dāng)控制電壓升高(降低)時(shí)，振蕩頻率降低(升高)，這就是控制電壓對(duì)振蕩信號(hào)頻率的調(diào)制。利用這種調(diào)制方法，可組成雙音報(bào)警器。輸出的方波信號(hào)，通過(guò)控制的電平。當(dāng)輸出高電平時(shí)，的振蕩頻率低，當(dāng)輸出低電平時(shí)，的振蕩頻率高。因此的振蕩頻率被的輸出電壓調(diào)試為兩種音頻，使揚(yáng)聲器發(fā)出“滴、嘟、滴、嘟”的雙音聲響。其使用分立式元

3、件不僅增大了設(shè)計(jì)的難度而且使整個(gè)電路的最終設(shè)計(jì)效果與可信度降低，揚(yáng)聲器發(fā)出的兩種不同頻率的聲響不易區(qū)分，效果不理想。 圖1-2-1-3由兩個(gè)555組成的雙音報(bào)警器電路 1.2.2 設(shè)計(jì)方案的選定第三種方案：它是由兩個(gè)555集成塊組成的雙音報(bào)警器。該電路主要由集成元件組成。集成元件與分立式元件相比較，集成元件的優(yōu)勢(shì)：1、元件制作方便快捷。其將一個(gè)特定的功能集合在一起，供使用者使用，不必再花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間、精力。而且它保證并提高了整個(gè)電路的整體性能，使揚(yáng)聲器能清晰地發(fā)出兩種不同頻率的聲響，較好的滿足設(shè)計(jì)的要求。2、元件制作可行性高。集成元件提供了很大的可行度，而奮元件在復(fù)雜的電路中要不斷地返回檢查，

4、增加了任務(wù)量。3、由分立元件組成的電路，如果電路選擇得好，參數(shù)選擇恰當(dāng)，元件性能優(yōu)良，設(shè)計(jì)和調(diào)試的好，則性能也很優(yōu)良。但只要其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，則性能會(huì)低于一般集成電路。且為了不致過(guò)載、過(guò)流、過(guò)熱等損壞元件，需要加以復(fù)雜的保護(hù)電路。 集成功放電路成熟，低頻性能好，內(nèi)部設(shè)計(jì)具有復(fù)合保護(hù)電路，可以增加其工作的可靠性，尤其集成厚膜器件參數(shù)穩(wěn)定，無(wú)須調(diào)整，信噪比較小，而且電路布局合理，外圍電路簡(jiǎn)單，保護(hù)功能齊全，還可外加散熱片解決散熱問(wèn)題。 第二章 555定時(shí)器2.1計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)及原理、引腳及功能2.1.1 計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)555定時(shí)器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成與一體的電子器件。用它可以構(gòu)

5、成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。其在工業(yè)控制、定時(shí)、檢測(cè)、報(bào)警等方面有廣泛應(yīng)用。555時(shí)基集成電路具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動(dòng)電流大和一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)試，就可以做成多種實(shí)用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路。 555時(shí)基集成電路的主要參數(shù)為（以NE555為例）電源電壓4.516V。輸出功率大，驅(qū)動(dòng)電流達(dá)200mA。作定時(shí)器使用時(shí)，定時(shí)精度為1。定時(shí)時(shí)間從微秒級(jí)到小時(shí)級(jí)。作振蕩使用時(shí)，輸出的脈沖的最高頻率可達(dá)500KHz?？晒ぷ饔跓o(wú)穩(wěn)態(tài)和單穩(wěn)態(tài)兩種方式。 可調(diào)整占空比。溫度穩(wěn)定性好于 。常見(jiàn)的555時(shí)基電路為塑料雙列直插式封裝（見(jiàn)圖2.2.1），

6、正面印有555字樣，左下角為腳1，管腳號(hào)按逆時(shí)針?lè)较蚺帕?。圖2-1-1 555時(shí)基電路2.2.1計(jì)時(shí)器的原理它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開(kāi)關(guān)T，比較器的參考電壓由三只的電阻器構(gòu)成分壓，它們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(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)輸入并超過(guò)時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于 時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開(kāi)關(guān)管截止。是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí)該端開(kāi)路或接VCC。Vc是控制電

7、壓端（5腳），平時(shí)輸出 作為比較器A1的參考電平當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01uF的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。在使用時(shí)，該三極管的集電極（7腳）一般都要外接上拉電阻。閾值輸入 觸發(fā)輸入 復(fù)位 RS輸出Vo放電管T 0 0 導(dǎo)通 1 10 1截止 1 010導(dǎo)通 1 11 不變不變表2-2-1 555功能表2.2由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器由555定時(shí)器和外接組件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。

8、電路沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過(guò)R1、R2向C充電，以及C通過(guò)R2向放電Dc端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在和之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波形，對(duì)應(yīng)的波形如圖所示。圖2-2-1由555構(gòu)成的多諧振蕩器圖2-2-2多諧振蕩器的波形圖輸出信號(hào)的參數(shù)有：   電路振蕩周期：電容充電時(shí)間：電容放電時(shí)間：電路振蕩頻率：輸出波形占空比：其中為由上升到所需時(shí)間，為電容C放電所需時(shí)間。555電路要求與均應(yīng)不小于，但兩者之和應(yīng)不大于。由于555定時(shí)電路內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，用 555定時(shí)器組成的多諧振蕩器的振蕩頻率

9、受電源電壓和溫度變化的影響很小。外部組件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時(shí)器配以少量的組件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。第三章 電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試3.1電路的設(shè)計(jì)選用555定時(shí)器組成多諧振蕩器。而整個(gè)電路由兩個(gè)555定時(shí)器、組成。中間加有R5以連接的3腳與的5腳。通過(guò)R5的方波的低頻加至的控制電壓端5腳，對(duì)第二級(jí)進(jìn)行調(diào)制。當(dāng)方波為高電平時(shí)，的頻率較低；而當(dāng)方波為低電平時(shí)，的振蕩頻率高，則揚(yáng)聲器會(huì)發(fā)出高低連續(xù)變化的雙音。的5腳為控制電壓端，當(dāng)方波加至此，改變了集成塊的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓值，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)555振蕩頻率的控制，經(jīng)的濾波作用后

10、，小型揚(yáng)聲器發(fā)出兩種不同頻率的“滴、嘟、滴、嘟”的聲響。要求輸出功率為120mW，輸出阻抗為。為了與輸出阻抗匹配，則應(yīng)選用的揚(yáng)聲器。的振蕩頻率： ，約為0.7Hz。的振蕩頻率：，約為500Hz。: ，: ， 頻率范圍為高頻1500Hz，低頻500Hz。 由得高頻下周期為0.67ms，低頻下周期為2ms。3.2電路的制作該電路的設(shè)計(jì)使用多孔板制作。而制作電路產(chǎn)品要使用焊接技術(shù)。焊接前應(yīng)準(zhǔn)備好焊接工具和材料，清潔被焊件及工作臺(tái)，進(jìn)行元器件的插裝及導(dǎo)線端得處理，左手拿焊絲，右手握電烙鐵，同時(shí)進(jìn)入備焊狀態(tài)。電烙鐵頭放置焊件處加熱，焊錫絲在電烙鐵對(duì)側(cè)，立即送入焊錫絲。待焊錫在焊點(diǎn)上全部濕潤(rùn)后錫絲移開(kāi)應(yīng)略

11、早于電烙鐵。待焊點(diǎn)全部焊接完后，按照電路圖用導(dǎo)線將各個(gè)焊點(diǎn)連接起來(lái)，電路初步就做成了。將電路接入微型計(jì)算機(jī)電源5V中，接通電源，試聽(tīng)揚(yáng)聲器聲音。只能聽(tīng)見(jiàn)“滴”的一種聲音。接入示波器中幾乎只見(jiàn)到一種波形，其間偶爾出現(xiàn)一點(diǎn)高頻，電路設(shè)計(jì)的效果不好?，F(xiàn)在取下斷開(kāi)的3腳與的5腳，在的5腳接一個(gè)0.01uF的電容，接通電源，用示波器觀察和的輸出波形。然觀察到的和的輸出波形均為正常的矩形方波。3.3 電路的修正在本次課程電路的設(shè)計(jì)中，我使用了Protel 99 SE軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，并用Multisim2001軟件進(jìn)行電路仿真。在Multisim2001仿真軟件中，我發(fā)現(xiàn)原電路圖通過(guò)仿真示波器出來(lái)的波形與

12、理想中的波形向差很遠(yuǎn)。而是出現(xiàn)在高低電平不同作用下，的3腳出來(lái)的波形均出現(xiàn)不同頻率的波形，沒(méi)有周期性、比較混亂;而且較低的頻率在高低電平下幾乎保持不變。問(wèn)題出現(xiàn)后，我采取單一變量原則，先后改變了電阻、的值。在保證不變下，分別改變、阻值，出現(xiàn)了不變的單一頻率。改變下，出現(xiàn)的電平頻率忽高忽低，而不受電平影響。各次仿真結(jié)果均告失敗。由于人耳分辨聲音頻率的限制及靈敏度，在制作的電路作品中只能較為清晰地分辨出一種頻率的聲音。問(wèn)題出現(xiàn)后，我嘗試從其它方面入手。我試著將從電阻出來(lái)應(yīng)連接到的5腳導(dǎo)線改連到7腳，并在5腳與底線間加了個(gè)0.01uF的電容。進(jìn)行仿真，高電平下出現(xiàn)很好的單一電平，而低電平下未有電平出

13、現(xiàn)。采取單一變量原則。阻值減小，沒(méi)變化；阻值增加到左右時(shí)，在低頻下，出現(xiàn)波形，然波形頻率不一致，高頻下易然。繼續(xù)增加阻值，波形沒(méi)有很好改觀。阻值增加或減少，在低頻作用下沒(méi)有任何的改觀。阻值增加，不行；阻值減小到時(shí)，出現(xiàn)了較為理想的波形。高電平下出現(xiàn)高頻，占空比約50%；低電平下出現(xiàn)低頻，占空比較高，約75%。根據(jù)設(shè)計(jì)要求與仿真情況，最終我選取了為，為，為，另加了一個(gè)電容為0.01uF。電路輸出波形為，低電平下出現(xiàn)低頻，高電平下出現(xiàn)高頻。圖3-3-1雙音報(bào)警器Multisim設(shè)計(jì)圖 表3-3-2波形仿真圖（1）表3-3-3波形仿真圖（2）第四章 使用元器件參數(shù)類型總計(jì)NE555集成電路2個(gè)8/0

14、.5W揚(yáng)聲器1個(gè)10u電解電容（25V）1個(gè)100u1個(gè)0.01u電容(63V)3個(gè)3K電阻（0.25W）1個(gè)7K1個(gè)10K1個(gè)100K2個(gè)總計(jì)13個(gè)心得與體會(huì)首先，這次課程設(shè)計(jì)給我提供了一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，提高了我的動(dòng)手能力，讓我明白了“紙上得來(lái)總覺(jué)淺，絕知此事要躬行”的道理。剛開(kāi)始進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，我表現(xiàn)出了極大的熱情。上網(wǎng)查資料、詢問(wèn)高年級(jí)同學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，我時(shí)刻猜測(cè)著我會(huì)從中獲得什么，這是一個(gè)難得的鍛煉機(jī)會(huì)。雙音報(bào)警器是個(gè)很有意思的課程設(shè)計(jì)課題，因?yàn)樗瑢?shí)際聯(lián)系的比較緊密，人們幾乎天天都要聽(tīng)到它的聲音，所以做起來(lái)會(huì)很有興趣。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)了我理論知識(shí)上有不少的漏洞，這給了我不少壓力

15、，于是我又?jǐn)D出時(shí)間努力加深文化知識(shí)。對(duì)于Muitism2001軟件，我真的很陌生，之前，老師沒(méi)有教過(guò)，我們也沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)。真是趕鴨子上架啊！為了將課程設(shè)計(jì)做好，我不得不先花一部份時(shí)間去學(xué)習(xí)，摸索。在用Multism2001軟件進(jìn)行仿真的時(shí)候，我進(jìn)行的有些緩慢，有時(shí)感覺(jué)連對(duì)了的時(shí)候總是出不了正確結(jié)果。我總是盡自己所能解決這些問(wèn)題，有時(shí)是因?yàn)樵O(shè)計(jì)錯(cuò)誤，有時(shí)是連線錯(cuò)誤，有時(shí)是電阻電容選擇錯(cuò)誤。當(dāng)電路設(shè)計(jì)好后，我感到感到很充實(shí)，很有成就感。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我拓寬了知識(shí)面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到了較大的提高。安排這次課程設(shè)計(jì)的基本目的，在于通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合、人與人的溝通，進(jìn)一步提高思想覺(jué)悟。尤其是觀察、分析和解決問(wèn)題的實(shí)際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。作為整個(gè)學(xué)習(xí)體系的有機(jī)組成部分，把課堂上學(xué)到的系統(tǒng)化的理論知識(shí)，嘗試性的應(yīng)用與實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，并從理論的高度對(duì)設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)代化提出一些有針對(duì)性的建議和設(shè)想。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，看一看課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際工作到底有多大距離，并通過(guò)綜合分析，找出學(xué)習(xí)中存在的不足，以便為完善學(xué)習(xí)計(jì)劃，改變學(xué)習(xí)計(jì)劃，改變學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法提供實(shí)踐依據(jù)。對(duì)我們電子信息專業(yè)的本科生說(shuō)，實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實(shí)際能