數(shù)電實踐報告模板

PAGEPAGE10蘇州市職業(yè)大學課程設計說明書名稱555定時器聲光報警電路2012年12月17日至2011年12月21日共1周院系電子信息工程系班級11電氣3班姓名李久安學號117301321系主任張紅兵教研室主任鄧建平指導教師丁金林目錄第一章緒論 1第二章555定時器聲光報警電路設計 22.1電路原理 22.2性能指標 2第三章主要元器件原理及相關計算 33.1.主要元器件介紹 33.1.1555定時器 33.1.2555定時器的電路結構及其功能 33.1.3555定時器的應用分類 43.2其他元器件介紹 53.2.1電位器 53.2.2蜂鳴器 63.2.3發(fā)光二極管 73.2.4相關性能指標計算 7第四章焊接及調試過程與注意點 84.1安裝及焊接步驟 84.1.1查找資料 84.1.2準備工具、檢測元器件 84.1.3焊接 84.2線路板調試及調試后的波形 9第五章小結 10參考文獻 11第一章緒論555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(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，還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時器可以說是模擬電路與數(shù)字電路結合的典范。555定時器是一種結構簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。只要外部配接少數(shù)幾個阻容元件便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555定時器用于取代機械式定時器的中規(guī)模集成電路，因輸入端設計有三個5kΩ的電阻而得名555定時器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，同時報警的一種裝置。555定時器聲光報警電路是利用兩個555定時器組成的振蕩電路，實現(xiàn)異步工作，使兩個振蕩器間隙振蕩，這樣蜂鳴器就會發(fā)出間隙的聲響，發(fā)光二極管閃爍。第二章555定時器聲光報警電路設計2.1電路原理圖2-2電路原理圖電路由兩個555多諧振蕩器組成，電路原理圖如圖2-2所示,圖第一個振蕩器的振蕩頻率為1~2Hz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。2.2性能指標指示燈閃光頻率為1~2Hz，蜂鳴器發(fā)出間隙聲響的頻率約為1kHz，指示燈采用發(fā)光二極管。（充電時間T1=0.693(R1+R2)C，放電時間T2=0.693R2C）第三章主要元器件原理及相關計算3.1.主要元器件介紹3.1.1555定時器555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(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，還有對應的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，輸出驅動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。3.1.2555定時器的電路結構及其功能555集成電路是8腳封裝，雙列直插型，如圖3-1(A)所示，按輸入輸出的排列。圖3-1555集成電路封裝圖如下圖3-1(B)所示,其中6腳稱閾值端(TH)，是上比較器的輸入；2腳稱觸發(fā)端(TR)，是下比較器的輸入；3腳是輸出端(Vo)，它有O和1兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平決定；7腳是放電端(DIS)，它是內部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4腳是復位端(MR)，加上低電平時可使輸出為低電平；5腳是控制電壓端(Vc),可用它改變上下觸發(fā)電平值；8腳是電源端，1腳是地端。我們也可以把555電路等效成一個帶放電開關的R-S觸發(fā)器，如圖3-2所示，這個特殊的觸發(fā)器有兩個輸入端：閾值端(TH)可看成是置零端R，要求高電平，觸發(fā)端(TR)可看成是置位端S，要求低電平，有一個輸出端Vo，Vo可等效成觸發(fā)器的Q端，放電端(DIS)可看成是由內部放電開關控制的一個接點，由觸發(fā)器的Q端控制：Q=1時DIS端接地，Q=0時DIS端懸空。另外還有復位端MR，控制電壓端Vc，電源端VDD和地端GND。這個特殊的觸發(fā)器有兩個特點：(1)兩個輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低，置零端R即閾值端(TH)要求高電平，而置位端s即觸發(fā)端(TR)則要求低電乎;(2)兩個輸入端的觸發(fā)電平使輸出發(fā)生翻轉的閾值電壓值也不同，當Vc端不接控制電壓時，對TH(R)端來講，大于2/3VDD是高電平1,小于2/3VDD是低電平0：而對TR(S)端來講，大于1/3VDD是高電平1，小于1/3VDD是低電平0。如果在控制端(Vc)上控制電壓Vc時，這時上觸發(fā)電平就變成Vc值，下觸發(fā)電平就變成1/2Vc值，可見改變控制端的控制電壓值就可以改變上下觸發(fā)電平值。圖3-2555電路等效R-S觸發(fā)器3.1.3555定時器的應用分類555定時器應用十分廣泛，可裝如下幾種電路：1、單穩(wěn)類電路作用：定延時，消抖動，分頻，脈沖輸出，速率檢測等。2、雙穩(wěn)類電路作用：比較器，鎖存器，反相器，方波輸出及整形等。3、無穩(wěn)類電路作用：方波輸出，電源變換，音響報警，玩具，電控測量，定時等。3.2元器件測量值表3-2元器件列表器件名稱編號理論值測量值電位器R110kΩ9.90kΩ電阻R22kΩ2kΩ電位器R320kΩ19.55kΩ電阻R42kΩ1.99kΩ碳膜電容C1X0.01μF碳膜電容C2X0.01μF電解電容C1100μF電解電容C20.1μF電解電容C34.7μF電解電容C410μF蜂鳴器發(fā)光二極管555定時器插座繪制電路板如表3-1所示，該表是電氣元器件測量值，電氣元件的理論值與標準值有一定的誤差，需要自己測量，使用標準值進行計算，減小誤差。3.3電位器電位器是具有三個引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動的電刷組成。當電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關系的電阻值或電壓。電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器。電位器的作用及特點:電位器是可變電阻器的一種。通常是由電阻體與轉動或滑動系統(tǒng)組成，即靠一個動觸點在電阻體上移動，獲得部分電壓輸出。電位器的作用——調節(jié)電壓（含直流電壓與信號電壓）和電流的大小。電位器的結構特點——電位器的電阻體有兩個固定端，通過手動調節(jié)轉軸或滑柄，改變動觸點在電阻體上的位置，則改變了動觸點與任一個固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。3.4蜂鳴器蜂鳴器（如圖3-3所示）是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發(fā)聲器件。；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。圖3-3蜂鳴器蜂鳴器的結構原理: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、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)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ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，振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場。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。3.5發(fā)光二極管發(fā)光二極管簡稱為LED（如圖3-4所示）。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。圖3-4發(fā)光二極管3.6相關性能指標計算1電容充電時間T：T=0.7(R+R)C2電容放電時間T：T=0.7RC3電路振蕩周期T：T=T+T=0.7(R+2R)C4電路振蕩頻率f：f=eq\f(1,T)=eq\f(1.43,(R+R)C)理論值計算:在頻率為1hz的時候,R1為6.83k歐,當頻率為1khz時,R3為14.26k歐.當頻率可調范圍內,R3的范圍為0.1k歐到18.92k歐.第四章焊接及調試過程與注意點4.1安裝及焊接步驟4.1.1查找資料查找555定時器、蜂鳴器、電位器等的相關資料4.1.2準備工具、檢測元器件檢測原件是否可用、并記錄原件的實際值4.1.3焊接在實際生產中，最容易出現(xiàn)的一種違反操作步驟的做法就是烙鐵頭不是先與被焊件接觸，而是先與焊錫絲接觸，熔化的焊錫滴落在尚末預熱的被焊部位，這樣很容易產生焊點虛焊，所以烙鐵頭必須與被焊件接觸，對被焊件進行預熱是防止產生虛焊的重要手段。1、標準的錫點:

（1）錫點成內弧形

（2）錫點要圓滿、光滑、無針孔、無松香漬

（3）要有線腳，而且線腳的長度要在1-1.2MM之間。

（4）零件腳外形可見錫的流散性好。

（5）錫將整個上錫位及零件腳包圍。

2、不標準錫點的判定：

（1）虛焊：看似焊住其實沒有焊住，主要有焊盤和引腳臟污或助焊劑和加熱時間不夠。

（2）短路：有腳零件在腳與腳之間被多余的焊錫所連接短路，另一種現(xiàn)象則因檢驗人員使用鑷子、竹簽等操作不當而導致腳與腳碰觸短路，亦包括殘余錫渣使腳與腳短路。

（3）偏位：由于器件在焊前定位不準，或在焊接時造成失誤導致引腳不在規(guī)定的焊盤區(qū)域內

。（4）少錫：少錫是指錫點太薄，不能將零件銅皮充分覆蓋，影響連接固定作用。

（5）多錫：零件腳完全被錫覆蓋，及形成外弧形，使零件外形及焊盤位不能見到,不能確定零件及焊盤是否上錫良好。（6）錯件：零件放置的規(guī)格或種類與作業(yè)規(guī)定或BOM、ECN不符者，即為錯件。

（7）缺件：應放置零件的位置，因不正常的原因而產生空缺。

（8）錫球、錫渣：PCB板表面附著多余的焊錫球、錫渣，會導致細小管腳短路。

（9）極性反向：極性方位正確性與加工要求不一致，即為極性錯誤。

4.2線路板調試及調試后的波形用5V電源接上電路板，根據(jù)實驗所需的要求旋轉可調電阻，是的兩個可調電阻的阻值達到所需要求，具體來說就是蜂鳴器和發(fā)光二極管能夠按照所需要求進行工作。此時B輸出1KHZ，R3的值為19.55千歐姆，如下圖所示：圖4-1線路板及波形圖第五章小結1.通過本課程我達到了實踐的目的，我在實踐過程中很好的把數(shù)字電子技術的基礎內容貫穿起了，運用自己在本科中所學的電子知識和工藝獨立的完成電路原理的分析、設計、焊接以及調試并很認真的的作出了具體精致的電子產品實物。2.通過本實踐，我較好的掌握運用數(shù)字器件的運用，更深層的掌握數(shù)字電子技術教材的內容。3．在本實驗中