模擬警笛聲響報告最終修改 - 副本

1、電子技術(shù)課程設(shè)計報告 設(shè)計題目： 模擬警笛聲響電路的設(shè)計 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間：2015年6月8日-6月19日 一、電子技術(shù)課程設(shè)計目的、意義:（1）意義： 電子技術(shù)綜合課程設(shè)計是一個實踐性的教學(xué)環(huán)節(jié)，它將我們的理論投入了實踐，既強調(diào)了動手和硬件實驗應(yīng)用能力的鍛煉，培養(yǎng)了工程實踐和電子創(chuàng)新設(shè)計能力，也為我們以后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。（1）電子技術(shù)設(shè)計目的： 1.通過課程設(shè)計鞏固、深化和擴展理論知識與初步的專業(yè)技能，提高綜合運用知識的能力，逐步增強實際工程訓(xùn)練。 2. 運用所學(xué)數(shù)字電路技術(shù)的知識設(shè)計一個警笛電路，并能夠通過計算，得到該電路需要的元器件型號和參數(shù)值大

2、??； 3. 能夠?qū)⒃O(shè)計好的電路在仿真軟件的模擬環(huán)境下中模擬出題目的要求，即可以發(fā)出警笛聲，能聽出明顯的高低音變化； 4.通過改變頻率才能得到高低音，所以我們需要設(shè)計一個能產(chǎn)生高低頻率的電路。通過對數(shù)字電路技術(shù)的學(xué)習(xí)我們知道需要用到兩片555定時器； 5.學(xué)會使用仿真軟件，比如protues，能夠熟練運用此類軟件經(jīng)行模擬，從而達到任務(wù)要求。（2）設(shè)計意義 1. 復(fù)習(xí)鞏固數(shù)字電路技術(shù)，掌握555定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理，學(xué)會分析和測試，并且能夠熟練運用555定時器來構(gòu)成多諧振蕩器，使兩片555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生高低頻率用以驅(qū)動揚聲器發(fā)出高低音。 2. 讓我們能夠通過運用所學(xué)知識設(shè)計電路來模擬

3、出實際生活中的一些常見的器件，將知識和運用聯(lián)系起來。 3. 可以培養(yǎng)并鍛煉我們的動手實踐的能力、查閱手機資料的能力、獨立思考分析解決問題的能力以及團結(jié)合作的能力，以便在以后的學(xué)習(xí)工作和生活中，能夠更好地分析解決真實遇到的問題。 4. 學(xué)習(xí)并使用仿真軟件protues經(jīng)行模擬仿真，熟悉元件庫和各種儀器的使用，作圖并進行調(diào)試，能夠最終模擬出最符合要求的聲音。 2、 電子技術(shù)課程設(shè)計：1、設(shè)計題目：模擬警笛聲響電路的設(shè)計： （1）任務(wù)：設(shè)計一個能驅(qū)動揚聲器發(fā)出有節(jié)奏的，高低變化的警笛聲，設(shè)計調(diào)節(jié)開關(guān)，對聲音的音調(diào)高低，高低音調(diào)的變化快慢都能隨意控制，伴隨聲音的同時，有燈光的閃爍。2.設(shè)計題方案比較、

4、論證：（1）結(jié)構(gòu)框圖：產(chǎn)生高頻電路揚聲器電路產(chǎn)生低頻率電路 發(fā)光二極管顯示電路（2）方案一： 方案二：方案三：（老師指導(dǎo)后的）方案一：電路圖仿真沒有錯誤和警告，但是唯一的不足就是仿真后沒有警笛聲的效果，仔細檢查以后發(fā)現(xiàn)通過上述電路并不能產(chǎn)生有效的振蕩，相應(yīng)的揚聲器也不會響。方案二：通過前一級555控制震蕩的時間，后一級555控制振蕩頻率的高低，讓揚聲器發(fā)出的聲音有高低電平的變化，從而促使揚聲器發(fā)出滴-嘟-滴-嘟的聲音，但是碰到的問題是揚聲器能響了，但是發(fā)光二極管并沒有閃爍。方案三：此方案是我們經(jīng)過老師的指導(dǎo)最后的出來的方案。此方案也是通過前一級555來控制振蕩的時間，后一級555控制振蕩的頻率

5、，從而促使揚聲器發(fā)出聲音，與此同時發(fā)光二極管閃爍。閃爍時間是：1.43/（R1+2R2）C 聲音的高低可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來實現(xiàn)。3. 各單元電路設(shè)計，元器件參數(shù)計算、選擇 、電路 圖繪制，總體電路圖：圖1為時間控制部分： 圖1如圖所示：該電路是以時基電路555為核心組成的多諧振蕩器。時間控制部分的工作頻率由R1、R2和C2決定.作為時間控制部分。時間間隔為：Tw=t1+t2=0.7(R1+R2)C=0.7(6.8k+0.1k)*100uf=0.483s圖2 為發(fā)光顯示控制部分： 圖二圖3 為頻率控制部分： 圖三如圖所示：該電路是以時基電路555為核心組成的多諧振蕩器。時間控制部分的工作頻率

6、由R5、RV1和C4決定。頻率控制部分的振蕩頻率由R3、LDR1、C3決定，并且受到時間控制部分輸出的控制。當(dāng)加入電源時，即可產(chǎn)生斷續(xù)的音調(diào)變化的類似警笛的聲音。f=1.43/(R1+2R2)C,=1.43/(100+2RV1)1uf,RV1的取值在（0,3.5k）之間。要使警笛聲響頻率范圍一般在800HZ左右。 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。 圖2：加上電源后，電容器C3經(jīng)外接電阻R3與LDR1由Vcc充電，電容器C3兩

7、端電壓一直上升到2/3Vcc(第六腳之臨界電壓)，于是觸發(fā)555的第三腳的輸出為低電平0。此外，集成電路內(nèi)部放電管被驅(qū)動而導(dǎo)通，使得第七腳接地，將電容C3上的電荷經(jīng)電阻LDR1放電，電容器的電壓就開始下降，直到它降到觸發(fā)端1/3Vcc，正反器再次被觸發(fā)，使第三腳輸出回到高電平1，且放電管截止，于是電容器C3再次經(jīng)由電阻R3及LDR1充電，重復(fù)這些動作就會產(chǎn)生振蕩。 充電路徑：由Vcc出發(fā)，經(jīng)由R3及LDR1至電容器C3。 放電路徑：由電容器C3出發(fā)，經(jīng)由LDR1至555第七腳。 頻率f=1.43/(R3+2LDR1)C4.555定時器構(gòu)成多諧振蕩器如附圖3，由55

8、5定時器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電端放電，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，對應(yīng)的波形如附圖4所示。附圖3 555構(gòu)成多諧振蕩器 附圖4 多諧振蕩器的波形圖輸出信號的時間參數(shù)是： T=0.7（R1+R2）C =0.7R2C 其中，為VC由上升到所需的時間，為電容C放電所需的時間。接通電源后，揚聲器會發(fā)出高低交替的聲音，類似報警器的警笛聲。電路仿真：由555定時器構(gòu)成兩級多諧振蕩器，第一級的工作頻率由R1、R2和C

9、2、C4決定，f1=1.43/(R1+2R2)（C2+C4）,第二級的振蕩頻率由LDR1、R3、C3決定，并且受到第一級輸出的控制，f2=1.43/(R3+2LDR1)C3 利用這一光敏特性，可改變振蕩器的充、放電時間常數(shù)，最終改變多諧振蕩頻率。5. 電路總原理圖：6. 實物圖：實物圖1：實物圖2：7.元器件清單表：序號名稱規(guī)格數(shù)量1555定時器NE55522揚聲器13LED燈紅色、黃色各一個25電源10026電阻10K27電阻33028電阻6.8K19可調(diào)電阻5K110電容0.01uF111電容100uF112電容4.7nF113電容1uF1表1 模擬警笛聲響電路元器件列表(7) 元器件常識

10、，布局、布線技巧，焊接工藝技巧： 在進行焊接之間，電路板的布局非常重要，將直接影響后面的焊接是布線的復(fù)雜程度及板子的整體視覺效果。在放元器件時應(yīng)特別注意要讓芯片都朝向同一個方向，且要為之后的布線留出過孔以利于焊接和連接元器件，否則在焊接時可能要利用搭橋的方法來使兩個管腳相連。布線應(yīng)盡量以紅線接電源，黑線為器件連接線的原則，且應(yīng)從萬用板的元器件一面布線，另一面焊接。焊接時可吧手放在實驗桌上以防止抖動，當(dāng)烙鐵過熱時要用松香降溫。（8）安裝、焊接調(diào)試、故障問題分析及解決：(a)焊前準備 準備好電烙鐵以及鑷子、剪刀、斜口鉗、尖嘴鉗、焊料、焊劑等工具，將電烙鐵及焊件搪錫，左手握焊料，右手握電烙鐵，保持隨

11、時可焊狀態(tài)。 (b)用烙鐵加熱備焊件。 (c)送入焊料，熔化適量焊料。 (d)移開焊料。 (e)當(dāng)焊料流動覆蓋焊接點，迅速移開電烙鐵。(f)元件焊接好以后，進行調(diào)試，調(diào)試過程，開始只是出現(xiàn)喇叭發(fā)聲但是沒有階段性鳴叫的問題，我們初步判定可能是板子有虛焊的情況，所以又仔細檢查了一遍，稍加修正，再次調(diào)試時因施加的電源電壓過大，燒壞了555定時器和喇叭。當(dāng)我們換上新的555定時器和喇叭時效果然后再進一步的檢查電路是否有電路連接錯誤及虛焊后，終于達到了預(yù)期效果：（9）心得體會： 石博： 通過這次課程設(shè)計，增強了我們的動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計過程中，方案的選擇、電路原理圖的設(shè)計和芯片上的選擇

12、，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，耗費在這上面的時間很多，兩個同學(xué)一組的安排也讓我們能夠認識到合作的重要性，加深對團隊精神的認識，同時在設(shè)計過程中，從同學(xué)間的交流中學(xué)到了不少的知識。給我印象最深的有三點。 第一就是還有老師在實驗室不倦地指導(dǎo)和教誨，幫助我們更好地理解和解決問題，非常感謝老師，沒有老師的指導(dǎo)我們不可能做好。 第二就是遇到問題一定要冷靜，不能太沖動和太絕望。在這次課程設(shè)計結(jié)束的前兩天晚上經(jīng)過我們的共同努力早已經(jīng)把板子焊好、調(diào)試好了，可是因為我的玩性太重，將兩個人的第一次作品毀了，原因是芯片燒壞了，所以我們趕著想把芯片換掉，由于取芯片的時候沒注意到力道，把許多西線都給弄亂了，換了芯片之后還

13、是不行，當(dāng)時只怪自己太沖動了，因為發(fā)現(xiàn)不了問題，所以改換第二塊板子，不過經(jīng)過兩三個小時的努力最終也把板子焊好了，可是調(diào)試的時候卻失敗了，當(dāng)我們把所有的線路都檢查之后還是不可以的時候，我們真的絕望了，可是經(jīng)過老師的指導(dǎo)和檢查我們最紅還是完成了此次設(shè)計。 第三就是我們發(fā)現(xiàn)無論做什么事情都要注意實踐，多多培養(yǎng)自己的動能力，不能光說不做。另外就是要細心對待每一件事。 夏潔： 在做課程設(shè)計的同時也加強了對課本知識的鞏固，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，這次給了我們一個更好的了解了元件的功能的機會，并且對元器件在電路中的使用有了更多的認識。這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)