555定時(shí)器聲光報(bào)警電路__課程設(shè)計(jì)書

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 名稱 555定時(shí)器聲光報(bào)警電路 2011年 12月 12日至 2011年 12月16日共 1 周院 系 電子信息工程系 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 系主任 張紅兵 教研室主任 鄧建平 指導(dǎo)教師 11目錄第一章 緒論1第二章 555定時(shí)器聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)22.1 硬件組成22.2 電路原理圖22.3 電路原22.4 性能指標(biāo)2第三章 主要元器件原理及相關(guān)計(jì)算33.1.主要元器件介紹33.1.1 555定時(shí)器33.1.2 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其功能33.1.3 555定時(shí)器的應(yīng)用分類43.2 測(cè)量值53.3電位器53.3.1電位器的作用及特點(diǎn)53.4蜂鳴器

2、63.4.1蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理63.5 發(fā)光二極管73.6 相關(guān)性能指標(biāo)計(jì)算7第四章 焊接及調(diào)試過(guò)程與注意點(diǎn)84.1安裝及焊接步驟84.1.1查找資料84.1.2 準(zhǔn)備工具、檢測(cè)元器件84.1.3焊接84.2調(diào)試及調(diào)試后的波形9第五章 心得體會(huì)10第一章 緒論555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)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(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS

3、或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器可以說(shuō)是模擬電路與數(shù)字電路結(jié)合的典范。555定時(shí)器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)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(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555定時(shí)器用于取代機(jī)械式定時(shí)器的中規(guī)模集成電路，因輸入端設(shè)計(jì)有三個(gè)5k的電阻而得名 555定時(shí)器聲光報(bào)警電路是一種防盜裝置，在有情況時(shí)它通過(guò)指示燈閃光和蜂鳴器鳴叫，同時(shí)報(bào)警的一種裝置。555定時(shí)器聲光報(bào)警電路是利用兩個(gè)555定時(shí)器組成的振蕩電路，實(shí)現(xiàn)異步工作，使兩個(gè)振蕩器間隙振蕩，這樣蜂鳴器就會(huì)發(fā)出間隙的聲

4、響，發(fā)光二極管閃爍。第二章 555定時(shí)器聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)2.1 硬件組成本電路包括555定時(shí)器、蜂鳴器、發(fā)光二極管等其它電子原件。2.2 電路原理圖圖2-1 電路原理圖2.3 電路原電路由兩個(gè)555多諧振蕩器組成，第一個(gè)振蕩器的振蕩頻率為12Hz時(shí)，第二個(gè)振蕩器的振蕩頻率為1000Hz。將第一個(gè)振蕩器的輸出(3腳)接到第二個(gè)振蕩器的復(fù)位端(4腳)。在輸出高電平時(shí)，第二個(gè)振蕩器振蕩;輸出低電平時(shí)，第二個(gè)振蕩器停振。這樣，蜂鳴器將發(fā)出間隙聲響。2.4 性能指標(biāo)指示燈閃光頻率為12Hz，蜂鳴器發(fā)出間隙聲響的頻率約為1000Hz，指示燈采用發(fā)光二極管。（充電時(shí)間 T1 =0.693(R1+ R2)C

5、，放電時(shí)間 T2 =0.693R2C） 第三章 主要元器件原理及相關(guān)計(jì)算3.1.主要元器件介紹3.1.1 555定時(shí)器555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)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(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。3.1.2 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)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

6、。如下圖3-1(B)所示:圖3-1 555集成電路封裝圖其中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?jīng)Q定；7腳是放電端(DIS)，它是內(nèi)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(fù)位端(MR)，加上低電平時(shí)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(gè)帶放電開關(guān)的R-S觸發(fā)器，如圖3-2所示，這個(gè)特殊的觸發(fā)器有兩個(gè)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

7、位端S，要求低電平，有一個(gè)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(nèi)部放電開關(guān)控制的一個(gè)接點(diǎn)，由觸發(fā)器的Q端控制：Q=1時(shí)DIS端接地，Q=0時(shí)DIS端懸空。另外還有復(fù)位端MR，控制電壓端Vc，電源端VDD和地端GND。這個(gè)特殊的觸發(fā)器有兩個(gè)特點(diǎn)：(1)兩個(gè)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(gè)輸入端的觸發(fā)電平使輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)的閾值電壓值也不同，當(dāng)V c端不接控制電壓時(shí)，對(duì)TH(R)端來(lái)講，大于2/3VDD是高電平1,小于2/3VDD是低電平0：而對(duì)TR(S)端來(lái)講，大于1/3VDD是高電平1，

8、小于1/3VDD是低電平0。如果在控制端(Vc)上控制電壓Vc時(shí)，這時(shí)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3-2 555電路等效R-S觸發(fā)器3.1.3 555定時(shí)器的應(yīng)用分類555定時(shí)器應(yīng)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(shí)，消抖動(dòng)，分頻，脈沖輸出，速率檢測(cè)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(wú)穩(wěn)類電路 作用：方波輸出 ，電源變換，音響報(bào)警，玩具，電控測(cè)量，定時(shí)等。3.2 測(cè)量值表3-1 測(cè)量值表3.1 編號(hào)器件名稱數(shù)量理論值測(cè)量值R1電位器110k9.89

9、kR2電阻12k2.03 kR3電位器120k19.8 kR4電阻12k2.05 kC1X碳膜電容10.01FC2X碳膜電容10.01FC1電解電容1100FC2電解電容10.1FC3電解電容14.7FC4電解電容110F蜂鳴器1發(fā)光二極管1555定時(shí)器1插座1繪制電路板13.3電位器電位器是具有三個(gè)引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動(dòng)的電刷組成。當(dāng)電刷沿電阻體移動(dòng)時(shí)，在輸出端即獲得與位移量成一定關(guān)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。3.3.1電位器的作用及特點(diǎn)電位器是可變電阻器的一種。通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動(dòng)或滑

10、動(dòng)系統(tǒng)組成，即靠一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上移動(dòng)，獲得部分電壓輸出。 電位器的作用調(diào)節(jié)電壓（含直流電壓與信號(hào)電壓）和電流的大小。 電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電位器的電阻體有兩個(gè)固定端，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄，改變動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上的位置，則改變了動(dòng)觸點(diǎn)與任一個(gè)固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。3.4蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 圖

11、3-3 蜂鳴器3.4.1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、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(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(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)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(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振

12、動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。3.5 發(fā)光二極管發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光，因而可以用來(lái)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(guān)性能指標(biāo)計(jì)算1電容充電時(shí)間T： T =0.7 (R+R)C2電容放電時(shí)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=Error! No bookmark name given.=第四章 焊接

13、及調(diào)試過(guò)程與注意點(diǎn)4.1安裝及焊接步驟4.1.1查找資料查找555定時(shí)器、蜂鳴器、電位器等的相關(guān)資料4.1.2 準(zhǔn)備工具、檢測(cè)元器件 檢測(cè)原件是否可用、并記錄原件的實(shí)際值4.1.3焊接在實(shí)際生產(chǎn)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(yù)熱的被焊部位，這樣很容易產(chǎn)生焊點(diǎn)虛焊，所以烙鐵頭必須與被焊件接觸，對(duì)被焊件進(jìn)行預(yù)熱是防止產(chǎn)生虛焊的重要手段。1、標(biāo)準(zhǔn)的錫點(diǎn): （1）錫點(diǎn)成內(nèi)弧形 （2）錫點(diǎn)要圓滿、光滑、無(wú)針孔、無(wú)松香漬 （3）要有線腳，而且線腳的長(zhǎng)度要在1-1.2MM之間。 （4）零件腳

14、外形可見錫的流散性好。 （5）錫將整個(gè)上錫位及零件腳包圍。 2、不標(biāo)準(zhǔn)錫點(diǎn)的判定： （1）虛焊：看似焊住其實(shí)沒(méi)有焊住，主要有焊盤和引腳臟污或助焊劑和加熱時(shí)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(yàn)人員使用鑷子、竹簽等操作不當(dāng)而導(dǎo)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(zhǔn)，或在焊接時(shí)造成失誤導(dǎo)致引腳不在規(guī)定的焊盤區(qū)域內(nèi) 。（4）少錫：少錫是指錫點(diǎn)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

15、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(cuò)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(cuò)件。 （7）缺件：應(yīng)放置零件的位置，因不正常的原因而產(chǎn)生空缺。 （8）錫球、錫渣：PCB板表面附著多余的焊錫球、錫渣，會(huì)導(dǎo)致細(xì)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(cuò)誤。 4.2調(diào)試及調(diào)試后的波形用5V電源接上電路板，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需的要求旋轉(zhuǎn)可調(diào)電阻，是的兩個(gè)可調(diào)電阻的阻值達(dá)到所需要求，具體來(lái)說(shuō)就是蜂鳴器和發(fā)光二極管能夠按照所需要求進(jìn)行工作。圖4-1 波形圖第五章 心得體會(huì)這次是我親自完成的，所以我覺(jué)得相當(dāng)寶貴，映像很深刻。通過(guò)了這次的實(shí)驗(yàn)，我認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)之前必須要弄懂實(shí)驗(yàn)原理，這樣對(duì)我們一下來(lái)的實(shí)驗(yàn)有很大的幫助。不僅