雙音報警器課程設計報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 電路設計方案及選定1.0 1.了解555時基電路的功能；2.掌握電路的設計與制作的基本步驟及方法3.熟悉555時基電路的電壓調(diào)制頻率的方法1.1 設計任務及要求本課程要求設計一個雙音報警器。設計要求用555時基電路施密特的多諧振蕩器，使電路通過一個小型揚聲器可以發(fā)出兩種不同頻率的“滴、嘟、滴、嘟”的聲響，與救護車的笛音相似而發(fā)出報警信號。實訓目的：1、掌握555構成電路的實際應用。通過雙音報警器熟悉用555構成的多諧振蕩電路。2、熟悉555時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、學會分析變化的信號波形。第三種方案：它是由兩個555集成塊組成的雙

2、音報警器。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，將5腳通過一個小電容(0.01F-0.1F)接地，以防止外界干擾對閥值電壓的影響，當需要把它變成可控多諧振蕩器時，可以在電路的5腳外加一個控制電壓，這個電壓將改變芯片內(nèi)比較電平，從而改變振蕩頻率，當控制電壓升高(降低)時，振蕩頻率降低(升高)，這就是控制電壓對振蕩信號頻率的調(diào)制。利用這種調(diào)制方法，可組成雙音報警器。輸出的方波信號，通過控制的電平。當輸出高電平時，的振蕩頻率低，當輸出低電平時，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、件不僅增大了設計的難度而且使整個電路的最終設計效果與可信度降低，揚聲器發(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555組成的雙音報警器電路 1.2.2 設計方案的選定第三種方案：它是由兩個555集成塊組成的雙音報警器。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：1、元件制作方便快捷。其將一個特定的功能集合在一起，供使用者使用，不必再花費過多的時間、精力。而且它保證并提高了整個電路的整體性能，使揚聲器能清晰地發(fā)出兩種不同頻率的聲響，較好的滿足設計的要求。2、元件制作可行性高。集成元件提供了很大的可行度，而奮元件在復雜的電路中要不斷地返回檢查，

4、增加了任務量。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，元件性能優(yōu)良，設計和調(diào)試的好，則性能也很優(yōu)良。但只要其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則性能會低于一般集成電路。且為了不致過載、過流、過熱等損壞元件，需要加以復雜的保護電路。 集成功放電路成熟，低頻性能好，內(nèi)部設計具有復合保護電路，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，無須調(diào)整，信噪比較小，而且電路布局合理，外圍電路簡單，保護功能齊全，還可外加散熱片解決散熱問題。 第二章 555定時器2.1計時器的特點及原理、引腳及功能2.1.1 計時器的特點555定時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

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、檢測、報警等方面有廣泛應用。555時基集成電路具有成本低、易使用、適應面廣、驅(qū)動電流大和一定的負載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實用的各種小電路，遠遠優(yōu)于三極管電路。 555時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)動電流達200mA。作定時器使用時，定時精度為1。定時時間從微秒級到小時級。作振蕩使用時，輸出的脈沖的最高頻率可達500KHz。可工作于無穩(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 。常見的555時基電路為塑料雙列直插式封裝（見圖2.2.1），

6、正面印有555字樣，左下角為腳1，管腳號按逆時針方向排列。圖2-1-1 555時基電路2.2.1計時器的原理它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關T，比較器的參考電壓由三只的電阻器構成分壓，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)和放電管開關狀態(tài)。當輸入信號輸入并超過時，觸發(fā)器復位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關管導通；當輸入信號自2腳輸入并低于 時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關管截止。是復位端，當其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接VCC。Vc是控制電

7、壓端（5腳），平時輸出 作為比較器A1的參考電平當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一個0.01uF的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當T導通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。在使用時，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 復位 RS輸出Vo放電管T 0 0 導通 1 10 1截止 1 010導通 1 11 不變不變表2-2-1 555功能表2.2由555定時器組成的多諧振蕩器由555定時器和外接組件R1、R2、C構成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。

8、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，對應的波形如圖所示。圖2-2-1由555構成的多諧振蕩器圖2-2-2多諧振蕩器的波形圖輸出信號的參數(shù)有：   電路振蕩周期：電容充電時間：電容放電時間：電路振蕩頻率：輸出波形占空比：其中為由上升到所需時間，為電容C放電所需時間。555電路要求與均應不小于，但兩者之和應不大于。由于555定時電路內(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的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應用很廣。第三章 電路的設計與調(diào)試3.1電路的設計選用555定時器組成多諧振蕩器。而整個電路由兩個555定時器、組成。中間加有R5以連接的3腳與的5腳。通過R5的方波的低頻加至的控制電壓端5腳，對第二級進行調(diào)制。當方波為高電平時，的頻率較低；而當方波為低電平時，的振蕩頻率高，則揚聲器會發(fā)出高低連續(xù)變化的雙音。的5腳為控制電壓端，當方波加至此，改變了集成塊的內(nèi)部基準電壓值，從而實現(xiàn)了對555振蕩頻率的控制，經(jīng)的濾波作用后

10、，小型揚聲器發(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，則應選用的揚聲器。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計使用多孔板制作。而制作電路產(chǎn)品要使用焊接技術。焊接前應準備好焊接工具和材料，清潔被焊件及工作臺，進行元器件的插裝及導線端得處理，左手拿焊絲，右手握電烙鐵，同時進入備焊狀態(tài)。電烙鐵頭放置焊件處加熱，焊錫絲在電烙鐵對側，立即送入焊錫絲。待焊錫在焊點上全部濕潤后錫絲移開應略

11、早于電烙鐵。待焊點全部焊接完后，按照電路圖用導線將各個焊點連接起來，電路初步就做成了。將電路接入微型計算機電源5V中，接通電源，試聽揚聲器聲音。只能聽見“滴”的一種聲音。接入示波器中幾乎只見到一種波形，其間偶爾出現(xiàn)一點高頻，電路設計的效果不好?，F(xiàn)在取下斷開的3腳與的5腳，在的5腳接一個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計中，我使用了Protel 99 SE軟件進行電路設計，并用Multisim2001軟件進行電路仿真。在Multisim2001仿真軟件中，我發(fā)現(xiàn)原電路圖通過仿真示波器出來的波形與

12、理想中的波形向差很遠。而是出現(xiàn)在高低電平不同作用下，的3腳出來的波形均出現(xiàn)不同頻率的波形，沒有周期性、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。問題出現(xiàn)后，我嘗試從其它方面入手。我試著將從電阻出來應連接到的5腳導線改連到7腳，并在5腳與底線間加了個0.01uF的電容。進行仿真，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，沒變化；阻值增加到左右時，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，波形沒有很好改觀。阻值增加或減少，在低頻作用下沒有任何的改觀。阻值增加，不行；阻值減小到時，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)設計要求與仿真情況，最終我選取了為，為，為，另加了一個電容為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雙音報警器Multisim設計圖 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NE555集成電路2個8/0

14、.5W揚聲器1個10u電解電容（25V）1個100u1個0.01u電容(63V)3個3K電阻（0.25W）1個7K1個10K1個100K2個總計13個心得與體會首先，這次課程設計給我提供了一次很好的鍛煉機會，提高了我的動手能力，讓我明白了“紙上得來總覺淺，絕知此事要躬行”的道理。剛開始進行課程設計的時候，我表現(xiàn)出了極大的熱情。上網(wǎng)查資料、詢問高年級同學的經(jīng)驗，我時刻猜測著我會從中獲得什么，這是一個難得的鍛煉機會。雙音報警器是個很有意思的課程設計課題，因為它同實際聯(lián)系的比較緊密，人們幾乎天天都要聽到它的聲音，所以做起來會很有興趣。在設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)了我理論知識上有不少的漏洞，這給了我不少壓力

15、，于是我又擠出時間努力加深文化知識。對于Muitism2001軟件，我真的很陌生，之前，老師沒有教過，我們也沒有學習過。真是趕鴨子上架??！為了將課程設計做好，我不得不先花一部份時間去學習，摸索。在用Multism2001軟件進行仿真的時候，我進行的有些緩慢，有時感覺連對了的時候總是出不了正確結果。我總是盡自己所能解決這些問題，有時是因為設計錯誤，有時是連線錯誤，有時是電阻電容選擇錯誤。當電路設計好后，我感到感到很充實，很有成就感。通過這次課程設計，我拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到了較大的提高。安排這次課程設計的基本目的，在于通過理論與實際的結合、人與人的溝通，進一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動適應社會主義現(xiàn)代化建設需要的高素質(zhì)的復合型人才。作為整個學習體系的有機組成部分，把課堂上學到的系統(tǒng)化的理論知識，嘗試性的應用與實際設計工作中，并從理論的高度對設計工作的現(xiàn)代化提出一些有針對性的建議和設想。檢驗學習成果，看一看課堂學習與實際工作到底有多大距離，并通過綜合分析，找出學習中存在的不足，以便為完善學習計劃，改變學習計劃，改變學習內(nèi)容與方法提供實踐依據(jù)。對我們電子信息專業(yè)的本科生說，實際能力的培養(yǎng)至關重要，而這種實際能