可编程式十种音调报警声发生器

1、十种音调报警声发生器 随着人们生活水平的提高，报警器的重要性越来越明显，尤其在防盗，防火等。同时要求也越来越高，首先是省电，继而是速度快，准确，灵敏等。本文介绍的报警器具有这些优点还具有十种不同的音乐。本报警声发生器主要由五大部分组成，其原理方框图如下低频脉冲振荡器脉冲分配器衰减电路扫频式音频振荡器音频功放级电路中第一个时基电路产生低频方波信号，驱动脉冲分配器工作。脉冲分配器在其各个输出端产生序列的正向信号，经过衰减电路，以便控制输出电压的幅度。再通过二极管末端连在一起，从这里输出的信号便可对第二个时基电路构成的音频振荡器进行调制。当电源接通后，扬声器将会重复有节奏地发出十种不同的报警声。下面

2、分析各个模块的可能实现形式，得出预案。(1) 低频脉冲振荡器的作用是产生低频方波信号，联系已学过模电，数电知识，可以实现这一功能的电路矩形波发生电路，555定时器构成的多谐振荡器以及用数据选择器的多谐振荡器。下面分别介绍以上几种常见电路。矩形波占空比发生电路如图占空比可调的矩形波产生电路如右图 利用二极管的单向导电性可以引导电流经不同的通路。输出信号的周期为公式T=(RW+2R3)CLn(1+)占空比q此电路的优点是结构简单，易于实现。缺点是输出电压存在反向电压，可能无法正常与后面的模块相连，而且输出精度不是很高，可能导致误操作。由数据选择器T570构成的多谐振荡器如右 T570为四位二选一的

3、TTL数据选择器，每片有四位，每位有D0，D1两路数据输入端和一路输出端。每片右一个选择控制端A和一个功能控制端S。图中RC组成积分延时环节，利用电容C充放电来选择控制VA，使其在门限电平上下变化，从而实现电路不断自动翻转产生输出方波信号的目的，其波形如下此电路速度快，传输延迟时间短但功耗大，需消耗较多的电能。最后，介绍由555定时器构成的多谐振荡器此电路功耗低，驱动能力强，输入阻抗高，使用情况比较理想，为实现这一功能的最佳模块。现在介绍脉冲分配器的实现形式，可用两片74HC138加上 一片HC161以及非门构成，也直接用十进制计数器CD4017构成。由两片74HC138以及74HC161和非

4、门构成的脉冲分配器如下 很显然，此电路虽能实现脉冲分配器的功能，但电路过于复杂，不易于操作。因此我们又选了这样的芯片HC42.很明显这是将两片74HC138替换成了HC42,可以说电路更简单一些了。下面介绍用CD4017芯片实现脉冲分配器的功能先给出CD4017的引脚图如下CO：进位脉冲输出CP：时钟输入端CR：清零端INH：禁止端Q0-Q9：计数脉冲输出端VDD：正电源VSS：地 使用时，只需引脚14与前一级的输出相连，15,13,8接地，即可实现脉冲分配器的功能。显然这个电路最为简单，也能实现电路预期的功能，是实现这个模块的最佳形式。衰减电路如图扫频式音频振荡器如右图 音频功放级采用集成功

5、率放大电路LM386构成。如下图此电路具有自身功耗低，电压增益可调，电源电压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点。也可以采用互补功率放大电路如下此电路转换效率不是很理想，而且信号失真较大。综合上述，可得出各模块的最佳实现形式如下555定时器构成多谐振荡器CD4017构成脉冲分配器电阻网络构成衰减网络扫频式音频振荡器555构成LM386构成音频功放级由此，可得出整个电路的原理图如下基本工作原理如下：电路中第一个多谐振荡器产生低频方波信号，从3端输出，驱动CD4017工作。计数器在其各输出端产生序列的正向信号，每个输出端串接不同阻值的电阻，以便控制输出电压的幅度。各电阻再通过二极管在末端连在一起

6、，从这里输出的信号便对音频振荡器进行调制。电源通后，音频信号经LM386放大后进入扬声器。扬声器将会重复有节奏地发出十种不同的报警声。各元件的参数计算如下：多谐振荡器：tpl=(R2+RP)C1ln2 tph=(R1+R2+RP)C1ln2T=(R1+2R2+2RP)Cln2 f=音频振荡器f=998HZ列出元件清单如下表Comment参数DesignatorQuantitySpeakerYD58-18型（16,1.5W）B1Cap Pol14.7uC11Cap0.01uC21Cap0.022uC31Cap0.1uC41Cap Pol110uC51Cap Pol1100uC61Diode 1N

7、4148Diode 1N4148VD1 VD1010Res21KR1,R122Res230KR21Res251KR31Res224KR41Res218KR51Res213KR61Res29.1KR71Res27.5KR81Res24.7KR91Res23KR101Res22KR111Res Tap30KRP1CD4017BCNCMOSU11LM386N-1LM386N-1U21NE555NNE555NU32步骤后，进行调试。调试的方法如下：（1） 首先观察电路有无断点或可疑点。（2） 用万用表测试所有线路，确保都为正常电路（3） 调节电源为9伏，用万用表测试电压，保证电压正常能够是芯片工作。（

8、4） 正确插上芯片，接上电源看是否报警。如果没有信号指示证明电路没有工作，从前面开始检测电路，用示波器检测555是否产生振荡，确保在每部分电路都工作的情况下再测试。没有现象证明灵敏度不够，开始改变电阻的阻值，直到电路能够正常工作。（5） 在确保电路连接正确的情况下，按设计的方案验证实现的功能。总结：在大二即将结束的时候，进行这样的一次课程设计是非常必要的，尤其这次我们研究的课题“可编程报警发生器”，了解到555定时器及计数器结合使用从而连接成一个可用于现实生活中的可编程报警器。认识到掌握各种电路原理，性能是十分重要的。同时，通过这几周的学习，发现了自己的许多不足和知识漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际 的能力还急需提高。当然，在此过程中也是困难重重，这其中难免有艰辛，同时也成长了许多。对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更为可嘉。通过学习，让我们知道了学无止境的道理。我们每一人永远不能满足于现有的成就，人生就像爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着