电工开放性实验论文车辆转弯信响器设计与实现.docVIP

武警学院电工学开放性实验利用555实现车辆转弯信响器队 别：姓 名：学 号：指导教师：车辆转弯信响器设计与实现（武警学院 消防指挥系队，河北 廊坊 065000）摘要：本次实验利用两块555集成块分别构成约1.4kHz方波振荡器和1.4kHz音频振荡器，并结合扬声器设计合理的车辆转弯信响器应用电路，利用前者控制后者，形成反复性的音频振荡工作和停止，从而使扬声器发出断续的报信声音。 引言随着社会的不断进步与发展，汽车、摩托车等机动车辆日益成为了人们必不可少的交通工具。但是汽车、摩托车等交通工具属于机动车辆，具有较大的速度，再加上转弯处属于驾驶员的实现盲区，如果在转弯行驶的过程中不及时给予过往行人和车辆一定的信号提醒作用，那么势必会酿成许多悲惨的交通灾害事故，这不仅会给其他人带来巨大的生命财产损失，也会给自己和家人造成巨大的悲痛，因此车辆转弯信响器在车辆的行驶过程中的地位作用更显得尤为重要了。然而，随着电子技术的不断发展，555集成电路块具有功能强、体积小、成本低、功耗小等特点，从而使它被广泛运用于汽车制造行业以及家用电器产品中。因此，本次实验就是使用555集成电路块和扬声器实现了车辆转弯信响器的功能。关键词：555集成电路；振荡；车辆转弯信响器一、 工作原理555集成电路块工作原理介绍11111CO(5)TH(6)BA AA A1-TR(2)OUT(3)D(7)123QSD555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2（A）所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。图1 555集成电路内部结构图图2电路封装图其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。我们也可以把555电路等效成一个带放电开关的R-S触发器，如图3(A)所示，这个特殊的触发器有两个输入端：阈值端(TH)可看成是置零端R，要求高电平，触发端(TR)可看成是置位端S，要求低电平，有一个输出端Vo，Vo可等效成触发器的Q端，放电端(DIS)可看成是由内部放电开关控制的一个接点，由触发器的Q端控制：Q=1时DIS端接地，Q=0时DIS端悬空。另外还有复位端MR，控制电压端Vc，电源端VDD和地端GND。 (1)两个输入端的触发电平要求一高一低， 这个特殊的触发器有两个特点： 置零端R即阈值端(TH)要求高电平，而置位端s即触发端(TR)端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同，当V c端不接控制电压时，对TH(R)端则要求低电乎; (2)两个输入来讲，2/3VDD是高电平1,1/3VDD是高电平1，1/3VDD是低电平0。如果在控制端(Vc)上控制电压Vc时，这时上触发电平就变成Vc值，下触发电平就变成1/2Vc值，可见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。它的功能表见图3(B)所示。TH（A） 功能真值表R110接地101保持01开路00接地(B)图32.1电路设计与实现1、根据图3连接电路，连接过程中注意555引脚的顺序及导线连接顺序，防止出现短路，损坏555。图3K是信响器电源开关，转弯时闭合。有两块555集成电路块，左边555构成低频约1.4Hz方波振荡器，右边555构成约1.4kHz音频振荡器，并且后者受前者控制。左边555振荡第3脚输出为高电平时，第7脚为开路状态。这时右边555不受影响，按音频振荡工作，扬声器就发出声响。左边555振荡输出第3脚低电平时，第7脚也为低电平。于是右边555第2脚被强制于低电平，停止音频振荡，扬声器无声，如此重复进行，扬声器就发出“嘟嘟”报信声响。声响速率可改变1兆欧姆电阻器来调整，阻值减少则速率快，反之则慢。声响音调可改变47千欧姆电阻来调整，其阻值增大则声调低沉，阻值减少则声调高尖，通常速率在1Hz2Hz为宜，声调在400Hz2kHz为宜。2、连接完电路，试探性的接通电源，测试电路连接是否正确。3、在接通电源后，验证实验结果。2.2数据分析图4当k闭合后，0.47uF电容C1 开始充电，充电时间：T1 = R1C1ln2放电时间：T2 = R2（C1+ C2）ln2电路中R1= 1M，R2=47 K，C1 = 0.47F ,C2 = 0.01F ，C3= 100F左边充电：T1=1M*0.47F* ln2=0.331s右边充电：T2=47 K*（0.47F+0.01F）*ln2=3.263s频率：T=1/(T1+T2)=0.278s实际频率：电容充放电的时间为输入左边555的频率，下图为测得左555的3管脚的频率：图5图5表示断开左边的第7端管脚。图6图6是图5展开后的图形图7图7 为第一个集成块断开后的第二个集成块的输出波形。结论 通过集成电路5G7556结合扬声器设计出合理的555集成电路，前者通过高低电平的输入控制后者的输入信号，使后者产生震荡，发出“嘟.嘟.”的信响声。 另外，我们也利用555集成电路完成了防盗报警器的电路图的链接，电路图如下：该实验仅使用一个光敏管，一个555集成电路，再加上电阻器和继电器以及直流电源。 白天光线充足的情况下，2CU光敏管电流较大使555输出第3脚成为低电平，继电器释放，使灯开关断开，处于闭灯状态。当光线昏暗时，光敏管电流微弱，将使555输出第3脚成为高电平，继电器吸动，使灯开关连通，处于开灯照明状态。四、心得与体会通