定时器声光报警器设计.doc

苏 州 市 职 业 大 学课程设计说明书 名称 555定时器声光报警电路 2011年12月19日 至 2011年12月23日 共1周院 系 班 级 姓 名 系主任 教研室主任 指导教师 目录绪论1第1章 原理分析21.1 原理图21.2 印刷版电路图21.3 能指标要求31.4 电路整体分析31.5 多谐振荡器电路31.5.1 电路构成31.5.2 电路的工作原理3第2章 器件说明与分析52.1 555定时器52.1.1 结构图和管脚排列图52.1.2 组成52.1.3 各个引脚功能62.1.4 逻辑功能72.2 电位器72.3 发光二极管72.4 蜂鸣器8第3章 焊接及成果93.1 安装及焊接步骤93.2 调试93.3 焊接注意点93.4焊接好后的成品图9第4章 实验总结10附录11参考文献12绪论555定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5k的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。目前，流行的产品主要有4个：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定时器声光报警电路是一种防盗装置，在有情况时它通过指示灯闪光和蜂鸣器鸣叫，同时报警的一种装置。555定时器声光报警电路是利用两个555定时器组成的振荡电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响，发光二极管闪烁。第1章 原理分析1.1 原理图图1.1 555定时器声光报警器原理图1.2 印刷版电路图图1.2 印刷电路图1.3 能指标要求指示灯闪光频率为12Hz，蜂鸣器发出间隙声响的频率约为1000Hz，指示灯采用发光二极管。1.4 电路整体分析本电路包括555定时器、蜂鸣器、发光二极管等其它电子原件，焊接时需要必要的焊接工具，调试时需要示波器、电源等电子器材以及其它辅助工具。电路由两个555多谐振荡器组成，第一个振荡器的振荡频率为12Hz时，第二个振荡器的振荡频率为1000Hz。将第一个振荡器的输出(3脚)接到第二个振荡器的复位端(4脚)。在输出高电平时，第二个振荡器振荡;输出低电平时，第二个振荡器停振。这样，蜂鸣器将发出间隙声响。1.5 多谐振荡器电路1.5.1 电路构成图1.4多谐振荡器的工作波形图1.3多谐振荡器的结构图 从图1.3可知，电路由5G555外加两个电阻和一个电容组成。5G555的D端(即放电三极管T的集电极)经R1接至电源UCC，构成一个反相器。电阻R2和电容C构成积分电路。积分电路的电容电压uC作为电路输入接至输入端TH和TR。1.5.2 电路的工作原理接通电源VCC后，VCC经电阻R1和R2对电容C充电，其电压uC由0按指数规律上升。当uC=2/3VCC时，电压比较器C1和C2的输出分别为uC1=0，uC2=1，基本RS触发器被置0，Q=0，输出uO跃到低电平UOL。与此同时，放电管V导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。 随电容C的放电，uC随之下降。当uC下降到uC2/3VCC1/3VCC00导通2/3VCC1/3VCC01截止1/3VCC0不变不变2.2 电位器电位器（如图2.2）是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。当电阻体的两个固定触电之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置，在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的电压。它大多是用作分压器，这时电位器是一个四端元件。图2.2 电位器从外观看，脉冲电位器与普通电位器一样都是三个引脚，但在其内部与引脚1、2相连的是两个长短不一的金属静片，与引脚3相连的是一周有12或24个齿的金属动片。当脉冲电位器旋转时可出现四种状态：即引脚3与引脚1相连，引脚3与引脚2及引脚1全相连；引脚3与引脚2相连，引脚3与引脚2及引脚1全断开。在实际使用中，一般将引脚3接地作为数据输入端。2.3 发光二极管发光二极管（如图2.3）简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。图2.3 发光二极管它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。n 利用具有10k挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏：正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200k,反向电阻的值为。如果正向电阻值为0或为，反向电阻值很小或为0，则易损坏。这种检测方法，不能实质地看到发光管的发光情况，因为10k挡不能向LED提供较大正向电流。2.4 蜂鸣器蜂鸣器（如图2.4）是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。图2.4 蜂鸣器压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。n 判断有源蜂鸣器和无源蜂鸣器：用万用表电阻档Rxl档测试:用黑表笔接蜂鸣器 +引脚，红表笔在另一引脚上来回碰触，如果触发出咔、咔声的且电阻只有8(或16)的是无源蜂鸣器;如果能发出持续声音的，且电阻在几百欧以上的，是有源蜂鸣器。第3章 焊接及成果3.1 安装及焊接步骤1、查找555定时器、蜂鸣器、电位器等的相关资料2、检测原件是否可用、并记录原件的实际值3、焊接4、检查是否焊接好，以及焊点是否结实3.2 调试1、将待调试电板按正负极接好，要求使用+5V直流电源，负极接地；2、接通电源开关，观察二极管是否正常工作，蜂鸣器是否正常工作。如不正常，检查电路，正负极是否接好，连接是否良好等；3,、旋转R1，观察二极管闪烁频率是否有变，如无变化，检查R1是否损坏，是否连接良好；4、保持R1不变，旋转R3，观察蜂鸣器音调是否高地变化，如无变化，检查R3是否损坏，是否连接良好；5、调试结束，关闭电源。3.3 焊接注意点1、焊接时注意不可虚焊，不可短路2、焊接需清楚元器件是否有正负极3.4焊接好后的成品图 图3.1 成品正面 图3.2 成品反面第4章 实验总结电路板的名称有线路板，PCB板，铝基板,高频板,PCB，超薄线路板,超薄电路板，印刷（铜刻蚀技术）电路板等。电路板使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护层、丝印层、内部层等，电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成。 本实验中使用印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，英文简称PCB(printed circuit board )或PWB(printed wiring board)，以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。习惯称“印制线路板”为“印制电路”是不确切的，因为在印制板上并没有“印制元件”而仅有布线。它是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。目前的电路板，主要由线路与图面(Pattern)、介电层(Dielectric)、孔(Through hole / via)、防焊油墨(Solder resistant /Solder Mask)、丝印（Legend /Marking/Silk screen)及表面处理(Surface Finish)组成 采用印制板的主要优点是：1由于图形具有重复性（再现性）和一致性，减少了布线和装配的差错，节省了设备的维修、调试和检查时间；2设计上可以标准化，利于互换；3布线密度高，体积小，重量轻，利于电子设备的小型化；4利于机械化、自动化生产，提高了劳动生产率并降低了电子设备的造价。附录编号器件名称数量理论值测量值R1电位器110k9.99R2电阻12k2.03R3电位器120k20.2R4电阻12k2.01C1X碳膜电容10.01FC2X碳膜电容10.01FC1电解电容1100FC2电解电容10.1FC3电解电容14.7FC4电解电容110F蜂鸣器1发光二极管1555定时器1插座1绘制电路板1参考文献1、杨志忠、卫桦林编，杨志忠主编 数字电子技术第2版2、胡晏汝主编，耿苏燕副主编 模拟电子技术第2版3、网络资料，网址如下： /view/183969.htmhtt