项目十-四路声光报警器制作.ppt

项目10 四路声光报警器,主讲 王启洋,项目样机,项目目标,知识目标 掌握555时基电路及应用。 技能目标 1.认识555时基电路引脚图及功能； 2.学会555时基电路的应用； 3.能制作四路声光报警器。,项目介绍,当没有报警信号时，4路声光报警器处于静止状态；当4路报警信号中任意1路闭合时，将产生声响报警，相应发光二极管点亮。报警声响在50多秒后自动停止，发光二极管只能在报警信号清除后才能熄灭。 四路声光报警器可以用在防盗报警等领域。,任务1 认识脉冲波形与RC电路,知识链接1 认识脉冲波形 认一认 常见脉冲波形,矩形波,锯齿波,尖峰波,阶梯波,任务1 认识脉冲波形与RC电路,学一学 矩形脉冲主要参数,任务1 认识脉冲波形与RC电路,1.脉冲幅度 Um 2.上升沿时间 tr 3.下降沿时间 tf 4.脉冲宽度 tw 5.脉冲周期 T 6.重复频率 f,任务1 认识脉冲波形与RC电路,知识链接2 认识RC微分电路和RC积分电路 做一做 用EWB软件仿真RC微分电路,任务1 认识脉冲波形与RC电路,RC微分电路波形,任务1 认识脉冲波形与RC电路,RC微分电路判断条件 1. 输出信号uo uo= uR 2. 时间常数 tw tw满足条件,=RC tw输入脉冲宽度,任务1 认识脉冲波形与RC电路,做一做 用EWB软件仿真RC积分电路,任务1 认识脉冲波形与RC电路,RC积分电路波形,任务1 认识脉冲波形与RC电路,RC积分电路判断条件 1. 输出信号uo：uo= uC 2. 时间常数=RC：tw 3tw满足条件,任务1 认识脉冲波形与RC电路,做一做 计算时间常数 根据输入矩形波和RC电路，判断电路,任务2 认识555时基电路,知识链接 555时基电路 学一学 555时基电路,555时基电路,引脚图,任务2 认识555时基电路,1 脚 接地端 GND,4 脚 复位端,3 脚 输出端 OUT,5 脚 控制电压端 UCO,6 脚 高电平触发端 TH,7 脚 放电端 D,8 脚 电源端 UCC,2 脚 低电平触发端,引脚名称,任务2 认识555时基电路,555组成 1. 电阻分压器 3个R C1基准电压：2Ucc/3 C2基准电压：Ucc/3 2. 比较器C1、C2 开环应用集成运算放大器 U+U：比较器输出高电平1 U+U：比较器输出低电平0 3. 基本RS触发器 门G1和G2 4.放电管V、缓冲门G4 G3输出高电平：V饱和，C放电 G3输出低电平：V截止，C停止放电 G4：提高电路负载能力,任务2 认识555时基电路,读一读 555时基电路功能表,任务3 555时基电路应用测试,实训操作1 单稳态触发器测试 想一想 单稳态触发器的应用 在四路声光报警器中，由单稳态触发器来控制音响的起动与停止。 由555时基电路可搭接成单稳态触发器,任务3 555时基电路应用测试,认一认 单稳态触发器,任务3 555时基电路应用测试,元件作用 RP、CP 输入微分电路 R、C 定时阻容元件,任务3 555时基电路应用测试,做一做 用EWB软件仿真单稳态触发器,任务3 555时基电路应用测试,单稳态触发器仿真波形,输出脉冲宽度,任务3 555时基电路应用测试,做一做 用555时基电路搭接单稳态触发器,1、连接电路,任务3 555时基电路应用测试,2、测量TW与RC的关系 （1）R=100k 按单脉冲按钮后松手，TW=? （2）R=300 k 按单脉冲按钮后松手，TW=? 回答 （1）电阻越大，TW越 ；电阻越小，TW越 。 （2）灯亮后是自动熄灭还是由人工控制才能熄灭？,任务3 555时基电路应用测试,3、观察单稳态触发器工作波形 R=1.5 k、C=0.47F、2脚接1kHz连续脉冲 根据示波器，画ui、uc和uo的波形图 回答 （1）示波器测量的输出脉冲宽度TW= 。 （2）TW宽度和输入负脉冲宽度有关吗？,任务3 555时基电路应用测试,单稳态触发器工作波形,任务3 555时基电路应用测试,4、计算输出脉冲宽度TW TW1.1RC 计算：R=1.5 k C=0.47F Tw=？,任务3 555时基电路应用测试,读一读 单稳态触发器的工作过程 单稳态触发器特点： （1）有一个稳态、一个暂稳态； （2）外来触发信号作用，由稳态转换为暂稳态； （3）暂稳态持续一段时间后，自动返回到稳态。 暂稳态持续时间长短（TW）与外来触发信号无关，仅取决电路参数R、C。 1.稳态 uo=UOL、uc=0V,任务3 555时基电路应用测试,2.暂稳态 uiUCC/3 uo=UOH V截止暂稳态 C充电（UCCRC） uc上升 uc2Ucc/3 充电结束 uo=UOL （C=RC） 3.恢复期 C放电（CV）uc=0V稳态,任务3 555时基电路应用测试,做一做 计算TW、画波形 1.R=510k、C=47F TW=？,任务3 555时基电路应用测试,2.画uc、uo的波形,任务3 555时基电路应用测试,实训操作2 多谐振荡器测试 想一想 多谐振荡器的应用 在四路声光报警器中，多谐振荡器产生音响信号。 由555时基电路可搭接成多谐振荡器,任务3 555时基电路应用测试,认一认 多谐振荡器,元件作用 R1、R2、C 定时阻容元件,任务3 555时基电路应用测试,做一做 用EWB软件仿真多谐振荡器,任务3 555时基电路应用测试,多谐振荡器仿真波形,任务3 555时基电路应用测试,做一做 用555时基电路搭接多谐振荡器,1、连接电路,R1= 10 k R2= 20 k C=4.7F 3脚做输出,任务3 555时基电路应用测试,2、画多谐振荡器的工作波形 根据双踪示波器所示波形，画uc和uo波形,测量输出周期T：T1=？ T2=？ T=T1+T2=？,任务3 555时基电路应用测试,3、计算振荡周期T和频率f R1=10 k、R2=20 k、C=4.7F T=？f=？ 根据理论计算可知： T0.7（R1+2R2）C,计算值与实测值比较。误差原因？,计算：,任务3 555时基电路应用测试,某设备需要振荡频率为1kHz的矩形脉冲，试设计一多谐振荡器，求R1、R2和C的值。,4、应用电路设计,任务3 555时基电路应用测试,读一读 多谐振荡器的工作过程 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动地产生矩形脉冲。 多谐振荡器有两个暂稳态： 1.第一暂稳态 通电V截止 C充电（UCCR1R2 C） uc上升 uc2Ucc/3 充电结束=(R1+R2)C 2.第二暂稳态 V导通 C放电（ C R2） uc下降 uc Ucc/3 放电结束=R2C,任务3 555时基电路应用测试,做一做 计算振荡周期T 555时基电路组成的多谐振荡器： 1.当R1=1K、R2=5.1K、C=300PF时，计算输出脉冲周期T和振荡频率f。 2.画出uc、uo的波形。,任务3 555时基电路应用测试,任务4 四路声光报警器制作,电路识读 四路声光报警器原理图 1.框图,任务4 四路声光报警器制作,2、四路声光报警器原理图,任务4 四路声光报警器制作,（1）报警开关：S1S4，R1R4 （2）发光控制：G1 G4，V1 V4，R5R8 （3）触发控制：G5、G6，C1、R9 （4）定时控制：555构成单稳态触发器 （5）音频输出：555构成多谐振荡器 （6）音响电路：C6、Y,任务4 四路声光报警器制作,3.工作过程 （1）无报警信号 S1S4断开 G1G4入0出1 V1V4灭 G3和G4与门全1出1 单稳态无负触发脉冲出0 多谐振荡器复位端0，停振 （2）有报警信号 S1S4任意一个闭合 G1G4任意一个入1出0 V1V4任意一个亮 G3和G4与门有0出0 单稳态有负触发脉冲出1 多谐振荡器复位端1，振荡,任务4 四路声光报警器制作,（3）报警停止 单稳态定时TW出0多谐振荡器复位端0，停振 清除报警信号后，灯灭,任务4 四路声光报警器制作,实训操作1 元器件识别与检测,任务4 四路声光报警器制作,1.555时基电路外形认识,任务4 四路声光报警器制作,2.印刷板图,任务4 四路声光报警器制作,任务4 四路声光报警器制作,3.电阻器和电容器 检测方法同前 4.发光二极管 检测方法同前 5.开关 检测方法同前 6.扬声器 检测方法同前,任务4 四路声光报警器制作,六反相器CD4069引脚图,7.集成电路 检测方法同前,二-4输入与非门CD4012,任务4 四路声光报警器制作,元器件清单,任务4 四路声光报警器制作,任务4 四路声光报警器制作,1.焊接前的准备工作,实训操作2 组装电路,（1）清点组件； （2）识别集成电路CC4069、CC4012、CB555； （3）检测元件；,任务4 四路声光报警器制作,2.按工艺焊接,焊接工艺,任务4 四路声光报警器制作,1、调试 (1)接通电源，不按4个开关，观察声、光报警状态。 (2)依次按下S1S4开关，观察V1V4和蜂鸣器状态。不正常，排故。,实训操作3 调试电路,(3)按下全部开关，观察V1V4和蜂鸣器状态。,(4)用秒表记录鸣响时间。,任务4 四路声光报警器制作,2、四路声光报警器测试,万用表测试各门电路输出和单稳态触发器输出,任务4 四路声光报警器制作,3、多谐振荡器波形测试,用示波器观察多谐振荡器C4两端电压和输出电压,无报警,有报警,知识拓展 施密特触发器 做一做 用EWB软件仿真施密特触发器,知识拓展 施密特触发器,读一读 施密特触发器工作过程,施密特触发器,工作波形,知识拓展 施密特触发器,知识拓展 施密特触发器,施密特触发器工作过程,回差 上限触发电平U上：输入电压上升到2/UCC/3时，输出才能由高电平变为低电平 下限触发电平U下：输入电压下降到UCC/3时，输出才返回到高电平 回差：U=U上U下=2UCC/3UCC/3= UCC/3,知识拓展 施密特触发器,施密特触发器应用,1、波形变换 三角波、正弦波变换为矩形波 2、脉冲波形整形 不规划矩形波整形成标准矩形波 3、脉冲幅度鉴别 在脉冲波形中鉴别出幅度超过上限触发电平的波形,做一做 计算回