电子线路2801806679.docx

课程设计任务书专业：电子信息工程 学号： 学生姓名（签名）： 设计题目：救护车警笛电路一、设计实验条件二、设计任务及要求1设计一个警笛电路，并在模拟软件，选择自己所需的器件，通过自己的计算，得到所需电路。2设计的电路在模拟系统中能够得到题目的要求，得到一个警笛，并要有高低音的变化。 3老师对我们的提示是通过改变频率才能得到高低音。这就需要我们设计一个能产生高低频率的电路。所以，我们有了大体的方向。知道需要用到555定时器。三、设计报告的内容1. 设计题目与设计任务：设计一个警笛电路系统能够驱动扬声器发出类似警笛的变调声响。2. 设计的目的和意义是：1 熟悉对555计时器的内部结构原理及使用、学会分析和测试用555实基电路构成的多谐振荡器。2 能够用555设计电路模拟实际生活中的事实。3 以解决实际生活中的问题，培养我们动手实践的能力及独立思考的能力.4 能够用软件multisim10模拟仿真，并根据具体情况进行调整，以模拟出最接近的声响。5 培养学生自己思考，自己动手解决实际问题的能力。在实际中中思考和提高。6 能够用示波器显示输出的波形图，将声音转化成图形表示出来，即是将听觉的东西转化成视觉的冲击的图形，使结果能够清晰的表现出来，这样达到灵活表现结果的目的，使学生的思维更灵活，达到锻炼能力的目的。3. 设计主体:所需的器件：555定时器 2片；100欧的滑动变阻器 1个；5千欧的电阻 2片；10千欧的电阻 1片；100千欧的电阻 1片；150千欧的电阻 1片；10nF的电容 1个；10uF的电容 1个；30uF的电容 1个；SONALERT 1个。图1 555定时器及扬声器的接口图图2 输出信号的波形图图3 输出信号的高频率图4 输出信号的低频率当按下开关时，扬声器会发出高低交换的声音，就像模拟救护车的声音。输出的脉冲波形如图2，上面是左边的输出波形，下边是右边的输出波形。充电时的输出脉冲比较宽，就是周期大些。放电时的输出脉冲比较窄，就是周期小些。而且，可以看出当左边555输出高电平时，右侧555的频率低，反之，结果相反、。图三图四，可以看出右侧555输出的高低电平。和计算结果大体相同。图中电路2片555定时器都接成了多谐振荡器，左端555的振荡器的输出的高低电平信号以控制右端的555振荡器输出振荡频率， 左端555 组成的电路为低频振荡电路，按RC 的数值计算，它的振荡频率仅为0.46Hz; 由右端的555组成的振荡电路，它的RC 数值比左端的小,它的振荡频率为681Hz，所以它是高频振荡电路。由左端的555的脚输出的方波脉冲经R3加至右端的555的脚，对右端产生的高频信号脉冲进行调制，最后产生出救护车模拟声响。 通过课后题的提示，我们知道，当 V=12v时 555定时器的输出高低电平为11 V和0.2V 。 当Vo1=11V 时，持续时间为 t1=(R1+R2)C1ln2=1.1s （1）右端振荡器的5脚上的电压为 ： Vco=(5/10)/（R3+5/10）*Vo1+(R3/10)/(5+R3/10)*Vcc=9.2V （2） 所以振荡器的输出频率为： f=1/(R4+R5)C2ln(Vcc-Vt-)/(Vcc-Vt+)+R2C5ln2=568 hz （3） （Vt+=2Vt-=9.2V） 当 V01=0.2V时，持续时间为 t2=R2C1ln2=1.0s （4）右端振荡器的5脚上的电压为： Vco=(5/10)/(R3+5/10)*Vo1+(R3/10)/(5+R3/10)*Vcc=4.88V （5） 所以振荡器的输出频率为：f=1/(R4+R5)C2ln(Vcc-Vt-)/(Vcc-Vt+)+R2C5ln2=986 hz （Vt+=2Vt-=4.88V）高音频为986hz，持续时间为1，低音频568hz，持续时间为1.1s。 555救护车声响模拟电路的调制过程是这样的：当左端555输出低频脉冲的高电平时即8.75V，电源通过R1，R2对电容C1充电，7号引脚的三极管断开，使得C1两端的电压增高，所以 右端 的脚的参考电压为8.75V， 这就使右端555 的振荡频率降低。当左端555输出脉冲的低电平到来时，即6.05V ，C1通过R2放电，7号引脚导通，C1两端放电，通过R2到地上，所以 右端555的脚的参考电压为Vo1+R3 及555 电路内输出管的管压降，为6.05V低电平，这就使右端555的输出频率升高。右端555的脚接参考电压。总的说来就是多谐振荡器通过积分回路，自发的反复振荡，也就产生了高低电平。这就是说， 右端输出的脉冲只能被调制在两个频率上，一个频率为高频，一个为低频。相对应的声响也只能在两个基本固定的高、低频率上，也就是我们通常所听到的救护车声。而且高音频为875hz ， 持续时间为1，低音频614hz 持续时间为1.1s。4.结束语感言:1首先拿到题的时候，一头雾水。听完老师的大体讲解还是不太理解。主要是不知道向哪个方面下手。也不知道用什么软件。后来，经过查阅我们的教科书，我们又深入理解了555定时器的作用。通过对课后题的理解，逐步找到思路。然后，通过网络，查找的所需要的软件，在图书馆查阅的软件的使用方法，开始我们的课程设计。刚开始的时候，对软件不是很熟悉，画图都画不好，后来，我们几个一块研究了一下，改了好几次终于把电路连接好。2 刚开始做的时候，我们是按照课后题的要求连接的电阻。通过对知识的反复研究，我发现，左右的两个555定时器的作用不同。左边的555定时器主要是得到想要的占空比。也就是它的输出频率比较低。右边的555定时器是一个高频振荡器。它的高低电平决定扬声器是发高音还是低音。在选择其它器材的时候，也发生了一些我们未预料的东西。扬声器的接口就一个，经过几次实验，我们发现我们连不上它，查资料也没有发现合适的介绍，所以我们就选择了实验中的器件代替，中途也选择过蜂鸣器，最后还是选择了实验中的器件。对此，我们认识到了实验的严谨性。在实验中要不断比较，不断尝试，才能一步一步达到自己想要的结果。3 然后，是进行计算。计算过程是繁琐但是需要认真的，经课后题提示，当Vcc输出12V时，555定时器输出的高低电平分别为11V和0.2V，输出电阻小于100欧姆。上边的解题过程已经给出。通过这些计算，让我又进一步熟悉掌握555定时器的计算过程。 4 然后是进行检测。我们采用了示波器进行了检测。如上边的截图可知。其实一开始，我的左边的555并没有按预想的出现想要的波形，自己检查了几遍也没有找出错误，还是请教了一位学姐，她帮我调制了一下，使得左边的频率能够出现想要的值。当示波器接左右两个555的时候，问题还是那样，自己通多次调制，才得到想要的结果。对此，我认为，实体实验的时候一定要学好各个实验器材的使用方法，虽然用到了模拟软件，但是必须要会实物的使用方法，才能在软件里使用的游刃有余。5 最后是做实验报告，这也是非常考验我们细心程度以及认真程度的一个事情。报告的要求很多，但是，老师说的对，这是我们提前接受大四毕业论文的一个过程，通过自己在电脑上回顾自己的思路，重申自己的实验的制造过程，让我更加的认识到熟练掌握学习的知识的重要性。 6 总的说来，这次的实验是让我们受益匪浅的。我们不仅更深一步 的了解了自己所学的知识，明白555定时器的作用，还能够学以致用，把自己学到的知识用到实际生活中。警笛电路，原来对我来说是非常复杂的东西，通过这次实验，我能够明白它的原理。非常的兴奋与满足。其次，我也深刻地看到了自己的不足。比如说软件的使用。虽然我们高频书上介绍过这个软件，但是我都没有在意，直到这次通过实验，我才知道这个软件对于我们的学习的重要性，以及我在这个方面的不足。尤其是看到一些男生对软件的掌握熟练度这么强时，更激励我以后要好好学习各种软件的使用。在将来的学习和工作中都是非常有用处的。7 最后，要感谢一下我们的团队和我们的指导老师。其实在实际实验中，我们遇到的问题还是很多，虽然我们的题目看起来相对简单，但是细节的东西要求很高。需要我们对知识熟练掌握。对于我们五个女生来说，还是有些难度，但是，我们团结在一起，都尽力一一克服了。我们的团队意识又一次得到了加强。还有就是我们的指导老师，以及开始给我们讲解的李老师，非常感谢你们的悉心教导。尤其是我，经常在遇到问题的时候就打电话或发短信打扰老师。一开始还总问一些简单问题。不过老师都一一解答。非常感谢和感激。所以，我们几个以后会更加努力的学习。不辜负老师对我们的帮助。5.参考资料1 清华大学电子教研组编，童诗白主编模拟电子技术基础：（第二版），北京，高等教育 出版社。198