汽车防盗报警电路.doc

第 24 页汽车防盗报警电路的设计汽车防盗报警电路的设计摘 要随着汽车市场的蓬勃发展，汽车已成为人们生活中不可缺少的一部分 ，对汽车安全防范方面的要求也随之提高，各种无奇不有的防盗设备相继问世。如何选装防盗系统是广大车主最关心的。电子防盗是目前高档的防盗系统。车辆防盗报警器材与车辆的性能状态紧密关联，其安装工作应当专业化、规范化，这样才能使产品最大限度地发挥自身的防范性能。本课题就利用模拟电子技术、数字电子技术等设计一个触摸式防盗报警器。主要电路有:555时基电路、语音集成电路和功率放大电路。一旦人触摸到防盗的物品时，报警器就会发出响亮的语音报警声，喊声可持续1分钟左右，喊声停止后，如果再次触碰，喊声又会重复响起，从而达到防盗目的。 系统简单，成本低适用性强，可广泛应用。关键词：汽车，防盗系统，555时基电路Design of the Car anti-theft alarm circuitAbstractWith the rapid development of automobile market, car has became indispensable to peoples lives as part of the car security requirements also improve, all kinds of strange anti-theft devices and some have come out in succession. How to optional anti-theft system are vast numbers of owners are most concerned about. Electronics are the current high-end anti-theft alarm systems. Vehicle burglar alarm equipment and vehicles closely related to the performance status, and its installation should be specialization, standardization, so as to enable the products to maximize the performance of their own precautions. The topics on the use of analog electronic technology, digital electronic technology, such as the design of a touch anti-theft alarm. The main circuit has: 555 time base circuit, voice circuits and power amplifier circuit. Once people touch items that burglary, the alarm will send a loud voice alarm sound, sustainable shouts one minutes, shouting to stop, if once again to touch, will shout sounded duplicate to achieve the anti-theft purpose .Key words: Car，Anti-theef system, 555thme-base circuit 目 录 1 绪论11.1 课题背景11.2 555时基电路的作用11.3 触摸式汽车防盗比较器的优点1 1.4 课题研究方法22 防盗报警器的种22.1 直流电动机的转速控制分类32.2 直流电动机电枢电压的分类32.3 直流电动的基本原理32.3.1 直流电动机的结构32.3.2 直流电动机的工作原理42.4 直流电动机的调速方式72.4.1 调磁法72.4.2 调压法93 单片机C8051介绍104 C8051控制直流电极的实现114.1 PWM的概述124.2 PCA专用定时器计数器与捕捉比较模块134.3 捕捉比较模块及其4种工作方式144.3.1 边沿触发的捕捉工作方式164.3.2 比较工作方式174.3.3 高速输出工作方式174.3.4 脉宽调制PWM 工作方式175 总体设计195.1 系统功能描述195.2 方案195.3 硬件设计206 实现l6位PWM226.1 C 8051单片机上实现高分辨率PWM 的方法226.2 利用高速输出工作方式实现l6位PWM22总结25致谢26参考文献271 绪 论1.1 课题背景随着汽车市场的蓬勃发展，汽车已成为人们生活中不可缺少的一部分 ，对汽车安全防范方面的要求也随之提高，各种无奇不有的防盗设备相继问世。如何选装防盗系统是广大车主最关心的。电子防盗是目前高档的防盗系统。车辆防盗报警器材与车辆的性能状态紧密关联，其安装工作应当专业化、规范化，这样才能使产品最大限度地发挥自身的防范性能。触摸式汽车防盗器结构简单易于实现，本课题就利用模拟电子技术、数字电子技术等设计一个触摸式防盗报警器，从而可以防止车辆被盗。1.2 555时基电路的作用555时基电路是一种应用十分广泛的模拟数字混合式（即双极型）集成电路，国外典型的产品型号有NE555、LM555、XR555、RC555、a555、SN52555、LC555等，国内产品型号有5G1555、SL555、FX555、FD555DENG 。它们的内部功能结构和引脚排列序号都相同，因此可以在使用时互相代换。555时基电路最早是为了取代体积大、精度低的机械式定时器而设计的集成电路，英文名称为Timer（定时器），国内译名为时基集成电路，简称时基电路。555时基电路具有定时精度高、温度漂移小、速度快、可直接与数字电路相连、结构简单、功能多、驱动电流较大等优点。在汽车防盗器中用于控制电路的状态变化。人们在应用中发现，它的用途十分广泛，可以组成性能稳定的无稳态振荡器、单稳态触发器、双稳态RS触发器和各种电子开关电路等。在该设计中构成多谐振荡器，组成信号产生电路。1.3 触摸式汽车防盗比较器的优点随着语音芯片性能的提高和价格的降低、电子技术的进步，目前已广泛采用语音防盗比较器来保护汽车和汽车内的物品。汽车防盗器就是安装在车上，用来增加盗车的难度，延长盗车时间的装置，是汽车的保护神。它通过将防盗器与汽车电路配接在一起，从而可以达到防止车辆被盗、被侵犯、保护汽车并实现防盗器各种功能的目的。与机械式防盗器相比，电子防盗器最大的优点在于具有报警功能，但是目前的电子防盗器误报现象也较普遍。此外，安装电子防盗器时必然会改动原车电路，如果安装不够正确，就有可能和原车的防盗系统发生冲突，还可能对空调、车内电器等的线路造成损害，所以如要安装，也必须找专业的技师来安装。另外，触摸式汽车防盗器比较有实用性，价格合理，安装也较为方便。1.4 课题研究方法熟悉触摸式防盗器的功能和工作原理，利用语音集成芯片，选择适合的声音作为报警声，用555时基电路控制整个电路的工作状态。 另外还要熟悉触摸式防盗器的基本实现原理。2防盗报警器的介绍随着科学技术的进步，为对付不断升级的盗车手段，人们研制出各种方式、不同结构的防盗器，目前防盗器按其结构可分为四大类：机械式、机电式、电子式和网络式。2.1 机械式防盗器早期的汽车防盗器材主要是机械式的防盗锁。机械锁发展至今经过了数次技术升级，钩锁、转向盘锁和变速档锁等基本属于机械式防盗器，它主要是通过锁定离合、制动、油门或转向盘、变速档来达到防盗的目的，只防盗不报警。其优点是价格便宜，只需几十元至几百元，且安装简便，可以在一定程度上吓阻盗车贼，或增加盗贼被发现的可能性。缺点是防盗不彻底，每次拆装比较麻烦，不用时还得找地方放置。目前市场上推出一种护盘式方向盘锁。这种锁较为隐蔽，有一层防锯防钢板保护，材质比传统的拐杖锁坚固，锁芯也设计得更加精密，因而可靠性更高。但是车主必须找一个空间藏这个拆下的转向盘；排挡锁是目前车主最欣赏的防盗装置之一，这种防盗装置简便而又坚固，材质采用特殊高硬度合金钢制造，防撬、防钻、防锯，且采用同材质镍银合金锁芯和钥匙，没有原厂配备的钥匙极难打开。如钥匙丢失，可用原厂电脑卡复制。22 机电式防盗装置随着科学的进步，出现了机电一体式的防盗装置（中央门锁）。中央门锁是以电来控制门锁的开启或锁止，并由驾驶员集中控制所有车门门锁的锁止或开启。中央门锁系统具有下列功能：当锁住（或打开）驾驶员侧车门门锁是，其它几个车门及行李厢都能锁止（或打开）；如钥匙锁门也可锁好（或打开）其它车门和行李厢；在车内个别门锁需要打开是，可分别拉开各自门锁按钮。23 电子式防盗器为了克服机械锁只防盗不报警的缺点，电子报警防盗器应运而生。汽车电子防盗系统是在原有中央门锁的基础上加设了防盗系统的控制电路，在控制汽车移动的同时报警。电子防盗器是目前较为理想的防盗装置。如果行窃者盗窃汽车或汽车上的物品，防盗系统不仅具有切断启动电路、点火电路、喷油电路、供油电路和变速电路，将制动锁死等的功能，同时，还会发出不同的声光信号进行报警，给窃贼精神上打击。插片式、按键式和遥控式等都属于电子式防盗器。遥控汽车防盗器的特点是可遥控防盗器的全部功能，可靠方便，可带有振动侦测门控保护及微波或红外探头等功能。随着科技的快速发展，遥控式汽车防盗器还增加了许多方便实用的附加功能，如：遥控中控门锁、遥控送放冷暖风、遥控电动门窗及遥控开关行李舱等。现在市场上已有双向遥控车辆，车辆还能将自身状态传递给车主，例如车门被开启或车窗被破坏等。但是电子防盗器普遍存在误报警现象，而且也没有根本上解决车辆丢失问题。24 GPS卫星定位汽车防盗系统GPS卫星定位防盗系统（或其他网络系统），将报警信息和报警车辆所在的位置无声地传送到报警中心，具有车辆定位、遥控熄火、网络查询及跟踪、车内监听、路况信息查询、人工导航等多种功能，是全方位的防盗系统。GPS卫星定位汽车防盗系统属网络式防盗器，它主要靠锁定点火或启动达到防盗目的，同时还可通过GPS卫星定位系统，将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心。可以在全国范围内实时监测车辆位置，还可以通过车载移动电话监听车内声音，必要时通过手机关闭车辆油路、电路并锁死所有门窗。如果GPS防盗器被非法拆卸，它会自己发出报警信息，但缺点是价格较为昂贵，目前车主选用的为数不多。3触摸式汽车防盗报警器各部分的作用如图3.1所示，报警器主要由电源电路、555时基电路及新颖语音集成电路和功率放大电路等部分组成。 图3.1 触摸式防盗报警电路电源电路由变压器T降压、二极管VD1VD4桥式整流、三端稳压集成块A3稳压及电容C4、C5滤波等部分组成，电路通电后C4两端可输出12V稳定的直流电压供整机用电。稳压管VS2、电阻R3与电容C3组成二次稳压线路，主要为语音集成电路A2提供3.6V左右的工作电压。3.1电源电路直流电源的组成框图如图3.2所示。其中包括电源变压器、桥式整流电路、滤波电路、稳压电路2等四个组成部分。电源变压器整流电路稳压电路电源滤波器图3.2直流电源的组成框图3.1.1电源变压器具体电路如图3.3所示。图3.3直流电源部分电路图下面分别介绍各部分的具体电路和它们的工作原理。城市电网提供的一般为220V（或380V）/50HZ的正弦交流电，而本系统所需的是12V的直流电，因此要利用变压器将220V的市电先降至合适的交流电压（本电路需先降至15V交流电压），然后再将变压器次级输出电压去整流、滤波和稳压，最后得到所需要的直流电压幅值。如图3.4所示，按照铁芯和绕组结构不同，分为心式变压器和壳式变压器。 （a） (b)图3.4变压器的结构 (a)心式变压器； （b）壳式变压器铁芯是变压器的磁路部分，为减少涡流和磁滞损耗，铁芯多用厚度为0.350.55mm的硅钢片叠成，硅钢片两侧涂有绝缘漆，是片间绝缘。心式变压器的绕组套在铁芯柱上，绕组装配方便，用铁量较少，多用于大容量变压器。壳式变压器的铁芯把绕组包围在中间，这种变压器制造工艺复杂，用铁量也较大，但不必使用专门的变压器外壳，常用于小容量的变压器，如电子线路的变压器。铁芯的叠装一般采用交错方式，即每层硅钢片的接缝错开，这样可降低磁路磁阻，减少励磁电流。绕组是变压器的电路部分。与铁芯线圈不同，变压器通常有两个或两个以上的线圈，多数还需要以一定方式联接。一般小容量变压器绕组用高强度漆包线绕成，接电源的绕组称为原绕组（又称初级绕组或一次绕组），接负载的绕组称为副绕组（又成次级绕组或二级绕组）。大容量变压器除铁芯和绕组以外，还有一些附属设备。变压器在运行时，铁芯和绕组所产生的损耗将使其发热。为了防止变压器过热而烧毁，必须采用适当的冷却方式。小容量变压器多采用自冷式，通过空气的自然对流和辐射，将绕组和铁芯的热量散失到周围空气中去，大容量变压器则要用油冷式，将变压器的绕组和铁芯全部浸在油箱内，使绕组和铁芯所产生的热量通过油传给箱壁而散失到周围空气中去。变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理。如图3.5所示。图3.5单向双绕组变压器当原边绕组加上电压u1时，流过电流i1,在铁芯中就产生交变磁通，其中绝大部分磁通经铁芯闭合，为主磁通。此外还要很少一部分磁通经空气或其他非铁磁性物质闭合，为漏磁通o，这两个磁通分别在线圈中感应主电动势e1、e2。e1和e2也按正弦规律变化，它们的有效值分别为 E1=4.44N1m E2=4.44N2m式中，为频率；N为匝数；m为主磁通最大值。3.1.2桥式整流电路桥式整流电路的作用是利用单向导电性的整流元件二极管，将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。但是，这种单向电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差得很远。桥式整流电路的原理如图3.6所示。图3.6桥式整流电路原理图由图3.6可知，在U2的正半周内，二极管VD1、VD2导电，VD3、VD4截止；U2负半周时，VD3、VD4导电，VD1、VD2截止。正负半周均有电流流过负载电阻RL，而且无论在正半周还是负半周，流过RL的电流方向是一致的，因此使输出电压的直流成分得到提高，脉动成分被降低。桥式整流电路的波形如图3.7所示。图3.7桥式整流电路波形图描述桥式整流电路技术性能的主要参数有以下几项：整流电路的输出直流电压即输出电压的平均值Uo（AV）,整流电路输出电压的脉动系数S，整流二极管正向平均电流ID（AV），以及整流二极管承受的最大反向峰值电压URM，以下本文集体分析上述各项主要参数。（1）输出直流电压Uo（AV）：输出直流电压Uo（AV）是整流电路的输出电压瞬时值Uo在一个周期内的平均值，即： （2.1）由此可见，在桥式整流电路中（2.2）上式说明，在理想情况下，负载上得到的直流电压约为变压器副边电压有效值的90%。若考虑整流电路内部二极管正向内阻和变压器等效内阻上的压降，输出直流电压的实际数值还要低一些。（2）脉动系数S：整流电路输出电压的脉动系数S定义为输出电压基波的最大值UO1M与平均值UO(AV)之比，即： （2.3）为了估算UO1M可将图2.4中桥式整流电路的输出波形用傅立叶级数表示为（2.4）式中第一项为输出电压的平均值，第二项式其基波成分，由式可见，基波的最大值为： （2.5）因此脉动系数为7 （2.6）即桥式整流电路输出电压的脉动系数为67。（3）二极管正向平均电流ID(AV)：在桥式整流电路中，二极管VD1、VD2和VD3、VD4轮流导电，由图2.4的波形图可以看出，每个整流二极管的平均电流等于输出电流平均值的一半，即 （2.7）当负载电流平已知时，可以根据IO(AV)来选定整流二极管的。（4）二极管最大反向峰值电压URM：每个整流管的最大反向峰值电压URM是指整流管不导电时，在它两端出现的最大反向电压。选整流管时应选耐压比这个数值高的管子，以免被击穿。由此可以看出，整流二极管承受的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值，即 （2.8） 3.1.3 滤波电路滤波电路由电容、电感等储能元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。显然，这里需要利用截止频率低于整流输出电压基波频率的低通滤波电路。电容滤波电路如图 3.8所示，波形如图3.9所示。图3.8电容滤波电路图3.9 滤波电路波形图由整流电路可知在没有接电容时，整流二极管VD1、VD2在U2的正半周导通，负半周时 VD3、VD4导通，输出电压UO的波形如图2.6 中虚线所示。并联电容以后，在U2的正半周，当二极管VD1、VD2导电时，二极管导电时，除了有一个电流io流向负载外，同时还有一个电流ic向电容充电，电容电压UC的极性为上正下负，如图 3.8中所示，如果忽略二极管的内阻，则在二极管导通时，UC等于变压器副边电压U2，当U2达到最大值以后开始下降，此时电容上的电压UC也将由于放电而逐渐下降，当U2UC，二极管VD1、VD2反向偏置，因而不导电，于是UC以一定的时间常数按指数规律下降，直到下一个周期，当 U2 UC时，二极管VD3、VD4导通，输出电压UO的波形如图3.9中实线所示。因为整流输出电压峰值，所以采用电解电容， 其耐压值选为25V。3.1.4稳压电路随着集成技术的发展，稳压电路3也迅速实现集成化。从20世纪60年代末开始，集成稳压器已经成为模拟集成电路的一个重要组成部分。目前已能大量生产各种型号的单片集成稳压电路。集成稳压器具有体积小，可靠性高以及温度特性好等优点，而且使用灵活，价格低廉，被广泛应用于仪器，仪表及其它各种电子设备中，特别是三端集成稳压器。稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。本课题采用固定正输出12V的三端集成稳压器W7812，它具有三个引出端子，分别是输入端、输出端和公共端，基本上不需外接元件，而且内部有限流保护、过热保护和过压保护电路，使用更加方便、安全。它的封装为塑料直插式，如图3.10所示。 图3.10W7812的外形和引脚功能W7812是一个三端集成稳压器，它的内部结构如下图3.11所示。图3.11三端集成稳压器的内部结构图参数名称输入电压输出电压电压调整率电流调整率最小压差输出噪声输出电阻峰值电流输出温漂符号UIUOSuSiUI-UOUNROIOMST参数值19120.00852210182.21.2单位VV%/VmVVVmAmV/c表3.1W7812的主要性能参数表由图3.11可见，电路内部实际上包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分，另外加上保护电路和启动电路。现对各部分的作用扼要介绍一下：调整管在电网电压或负载电流波动时，调整自身的集-射压降使输出电压基本保持不变；放大电路将基准电压与从输出端得到的采样电压进行比较，然后再放大并送到调整管的基极，放大倍数越大，稳定性越好；基准电压的稳定性将直接影响稳压电路输出电压的稳定性；采样电路由两个分压电阻组成，它将输出电压变化量的部分送到放大电路的输入端；启动电路的作用是在刚接通直流输入电压时，使调整管、放大电路和基准电源等建立起各自的工作电流，而当稳压电路正常工作时启动电路被断开，以免影响稳压电路的性能；保护电路将三种保护电路集成在芯片内部，它们是限流保护电路、过热保护电路和过压电路。W7812的主要性能参数如表3.1所示。3.2 555时基电路555时基电路是一种应用十分广泛的模拟数字混合式（即双极型）集成电路，国外典型的产品型号有NE555、LM555、XR555、RC555、a555、SN52555、LC555等，国内产品型号有5G1555、SL555、FX555、FD555DENG 。它们的内部功能结构和引脚排列序号都相同，因此可以在使用时互相代换。555时基电路最早是为了取代体积大、精度低的机械式定时器而设计的集成电路，英文名称为Timer（定时器），国内译名为时基集成电路，简称时基电路。555时基电路具有定时精度高、温度漂移小、速度快、可直接与数字电路相连、结构简单、功能多、驱动电流较大等优点。人们在应用中发现，它的用途十分广泛，可以组成性能稳定的无稳态振荡器、单稳态触发器、双稳态RS触发器和各种电子开关电路等。555时基电路内部一共集成了21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻器，组成了两个电压比较器、一个RS触发器、一个放电晶体管和一个由3只全等电阻组成的分压器。555时基电路的功能框图见图3.13被线所围部分，图中，C1和C2是两个高增益电压比较器，它们的输出端分别接到触发器的R端（置“0”端）和S端（置“1”端）；VT是放电晶体管；R1、R2和R3的阻值相等（均为5k并组成分压器，555的名称可能是因此而得）。图3.13 555时基电路原理图图3.13中C1为上比较器，C2为下比较器，由于R1、R2、R3阻值相等，因此集成块的5脚（即控制端VC）电位固定在2/3VDD(VDD为实际集成电路的工作电源电压)，6脚叫做阈值输入端TH。同理，下比较器A2的同相输入端电位被固定在1/3 VDD，反相输入端（即2脚）作为触发输入端TR.。A1和A2的输入端分别送到RS触发器（即双稳态触发器）的置位端（即“1”）S和复位端（即置“0”）R，以控制输出端OUT即（第3脚）的电平状态和放电管VT的导通与截止。图3.14单稳态电路图3.14示外部元件电阻R1、电容C1与555时基电路接成单稳态电路。由于A1的基准设在反相输入端（2/3 VDD）,所以当阈值端TH（即第6脚）电压高于或等于2/3 VDD时，A1输出高电平，使触发器复位，输出端3脚为低电平，即Q=0, Q =1,此时放电管VT导通，时基电路的7、1两脚被VT短接，外部定时电容Ct可以通过7脚、1脚放电。而A2的基准是设在同相输入端，因此只有触发端（即2脚）电平小于或等于1/3 VDD时，A2输出高电平，触发器被置位，3脚输出高电平，即Q=1, Q=0,放电管VT截止，7脚、1脚之间断路，相当于DIS端7脚悬空，此时外电容Ct可通过电阻Rt充电。为了便于记忆和理解，可以把阈值端6脚称为“高触发端”，它只对高电平（不小于2/3 VDD）有效，低电平对它不起作用。同理，把触发端2脚叫做“低触发端”，它只对低电平（不大于1/3 VDD）有效，高电平对它不起作用。即当低触发端2脚电位1/3 VDD时，集成块3脚就输出高电位；当高触发端6脚电位高于2/3 VDD（有一个先决条件：2脚电位必须大于1/3 VDD时，集成块3脚输出低电位，这说明当2脚、6脚电位发生矛盾时，应先服从2脚的电平关系。为了适应某些应用的需要，电路还设置了第4脚强制复位端MR，即当4脚为低电位（不大于0.4V）时，不管6脚、2脚的电位高低，集成块的输出端3脚总是输出低电平，此时7脚、1脚被内部放电晶体管VT短接。当端点DIS（即第7脚）有时也可被认为时第二输出端，其电平变化规律与输出端3脚同步。这就是说当3脚输出低电平时，7脚也为低电平因为与地端GND(即第1脚)相连接；当3脚输出高电平时，7脚也为高电平。注意：7脚为集电极开路输出，其高电平为“虚高”，实质为悬空，不能向外馈送电流，故确切地说应是高阻状态。3脚高电平为“实高”，高电平时电位接近电源电压VDD，最大可向外馈送200mA的电流。时基电路的第5脚为控制端VC，可以通过外接分压电阻或稳压管来改变A1、A2两个电压比较器的基准电压以扩大其应用范围，如果在VC与GND之间外接一只9V稳压管，则上比较器A1的基准电压就是9V，而下比较器A2的基准电压便为9V1/2=4.5V。如果在VC端输入一个交变电压（如正弦波），则上、下两个比较器的基准电压将随时间而变化，从而使外部电路冲放电时间也随之变化，因此可以起到调制作用。但通常使用时VC端(第5脚)一般可以悬空处理或通过0.01F电容器接地GND以消除干扰。555时基电路一般有两种封装结构：一种为TO-99金属圆管壳封装，外形如图3.15管壳凸处为第8脚，引脚序号按顺时针方向排列；另一种为DIP-8陶瓷或塑料双列8脚直插式封装，外形见图3.16放朝上是，左下角为第1脚，引脚序号按逆时针方向排列。目前市场上销售的555时基电路绝大多数为DIP-8封装。 图3.15 TO-99 图3.16 555双列直插芯片这两种封装的时基电路虽然外形结构不同，但内部原理和引脚功能却完全一样。其各脚的功能是：1脚为电源负端GND；2脚为低触发器，简称触发端TR;3脚为输出端OUT，可以将继电器线圈等负载与它相连，另一端与电源正极或负极相连，其最大输出电流不小于200mA，因此可以直接驱动继电器和玩具电动机等；4脚为强制复位端MR，如果不需要强制复位，则可与电源正极相连或悬空；5脚可以用来调节比较器的基准电压，简称为控制端VC。如果不需要调节基准电压，则可悬空或通过0.01F电容器接地；6脚为高触发器，也称阈值端TH；7脚为放大端DIS；8脚接电源正极VDD，555时基电路允许电源电压为4.518V，在此电压范围内，555时基电路能够可靠且正常地工作。555单稳态电路的基本工作原理：555单稳态电路是由555电路和一个RC定时电路组成的。555电路的输入端就接在定时电路中定时电容CT上。如图3.17所示。图中的按钮开关KA是用来启动这个电路的。为了保证电路的可靠工作，总复位端MR接在电源的正极上，而电压控制端5脚由于不用而对地接一个0.01F电容C1,以防止干扰，放电开关因不使用可以悬空。图3.17 555单稳态电路现在来看看它的工作原理。当电路接上电源后，电容CT经一定时间后就被充电到电源电压VDD。由于两个输入端TH、TR同时接在定时电容CT上，此时它的两个输入端TH(R)、TR(S)均为高电平。对照逻辑功能表可知，它的输出端VO(Q)应是低电平，即VO=0。这种状态在没有任何启动脉冲作用是，一直不会变动，这就是这个单稳态电路的稳态。如果按动一下按钮开关KA，则电容CT上的电压很快会通过开关KA放电而成为0。由于两个输入端相连在一起，因此都成为低电平，即TH（R）=0、TR (S)=0，对照它的逻辑功能表可知，它的输出端VO（Q）应翻转为高电平，即VO=1。当按钮开关KA放开后，电路仍保持输出为高电平。同时电源电压向定时电容CT充电，电路进入暂稳状态。经过一段时间之后，CT上的电压被充电到UCTVcc,即达到触发器翻转的阈值电压，这时电路的两个输入端又都成为高电平，电路立即发生翻转，它的输出端VO由1转变为0。就是说暂稳态结束又回到稳态。555电路的输出从低电平翻转到高电平以后，再一次恢复到低电平的这段时间就是单稳态的暂稳态时间，它只是和定时电路中的电阻RT及电容CT有关，和555电路本身及触发脉冲无关。暂稳态时间tD可由下式求出，即 tD=1.1RTCT若电阻的单位用欧姆，电容的单位为法拉，则tD的单位为秒。3.3语音集成电路随着微电子技术的迅速发展，各类语音集成电路不断涌现，它为各式各样语言型电子产品的问世创造了条件，语音集成电路的应用范围相当广泛，在钟表、电话机、仪表、报警电路、电脑、家用电器等方面已得到了应用。语音技术是一种固体录音技术，即不用磁头和磁带就能实现语音录音、放音和语言合成的技术。这种固体录放音设备一般包括两部分，一是语音处理器；二是记录语音信息的存储器。存储器的类型和容量将决定语音集成电路的录放音时间及质量。语音集成电路可分为三类，即：语音合成电路；一次性可编程语音电路；语音录放电路。我们这里用的是语音合成集成电路。下面来着重介绍语音合成电路。外形如图3.18所示。图3.18 语音集成电路外形这种语音集成电路是将语音信号处理后，以数码形式存储在只读存贮器ROM中。存储器ROM分为两种，一种是掩膜式ROM，这种ROM在工厂生产时，已用掩膜技术将信息存入，不能再更改；另一种称为EPROM，是一种可擦除式存储器，若想更改，用紫外线灯照射即可擦除，然后再写入新程序。大多数语音合成集成电路采用的是掩膜式ROM，即所存储的语音内容是不能改变的。当用触发信号触发语音集成电路时，电路就输出所存储的语音信号。语音合成集成电路外围电路简单、使用方便，适用于各种语音内容固定的场合。目前，语音合成集成电路已由过去的简单语音电路发展到内含微处理器CPU的语音合成电路，合成语音的时间长度也由原来的20秒提高到数百秒。产品的品种也层出不穷，已有近百个常见用语的品种规格，供工业控制、公交、通信及家用电器等领域选择使用。内含微处理器CPU的语音合成电路，由于采用DSP压缩技术，使得电路简单，其最长可存储8小时语音内容，已应用于发声字典、语音图书、益智玩具、电脑报站器、电脑报价器，大型游乐机等许多方面。3.4功率放大器多级放大器一般包括三部分：输入级、中间级、输出级。输出级要带一定的负载，为使负载能正常工作，输出级就必须输出足够大的功率，即输出级不但要输出足够大的电压，同时还要提供足够的电流。这种用来放大功率的放大器称为功率放大器。输出级都由放大器来组成。1 电路特点功率放大器作为放大电路的输出级，具有以下几个特点：（1）由于功率放大器的主要任务是向负载提供一定的功率，因而输出电压和电流的幅度足够大;（2）由于输出信号幅度较大，使三级管工作在饱和区和截止区的边沿，因此输出电压和存在一定程度的失真；（3）功率放大器在输出功率的同时，三极管消耗的能量也较大，因此，不可忽视管耗问题。2 电路要求根据功率放大器在电路中的作用及特点，首先要求它的输出功率大、非线性失真小、效率高。其次，由于三极管工作在大信号状态，要求它的极限参数ICM、PCM、U(BR)CEO等应满足电路正常工作并留有一定的余量，同时还要考虑三极管有良好的散热功能，以降低结温，确保三极管安全工作。3 功率放大器的分类根据放大器三极管静态工作点设置的不同，可分为甲类、乙类和甲乙类三种，如图3.19。图3.19放大器甲类放大器的工作点设置在放大区的中间，这种电路的优点是在输入信号的整个周期内三极管都处于导通状态，输出信号失真较小（前面讨论的电压放大器都工作在这种状态），缺点是三极管有较大的静态电流ICQ,这时管耗PC大,电路能量转换效率低。如下图3.20。图3.20器工作状态乙类放大器的工作点设置在截止区，这时，由于三极管的静态电流ICQ=0,所以能量转换效率高，它的缺点是只能对半个周期的输入信号进行放大，非线性失真大。图 3.21工作状态甲乙类放大电路的工作点设在放大区但接近截止区，即三极管处于微导通状态，这样可以有效克服乙类放大电路的失真问题，且能量装换效率也高，目前使用广泛。甲乙类放大器工作状态如图3.22。图3.22大器工作状态乙类放大器具有能量转换效率高的特点，常用它作为功率放大器。但乙类放大电路只能放大半个周期的信号，为了解决这个问题，常用两个对称的乙类放大电路分别放大正、负半周信号，然后合成为完整的波形输出，即利用两个乙类放大电路的互补特性完成整个周期信号的放大。通过以上对各部分电路的分析，触摸式汽车防盗器的工作原理流程是：555时基电