555定时器声光报警器课程设计实训报告.doc

苏 州 市 职 业 大 学实训报告 名称 数字电子技术实训 项目 555定时器声光报警电路 2013年1月7日至2013年1月13日共一周 院 系 电子信息工程系 班 级 12电子5 姓 名 学 号 系主任 张红兵 教研室主任 陆春妹 指导教师 严俊高 目录第一章 绪论4第二章 555定时器声光报警电路设计52.1 硬件组成52.2 电路原理图52.3 印刷版电路5第三章555定时器声光报警原理分析63.1 电路原理63.2.主要元器件介绍73.2.1 元件清单83.2.2 555定时器93.2.3 555定时器的电路结构及其功能93.3电位器的作用及特点103.4蜂鸣器的结构原理103.5 发光二极管11第四章.555定时器声光报警计算说明114.1.1计算数据124.1.2实际数据12第五章 焊接及调试过程和注意点125.1安装及焊接步骤125.1.1查找资料125.1.2焊接125.2调试电路板135.2.1调试过程13第六章 心得体会14第一章 绪论声光报警器在实际的生活中可以见到许多，运用于生活的许多方面，既有硬件实现的，也有硬件和软件同时控制执行。通过这次的课程任务设计，可以很好的对课本知识运用于实践，同时也可以激发学生学习于专业相关的一些知识，从而扩大自己知识面的广度。声光报警电路可作为防盗装置，在有情况时它通过指示灯闪光和蜂鸣器鸣叫，同时报警。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。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。声光报警器可用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。防爆声光报警器适用于安装在含有C级T6温 度组别的爆炸性气体环境场所，还可使用于石油、化工等行业具有防爆要求的1区及2区防爆场所，也可以露天、室外使用。可以和国内外任 何厂家的火灾报警控制器配套使用。当生产现场发生事故或火灾等紧急情况时，火灾报警控制器 送来的控制信号启动声光报警电路，发出声和光 报警信号，完成报警目的。本产品也可同手动报 警按钮配合使用,达到简单的声,光报警目的。本 产品符合GB3836系列标准的要求（满足GB3836.12000爆炸性环境用防爆电气设备通用要求及GB3836.22000爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型“d”标准），经国家指定的 检测机构鉴定并取得了防爆合格证。报警器外壳为全不锈钢壳体，灯壳抗冲击能力强，180清晰可视超高亮LED发光管，配备超强蜂鸣器，具有工作稳定，使用寿命长, 功耗低，不受污染物和水的影响等特点。 声光报警器（Audible and visual alarm）又叫声光警号， 是为了满足客户对报警响度和安装位置的特殊要求而设置。同时发出声、光二种警报信号。产品专用领域：银行，政府机关，邮政，电信，酒店，大厦，工厂商场 商铺、别墅、ATM,周界防越系统及保安服务公司等； 是消防火灾自动报警系统中的一个配件产品。固了解掌握声光报警器的工作原理及制作方法对电气自动化专业同学来说是非常必要而且实用的。第二章 555定时器声光报警电路设计2.1 硬件组成闪光灯报警蜂鸣器报警电信号如上图：声光报警电路由闪光灯报警和蜂鸣器报警两部分组成，其中蜂鸣器报警只有在闪光灯报警状态下才可发出一定音调的鸣声，随着闪光灯闪烁，蜂鸣器发出间隙声响。2.2 电路原理图 2.3 印刷电路板第三章 555定时器声光报警电路原理3.1 电路原理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。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。555多谐振荡器原理图如（A）所示：555多谐振荡器图形如（B）所示： 3.2主要元器件原理3.2.1元件清单3.1 编号器件名称数量理论值测量值R1电位器110k9.89 kR2电阻12k2.03 kR3电位器120k19.8 kR4电阻12k2.05 kC1X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13.2.2 555定时器工作原理555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。555定时器的电路如图3-1所示。它由三个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器和、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。3.2.3 555定时器的电路结构及其功能 图3-1 555定时器原理图分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。如5端悬空，则比较器的参考电压为，加在同相端；的参考电压为，加在反相端。是复位输入端。当时，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端为低电平。正常工作时，。和分别为6端和2端的输入电压。当， 时，输出为低电平，输出为高电平，即，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端为低电平。当，时，输出为高电平，输出为低电平，基本RS触发器被置1，晶体管T截止，输出端为高电平。当，时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。综上所述，可得555定时器功能如表3-2所示。555定时器功能表1脚：GND(或VCC)源负端VSS或接地，一般情况下接地。2脚：TR低触发端。 3脚：OUT（或Vo）输出端。 4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：CO(或VC)为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。6脚：TH高触发端。7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.516V，CMOS型时基电路VCC的范围为318V。一般用5V。3.3电位器电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。3.3.1电位器的作用及特点电位器是可变电阻器的一种。通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。 电位器的作用调节电压（含直流电压与信号电压）和电流的大小。 电位器的结构特点电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。3.4蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 ；蜂鸣器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。 3.5发光二极管发光二极管简称为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。第四章 555定时器声光报警计算说明4.1.1计算数据（1）相关性能指标计算1电容充电时间T1 T1=0.7(R1+R2)C2电容放电时间T2 T2=0.7R2C3电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C4电路振荡频率 F F=1/T=1.43/(R1+R2)C4.1.2实际数据（2）实测数值1电容充电时间T1 T1= 0.12s 2电容放电时间T2 T2= 0.14s 3电路振荡周期T T= 0.26s 4电路振荡频率F F= 3.6HZ 第五章 焊接及调试过程和注意点5.1安装及焊接步骤5.1.1查找资料查找555定时器、蜂鸣器、电位器等的相关资料检测原件是否可用、并记录原件的实际值5.1.2焊接在实际生产中，最容易出现的一种违反操作步骤的做法就是烙铁头不是先与被焊件接触，而是先与焊锡丝接触，熔化的焊锡滴落在尚末预热的被焊部位，这样很容易产生焊点虚焊，所以烙铁头必须与被焊件接触，对被焊件进行预热是防止产生虚焊的重要手段。1、标准的锡点:（1）锡点成内弧形 （2）锡点要圆满、光滑、无针孔、无松香渍 （3）要有线脚，而且线脚的长度要在1-1.2MM之间。 （4）零件脚外形可见锡的流散性好。 （5）锡将整个上锡位及零件脚包围。2、不标准锡点的判定：（1）虚焊：看似焊住其实没有焊住，主要有焊盘和引脚脏污或助焊剂和加热时间不够。 （2）短路：有脚零件在脚与脚之间被多余的焊锡所连接短路，另一种现象则因检验人员使用镊子、竹签等操作不当而导致脚与脚碰触短路，亦包括残余锡渣使脚与脚短路 （3）偏位：由于器件在焊前定位不准，或在焊接时造成失误导致引脚不在规定的焊盘区域内 （4）少锡：少锡是指锡点太薄不能将零件铜皮充分覆盖，影响连接固定作用。 （5）多锡：零件脚完全被锡覆盖，及形成外弧形，使零件外形及焊盘位不能见到,不能确定零件及焊盘是否上锡良好. （6）错件：零件放置的规格或种类与作业规定或BOM、ECN不符者，即为错件。 （7）缺件：应放置零件的位置，因不正常的原因而产生空缺。 （8）锡球、锡渣：PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣会导致细小管脚短路。 （9）极性反向：极性方位正确性与加工要求不一致，即为极性错误。5.2调试电路板用5v直流电源接到电路板上，根据实验所需的要求旋转可调电位器，调试两个可调电位器的阻值达到所需要求，具体来说就是蜂鸣器和发光二极管能够按照所需要求进行工作。5.2.1调试过程 （1）通电1 先将直流稳压源调节到5V电压 ，将数字万用表接到直流稳压电源上调试到精确值2 将焊接好的555定时器声光报警电路的电源线接到5V直流稳压电压源上（注意正负极性），二极管闪烁，蜂鸣器发出鸣叫声3.调节R1，改变了振荡频率，从而控制发光二极管的闪烁频率，蜂鸣器发出的鸣叫声随振荡频率的改变而变化 第六章 心得体会 做电子实验和以前所做的物理化学实验不同，直到 我才发现它并不容易。实验所涉及的知识与难度成正比，使我受益匪浅。在做实验之前要把课本上的内容吃透，还要练习焊接。光是焊接就是一门技术活，要细心耐心，焊点很小，因此要控制好焊锡量。焊工是练出来的，只有经常练习焊点才会美观，不是一次就能有好的焊点的。在实训中不仅加强了我们的动手能力和加深了对课本知识的实际应用。 弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己的，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高。我们做实验绝对不要人云亦云。在实验过程中，我们应该尽量减少操作的盲目性提高实验效率，学会培养独立分析问题的好习惯。 对电子工艺的理论有了初步的了解。我们了解到了，各种元件的性能、焊接的技巧等等。 实践出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力，就谈不上胜任将来的工作。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在555定时器声光报警电路设计中由于一