数字电子技术课程设计

1、课程设计名称： 数字电子技术课程设计 题 目： 555双音频报警器 学 期：2013-2014学年第2学期专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 9课程设计任务书一、设计题目 555双音频报警器二、设计任务 掌握常用的555定时器电路结构和功能，熟练掌握它的三种应用型电路的构成及特点。三、设计要求 根据掌握的555定时器三种应用型电路设计实现两种不同频率声音报警器，要求有多种可行方案，通过进行方案比较、讨论，选择合适方案并实现电路仿真。 成果形式：提交方案比较报告和最终所选方案的和电路图。 指 导 教 师： 时 间： 摘要 本文利用两片555芯片设计了一种能够交替发出两种不同频率的

2、警报声音的双音频报警器，通过不同方案的比较完善了设计，并通过multisim仿真验证了设计的正确性和合理性，完全符合设计要求，实现了双音频报警。关键词：双音频；报警；多谐振荡器；扬声器目录1电路设计方案和选定11.1设计任务及要求11.2设计方案的比较和选定12计时器的特点及原理22.1计时器的特点22.2计时器的原理32.3由555定时器组成的多谐振荡器53电路的设计64电路的仿真7心得与体会8参考文献9元件清单：91 电路设计方案和选定 1.1 设计任务及要求目的和要求：1、掌握常用的555定时器电路结构和功能，熟练掌握它的三种应用型电路的构成及特点；2、根据掌握的555定时器三种应用型电

3、路设计实现两种不同频率声音报警器，要求有多种可行方案，通过进行方案比较、讨论，选择合适方案并实现电路仿真。1.2 设计方案的比较和选定 该方案可以有多种设计思路与可行性方案。例如与非门组成的双音报警器、由两个555集成块组成的双音报警器等。第一种方案: 是用TTL与非门组成的双音报警线路。它是由三个振荡器组成的，各有不同的振荡频率。晶体三极管和、和、组成的约1000Hz的频率振荡；、和、组成频率约200Hz的振荡。三种不同的频率进过调制后，输出端加一级驱动，即可由扬声器发出双音。用作报警时，5V电源处需输入相应的电位；如作门铃应用时，只要中间加一只按钮开关即可。 第二种方案 ：它是由两个555

4、集成块组成的双音报警器。其:5脚为控制端，片内接比较器的反相输入端，电位为。一般555组成自激多谐振荡器时，将5脚通过一个小电容(0.01F-0.1F)接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，当需要把它变成可控多谐振荡器时，可以在电路的5脚外加一个控制电压，这个电压将改变芯片内比较电平，从而改变振荡频率，当控制电压升高(降低)时，振荡频率降低(升高)，这就是控制电压对振荡信号频率的调制。利用这种调制方法，可组成双音报警器。输出的方波信号，通过控制的电平。当输出高电平时，的振荡频率低，当输出低电平时，的振荡频率高。因此的振荡频率被的输出电压调试为两种音频，使扬声器发出“滴、嘟、滴、嘟”的双音声响。

5、电路如图1-1所示。 图1-1 555定时器组成双音报警器 方案比较：方案一是使用分立式元件不仅增大了设计的难度而且使整个电路的最终设计效果与可信度降低；使扬声器发出的两种不同频率的声响不易区分，效果不理想；还使设计成本增加。方案二是由两个555集成块组成的双音报警器。主要由集成元件组成。集成元件与分立式元件相比较，集成元件的优势：1、元件制作方便快捷。2、元件制作可行性高。所以选择方案二。2计时器的特点及原理2.1 计时器的特点555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成与一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。 图2-1 555时基电路2.2计时器的原理

6、它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为 和 。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。Vc是控制电压端（5脚），平时输出 作为比较器A1的参考电平当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对

7、输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。在使用时，该三极管的集电极（7脚）一般都要外接上拉电阻。图2-2 555内部结构阈值输入 触发输入 复位 RS输出Vo放电管T 0 0 导通 1 10 1截止 1 010导通 1 11 不变不变图2-3 555功能表2.3 由555定时器组成的多谐振荡器图2-4 555构成的多谐振荡器图2-5 多谐振荡器的波形图3 电路的设计选用555定时器组成多谐振荡器。而整个电路由两个555定时器、组成。的振荡频率： ，约

8、为0.7Hz。的振荡频率：，约为500Hz。: ，: ， 频率范围为高频1500Hz，低频500Hz。 由得高频下周期为0.67ms，低频下周期为2ms。4 电路的仿真图4-1 双音频报警器设计仿真图心得与体会通过这次设计，我掌握了555定时器的原理，初步掌握了“555”双音频报警器”的设计、调试及测试方法，提高设计电路，改进电路的能力，巩固了已学的理论知识，建立数字电子技术理论和实践的结合。 在实验中，出现问题是难免的。重要的是分析问题，找出出现问题的原因，从而解决它。一般的说，有四个方面的原因产生问题（故障）：器件故障、接线错误、设计错误和测试方法不准确。在查找故障过程中，首先要熟悉经常发

9、生的典型故障。 （1）器件故障器件故障是器件失效或器件接插问题引起的故障，表现为器件工作不正常。这需要更换一个好器件。 （2）接线错误是最常见的错误。据有人统计，在教学实验中，大约70%以上的故障是由接线错误引起的。常见的接线错误包括忘记接器件的电源和地；连接线和插孔接触不良连线经多次使用后，有可能外面的塑料包皮完好，但内部线断；连线多节、漏接、错接；连线过长、过乱造成混乱。 （3）设计错误自然会造成与预想的结果不一致。原因是对实验要求没有看透，或者对所用器件的原理没有掌握。因此实验前一定要理解实验要求，掌握实验线路原理、精心设计。初始设计完成后一般应付对设计进行优化。最后画好逻辑图以及接线图。 （4）测试方法不正确如果不发生前面所述三种错误，实验一般会成功。但有时测试方法不正确也会引起观测错误。例如，一个稳定的波形，如果用示波器观测，而示波器没有同步，侧造成波形不稳定的假象。因此要学会正确使用所有仪器、仪表。这次课程设计提升了我的应用意识，提高了我的动手能力。只有在实践应用中，切身感悟书本