项目十 四路声光报警器制作

1、项目项目10 10 四路声光报警器四路声光报警器主讲主讲 王启洋王启洋 项目样机项目样机项目目标项目目标知识目标知识目标掌握掌握555时基电路及应用。时基电路及应用。技能目标技能目标1.认识认识555时基电路引脚图及功能；时基电路引脚图及功能；2.学会学会555时基电路的应用；时基电路的应用；3.能制作四路声光报警器。能制作四路声光报警器。 项目介绍项目介绍 当没有报警信号时，当没有报警信号时，4路声光报警器处路声光报警器处于静止状态；当于静止状态；当4路报警信号中任意路报警信号中任意1路闭合路闭合时，将产生声响报警，相应发光二极管点亮。时，将产生声响报警，相应发光二极管点亮。报警声响在报警声

2、响在50多秒后自动停止，发光二极管多秒后自动停止，发光二极管只能在报警信号清除后才能熄灭。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四路声光报警器可以用在防盗报警等领域。域。任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路知识链接知识链接1 1 认识脉冲波形认识脉冲波形 认一认认一认 常见脉冲波形常见脉冲波形 矩形波矩形波 锯齿波锯齿波 尖峰波尖峰波 阶梯波阶梯波 任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路学一学学一学 矩形脉冲主要参数矩形脉冲主要参数任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路1.1.脉冲幅度脉冲幅度 Um

3、2.2.上升沿时间上升沿时间 tr3.3.下降沿时间下降沿时间 tf4.4.脉冲宽度脉冲宽度 tw5.5.脉冲周期脉冲周期 T6.6.重复频率重复频率 f任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路知识链接知识链接2 2 认识认识RCRC微分电路和微分电路和RCRC积分电路积分电路做一做做一做 用用EWBEWB软件仿真软件仿真RCRC微分电路微分电路 任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路RC微分电路波形微分电路波形任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路RCRC微分电路判断条件微分电路判断条件1. 输出信号输出信号uo uo= uR2

4、. 时间常数时间常数 tw tw满足条件满足条件 51=RC tw输入脉冲宽度输入脉冲宽度任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路做一做做一做 用用EWBEWB软件仿真软件仿真RCRC积分电路积分电路 任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路RC积分电路波形积分电路波形任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路RCRC积分电路判断条件积分电路判断条件1. 输出信号输出信号uo：uo= uC2. 时间常数时间常数=RC：tw 3tw满足条件满足条件 任务任务1 1 认识脉冲波形与认识脉冲波形与RCRC电路电路做一做做一做 计算时间常数计算

5、时间常数 根据输入矩形波和根据输入矩形波和RCRC电路，判断电路电路，判断电路 任务任务2 2 认识认识555555时基电路时基电路知识链接知识链接 555555时基电路时基电路学一学学一学 555555时基电路时基电路 引脚图引脚图 任务任务2 2 认识认识555555时基电路时基电路TRDR1 脚脚 接地端接地端 GND4 脚脚 复位端复位端3 脚脚 输出端输出端 OUT5 脚脚 控制电压端控制电压端 UCO6 脚脚 高电平触发端高电平触发端 TH7 脚脚 放电端放电端 D8 脚脚 电源端电源端 UCC2 脚脚 低电平触发端低电平触发端引脚名称引脚名称任务任务2 2 认识认识555555时

6、基电路时基电路555555组成组成1. 电阻分压器电阻分压器 3个个RC1基准电压：基准电压：2Ucc/3C2基准电压：基准电压：Ucc/32. 比较器比较器C1、C2 开环应用集成运算放大器开环应用集成运算放大器U+U：比较器输出高电平：比较器输出高电平1U+U：比较器输出低电平：比较器输出低电平03. 基本基本RS触发器触发器 门门G1和和G24.4.放电管放电管V V、缓冲门、缓冲门G4G4 G3输出高电平：输出高电平：V饱和，饱和，C放电放电 G3输出低电平：输出低电平：V截止，截止，C停止放电停止放电 G4：提高电路负载能力：提高电路负载能力任务任务2 2 认识认识555555时基电

7、路时基电路读一读读一读 555555时基电路功能表时基电路功能表任务3 555时基电路应用测试 实训操作实训操作1 1 单稳态触发器测试单稳态触发器测试 想一想想一想 单稳态触发器的应用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。响的起动与停止。 由由555时基电路可搭接成单稳态触发器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认一认 单稳态触发器单稳态触发器任务3 555时基电路应用测试元件作用元件作用 RP、CP 输入微分电路输入微分电路 R、C 定时阻容元件定时阻容元件任务3 555时基电路应

8、用测试做一做做一做 用用EWBEWB软件仿真单稳态触发器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做一做 用用555555时基电路搭接单稳态触发器时基电路搭接单稳态触发器 1 1、连接电路、连接电路任务3 555时基电路应用测试2 2、测量、测量T TW W与与RCRC的关系的关系（1 1）R=100k 按单脉冲按钮后松手，按单脉冲按钮后松手，TW=?（2 2）R=300 k 按单脉冲按钮后松手，按单脉冲按钮后松手，TW=?回答回答（1 1）电阻越大，）电阻越大，TW越越 ；电阻越小，；电阻越小

9、，TW越越 。（2 2）灯亮后是自动熄灭还是由人工控制才能熄灭？）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 3、观察单稳态触发器工作波形、观察单稳态触发器工作波形R=1.5 k、C=0.47F、2脚接脚接1kHz连续脉冲连续脉冲根据示波器，画根据示波器，画ui、uc和和uo的波形图的波形图回答回答（1 1）示波器测量的输出脉冲宽度）示波器测量的输出脉冲宽度TW= 。（2 2）TW宽度和输入负脉冲宽度有关吗？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单稳态触发器工作波形任务3 555时基电路应用测试4 4、计算输出脉冲宽度、

10、计算输出脉冲宽度TW TW1.1RC 计算：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读一读 单稳态触发器的工作过程单稳态触发器的工作过程单稳态触发器特点：单稳态触发器特点：（1）有一个稳态、一个暂稳态；）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；）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。）暂稳态持续一段时间后，自动返回到稳态。 暂稳态持续时间长短（暂稳态持续时间长短（TW）与外来触发信号无）与外来触发信号无关，仅取决电路参数关，仅取决电路参数R、C。1.稳态稳态uo=UOL、uc=0

11、V 任务3 555时基电路应用测试2.暂稳态暂稳态uiUCC/3 uo=UOH V截止截止暂稳态暂稳态C充电（充电（UCCRC） uc上升上升 uc2Ucc/3 充电结束充电结束 uo=UOL （C=RC） 3.恢复期恢复期C放电（放电（CV）uc=0V稳态稳态任务3 555时基电路应用测试做一做做一做 计算计算TW、画波形、画波形1.R=510k、C=47FTW=？任务3 555时基电路应用测试2.画画uc、uo的波形的波形任务3 555时基电路应用测试实训操作实训操作2 2 多谐振荡器测试多谐振荡器测试想一想想一想 多谐振荡器的应用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

12、。在四路声光报警器中，多谐振荡器产生音响信号。由由555时基电路可搭接成多谐振荡器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认一认 多谐振荡器多谐振荡器 元件作用元件作用 R1、R2、C 定时阻容元件定时阻容元件任务3 555时基电路应用测试做一做做一做 用用EWBEWB软件仿真多谐振荡器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多谐振荡器仿真波形任务3 555时基电路应用测试做一做做一做 用用555555时基电路搭接多谐振荡器时基电路搭接多谐振荡器 1 1、连接电路、连接电路R1= 10 kR2= 20 kC=4.7F3脚做输出脚做输出 任务3

13、555时基电路应用测试2 2、画多谐振荡器的工作波形、画多谐振荡器的工作波形根据双踪示波器所示波形，画根据双踪示波器所示波形，画u uc c和和u uo o波形波形 测量输出周期测量输出周期T：T1=？ T2=？ T=T1+T2=？ 任务3 555时基电路应用测试 3 3、计算振荡周期、计算振荡周期T和频率和频率f R1=10 k、R2=20 k、C=4.7F T=？f=？ 根据理论计算可知：根据理论计算可知： T0.7（R1+2R2）CC)R2R(7 . 01T1f21计算值与实测值比较。误差原因？计算值与实测值比较。误差原因？计算：计算：任务3 555时基电路应用测试某设备需要振荡频率为某

14、设备需要振荡频率为1kHz的矩形脉冲，试的矩形脉冲，试设计一多谐振荡器，求设计一多谐振荡器，求R1、R2和和C的值。的值。4 4、应用电路设计、应用电路设计任务3 555时基电路应用测试 读一读读一读 多谐振荡器的工作过程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。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：多谐振荡器有两个暂稳态： 1.1.第一暂稳态第一暂稳态 通电通电V截止截止 C充电（充电（UCCR1R2 C） uc上升上升 uc2Ucc/3 充电结束充电结

15、束=(R1+R2)C 2. 2.第二暂稳态第二暂稳态 V导通导通 C放电（放电（ C R2） uc下降下降 uc Ucc/3 放电结束放电结束=R2C 任务3 555时基电路应用测试做一做做一做 计算振荡周期计算振荡周期T T 555时基电路组成的多谐振荡器：时基电路组成的多谐振荡器：1.当当R1=1K、R2=5.1K、C=300PF时，计算时，计算输出脉冲周期输出脉冲周期T和振荡频率和振荡频率f。2.画出画出uc、uo的波形。的波形。任务3 555时基电路应用测试任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作电路识读电路识读 四路声光报警器原理图四路声光报警器原理图1.1.框图框图 任

16、务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作2 2、四路声光报警器原理图、四路声光报警器原理图 任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作（1）报警开关：）报警开关：S1S4，R1R4（2）发光控制：）发光控制：G1 G4，V1 V4，R5R8（3）触发控制：）触发控制：G5、G6，C1、R9（4）定时控制：）定时控制：555构成单稳态触发器构成单稳态触发器（5）音频输出：）音频输出：555构成多谐振荡器构成多谐振荡器（6）音响电路：）音响电路：C6、Y任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作3.3.工作过程工作过程（1 1）无报警信号）无报警信号 S1S4断开断开

17、 G1G4入入0出出1 V1V4灭灭 G3和和G4与门全与门全1出出1 单稳态无负触发脉冲出单稳态无负触发脉冲出0 多谐振荡器复位端多谐振荡器复位端0，停振，停振 （2 2）有报警信号）有报警信号 S1S4任意一个闭合任意一个闭合 G1G4任意一个入任意一个入1出出0 V1V4任意一个亮任意一个亮 G3和和G4与门有与门有0出出0 单稳单稳态有负触发脉冲出态有负触发脉冲出1 多谐振荡器复位端多谐振荡器复位端1，振荡，振荡任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作（3）报警停止）报警停止单稳态定时单稳态定时TW出出0多谐振荡器复位端多谐振荡器复位端0，停振，停振清除报警信号后，灯灭清除

18、报警信号后，灯灭任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作实训操作实训操作1 1 元器件识别与检测元器件识别与检测任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作1.5551.555时基电路外形认识时基电路外形认识任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作2.2.印刷板图印刷板图任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作3.3.电阻器和电容器电阻器和电容器检测方法同前检测方法同前4.4.发光二极管发光二极管检测方法同前检测方法同前5.5.开关开关检测方法同前检测方法同前6.6.扬声器扬声器检测方法同前检测方法

19、同前任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作 7.7.集成电路集成电路检测方法同前检测方法同前任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作元器件清单元器件清单序号元器件名称规格数量代 号备注1电阻器电阻器100k4R1R4棕黑黑橙棕棕黑黑橙棕2电阻器电阻器1k4R5R8棕黑黑棕金棕黑黑棕金3电阻器电阻器10k1R9棕黑黑红棕棕黑黑红棕4电阻器电阻器1M1R10棕黑黑黄棕棕黑黑黄棕5电阻器电阻器2.5k1R11红绿黑棕棕红绿黑棕棕6电阻器电阻器2k1R12红黑黑棕棕红黑黑棕棕7电容器电容器0.22F2C1、C48电容器电容器47F1C29电容器电容器0.01F2C3、C5任务

20、任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作10电容器电容器100F1C611发光二极管发光二极管5mmLED4V1V412集成电路集成电路CC40691IC113集成电路集成电路CC40121IC214集成电路集成电路CB75552IC3、IC415扬声器扬声器1Y16按钮开关按钮开关4S1S4常开常开17集成电路插座集成电路插座14脚插座脚插座218集成电路插座集成电路插座8脚插座脚插座219印刷电路板印刷电路板1任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作1.1.焊接前的准备工作焊接前的准备工作实训操作实训操作2 2 组装电路组装电路（1）清点组件；）清点组件；（2）识别集成

21、电路）识别集成电路CC4069、CC4012、CB555；（3）检测元件；）检测元件；任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作2.2.按工艺焊接按工艺焊接焊接工艺焊接工艺任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作1、调试、调试(1)接通电源，不按接通电源，不按4个开关，观察声、光报警状态。个开关，观察声、光报警状态。(2)依次按下依次按下S1S4开关，观察开关，观察V1V4和蜂鸣器状态。和蜂鸣器状态。不正常，排故。不正常，排故。实训操作实训操作3 3 调试电路调试电路(3)按下全部开关，观察按下全部开关，观察V1V4和蜂鸣器状态。和蜂鸣器状态。(4)用秒表记录鸣响时间。用

22、秒表记录鸣响时间。任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作报警状态开关状态uG1uG2uG3uG4uG5uG6IC3 3脚无报警信号无报警信号均未按下均未按下有报警信号有报警信号S1S1、S2S1、S2、S3S1、S2、S3、S42、四路声光报警器测试、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万用表测试各门电路输出和单稳态触发器输出任务任务4 4 四路声光报警器制作四路声光报警器制作3、多谐振荡器波形测试、多谐振荡器波形测试用示波器观察多谐振荡器用示波器观察多谐振荡器C4两端电压和输出电压两端电压和输出电压无报警无报警有报警有报警知识拓展知识拓展 施密特触发器施密特触发器做一做做一做 用用EWBEWB软件仿真施密特触发器软件仿真施密特触发器 知识拓展知识拓展 施密特触发器施密特触发器读一读读一读 施密特触发器工作过程施密特触发器工作过程 知识拓展知识拓展 施密特触发器施密