警笛电路实验报告

1、东北大学秦皇岛分校电子信息系电子电路课程设计警报器电路专业名称通信工程班级学生人数学生姓名教师设计时间2011.6.282011.7.8课程设计任务书专业：通信工程。4090831学生姓名(签名):设计名称：警报器电路首先，设计实验条件电子信息系学生创新实验室二、设计任务和要求1.利用数字电路技术知识设计报警器电路，通过计算得到电路所需的元件模型和参数值；2.所设计的电路能在仿真软件的仿真环境中模拟项目的要求，即能发出“嘻嘻嘻”的警笛声，并能听到明显的高低声变化；3.我们可以通过改变频率来获得高低声音，所以我们需要设计一个可以产生高低频率的电路。通过对数字电路技术的研究，我们知道我们需要使用两

2、个555定时器；4.学会使用仿真软件，如multisim10.0，并能熟练使用这类软件进行仿真，以满足任务要求。三。设计报告的内容1.设计任务书-设计主题和设计任务：设计了一个警笛电路，可以驱动扬声器发出类似警笛的声音，声音高低变化明显。并通过仿真软件进行仿真，发出符合要求的声音。2.前言设计目的和意义：1复习和巩固数字电路技术，掌握555定时器的内部结构和原理，学会分析和测试，熟练使用555定时器组成多谐振荡器，使两个555定时器组成的多谐振荡器能产生高低频率，驱动扬声器发出高低声音。2让我们用所学的知识来设计电路，模拟现实生活中的一些常见器件，并将知识与应用联系起来。3我们可以培养和锻炼我

3、们的动手实践能力、查阅和使用手机数据的能力、独立思考、分析和解决问题的能力以及团结合作的能力，这样我们就可以在未来的学习、工作和生活中更好地分析和解决实际问题。4通过学习和使用仿真软件multisim10.0，熟悉组件库和各种仪器的使用、绘图和调试，最终可以模拟出符合要求的声音。5在multisim10.0中，输出波形可以用示波器显示，改变后的高低声音可以转换成高低频率的脉冲波形，这有助于我们分析和判断电路的实际功能。3.设计主题：1设计警报器电路所需的部件清单：两个555定时器；1个100欧姆的滑动变阻器；1个150欧姆的滑动变阻器；1电阻为5.1千欧。2个10千欧姆的电阻；1电阻为100欧

4、姆；1欧姆的电阻；1 2千欧姆的电阻；1个10u F的电容器；1个10nF的电容；1个680mF的电容器；1个75nF的电容；1三极管2n29051个二极管1n1199c1个发光二极管；1个开关；1个蜂鸣器。2设计内容和图表：报警器电路设计示意图和电路图：电路图如图1所示：图1报警器电路示意图模拟电路如图2所示。当电源打开时，扬声器会发出高低不同的声音，类似于警报声。图2报警器电路设计模拟电路图模拟输出脉冲波形如图3所示：充电时间T1比放电时间T2长。图3输出信号波形图原理：图中电路中的两个555定时器接入多谐振荡器。左端由U2和R4、RP2和C4组成的振荡器输出低电平信号，控制右端由U1和R

5、1、RP1和C1组成的振荡器输出振荡频率。由左端555 U1组成的电路是低频振荡电路，晶体管VT构成射极跟随器。VT的基极连接到电容器C1的上端，因此射极跟随器的工作状态随着C1的充电和放电过程而改变。从上述三角波电路的工作过程可以看出，C1的充放电过程是三角波形成的过程，多谐振荡器起着开关控制的作用，多谐振荡器产生的矩形波脉冲的周期也是三角波的周期。多谐振荡器与射极跟随器协同工作，在射极跟随器的输出端输出三角波。三角波输出后，通过R3加到IC2的控制端，多谐振荡器的输出脉冲频率将随着三角波由低变高，再由高变低。表演中的声音会不断发出呜，呜的声音，也就是人们熟悉的警笛声。在右端555 U2，高

6、频振荡电路产生高频矩形波脉冲信号，电位计RP2用于调节振荡器的振荡频率在一定范围内变化，从而将模拟声音调节到最真实的状态。数值计算和分析：通过仿真软件得出，当Vdd=12v时，555定时器的输出电平分别为11.983 V和0.1V(1)当Vo1=11.983V时，电容c的充电持续时间为t1=(R1 R5)* C1 * LN2=(10k 150k)* 10* 0.69=1.1s1.右侧振荡器的引脚5上的电压为：VCO=(5/10)/(R2 R3 5/10)* Vdd(R3 R2)/10/(5(R2 R3)/10* Vdd=10/3/(6.1 10/3)* 12 61/16.1/(5 61/16.

7、1)* 12=4.237 5.173=9.41伏vt=2vt-=9.41v vt-=vt-1/3 * vdd=5.41v3.因此，当输出为高电平时，振荡器的输出频率为：f=1/(R4 R6)* C4 * ln(Vdd-Vt-)/(Vdd-Vt)R6 * C4 * LN2=1/(60000 * 0.00000075 * ln(12-5.41)/(12-9.41)50000 * 0.00000075 * LN2=147赫兹(2)当V01=0.1V时，持续时间为T2=r5c1ln2=1.0s。1.右侧振荡器的引脚5上的电压为：VCO=(5/10)/(R2 R3 5/10)* Vo1(R3 R2)/1

8、0/(5(R2 R3)/10* Vdd=10/3/(6.1 10/3)* 0.1 61/16.1/(5 61/16.1)* 12=0.0353 5.173=5.208伏vt=2vt-=5.208v vt-=vt-1/3 * vdd=1.208v3.因此，当输出处于高电平时，振荡器的输出频率为：f=1/(R4 R6)C4LN(VDD-VT-)/(VDD-VT)R6C4LN 2=1/(60000 * 0.00000075 * ln(12-1.208)/(12-5.208)50000 * 0.00000075 * LN2=214赫兹因此，警报器电路输出持续时间为1秒的214赫兹的高音频和持续时间为1

9、.1秒的147赫兹的低音频.创新部分：(1)在警笛模拟电路中，电容器C1的充放电电路中还有一个二极管YD与RP1并联，二极管电路中串联一个开关。在上述三角波产生电路中，该开关是断开的。当该开关闭合时，C1的放电时间比充电时间短得多，因为C1的放电电路电阻比充电电路电阻小得多。这样，它产生的波形不再是三角波，而是锯齿波。在锯齿脉冲的调制下，电路发出的声音将是连续的“看，看”声。我们在电路末端增加了一个发光二极管。当电源打开时，指示灯随着扬声器的高低声音闪烁红色，就像警笛一样。4.结束语课程设计的收获与经验；当我第一次听到这个话题的时候，我不知道如何开始，然后我不得不使用模拟软件来模拟它，这使得它

10、更难开始。然而，经过老师的提示、小组讨论和独立思考分析，我们抓住了课题的核心用555定时器组成多谐振荡器，产生脉冲波形来模拟声音频率的高低变化。然后，我们选择了multisim10.0作为警笛声的仿真软件，通过上网和看书，下载并安装了该软件，并简单地学会了如何使用该软件。我们设计了很多电路图，并在软件中一一模拟，因为当我开始用multisim10.0进行模拟时，遇到了很多问题，波形和声音都不理想。后来，我在软件中学习并使用了示波器等多种仪器对电路进行调试，并根据实际情况对电路中的元件参数进行了修改和调整，得到了理想的波形，这让我明白了实践应该是灵活的，这也是我在实际操作中得到并最终选择的收获之

11、一在电路图的设计过程中，对数字电路技术的知识进行了复习和强化，对555时基电路的内部结构和原理也有了进一步的熟悉。掌握了用555定时器构成多谐振荡器的方法和原理，并熟练掌握了多谐振荡器周期和频率等参数的计算。结果与仿真结果一致。这也让我明白了理论与实践的互补关系，明白了实践的成功是建立在扎实的理论知识基础上的，同时也坚定了我先学好理论知识的决心。这也是我课程设计的最大收获。总之，通过这些日日夜夜的奋斗，这门课程的设计让我受益匪浅，也让我意识到设计工作并不容易。拥有丰富的知识储备不仅是必要的，仔细思考也很重要，体力和脑力也很重要。我认为通过做这个题目，我分析和解决问题的能力有了很大的提高，并且我学会了使用multisim10.0软件进行电路设计。最后，我们要感谢老师们的帮助和训练，以及我们队友的共同努力。没有你，课程设计不会取得令人满意的结果。谢谢你的相互帮助和支持。我认为过程比结果更重要。5.参考1清华大学电子教研组编，童编. 模拟电子技术基础(第二版)M。北京：高等教育出版社，1988。2华中理工大学电子系，康光华主编. 电子技术基础数字部分(第三版)M。北京