变音警笛的设计论文Word格式文档下载.docx

1、这种电路主要由声控放大电路、单稳态触发器电路、报警电路组成，设计利用压电陶瓷片作为声传感器获得信号并将其转换为电压信号，经场效应管放大后触发由NE555集成芯片构成的单稳态触发器和多谐振荡器,输出电压驱动蜂鸣器工作。经过调试，实现课程要求。 近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。由于声控

2、报警器体积小，灵敏度高具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。声控报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。其中包括脚步触发报警器，汽车报警器，声控语音报时钟，“声控灯”等符合现在人们提倡的节能意识的产品更是受到现代人的青睐。此外，其价格低廉、技术性能稳定等特点也受到广大用户和专业人士的欢迎。第二章 总体设计2.1 背景 这几年随着改革开放的不断深入以及我国经济的迅猛发展，人民的生活水平有了很大的提高。各种贵重物品以及高档家电产品为越来越多的家庭所拥有，并且人们手中尤其是城市居民的积蓄数额也十分可观。因此，越来越多的家庭对财产安全问题十分关心。目前，许多

3、家庭都使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生产一种廉价、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。为此，提出“双路防盗报警器”的设计任务,该报警器适用于家庭防盗，也适用于中小企业事业单位。其特点是灵敏、可靠，一触即发，可以立即报警；也可以延时1-35秒再报警，以增加报警的突然性与隐蔽性。报警时除可以发出类似公安警车的报警声之外，两只警灯还可以同时交替闪亮，增加对犯罪分子的威慑气氛。2.2 电路原理图2.3技术特点由555时基集成电路与R4、C3组成的单稳态触发器，受低电平或脉冲下降沿的触发而翻转。平时，IC 1的3脚输出低电平。当声传感器受到触发后输

4、出脉冲信号并经VT1放大后由漏极D输出时，输出脉冲的下降沿将单稳态电路触发并使其翻转，3脚输出高电平。IC1翻转后，电路进人暂稳态，电源通过R4向C2充电，充电时间约2min。2min后，C3充电电压升高到6脚的阀值电平，触发器自动翻转，3脚恢复低电平，电路进人稳态。报警声发生电路是一个由555时基集成电路组成的多谐振荡器，受总复位端4脚的控制而工作。平时由于IC1的3脚输出低电平，振荡器不工作，当IC1输出高电平时，振荡器开始工作，发出报警声。多谐振荡器的振荡频率由R5、R6与C4的数值决定，本电路约为4. 8kHz。调整R5、R6及C4的数值，可得到所需要的振荡频率和报警声。图中IC 1、

5、IC2可选用NE555 NE555或用一只556来代替两只555。 场效应三极管选用8550或V40AT型场效应管。第三章 芯片介绍3.1 555芯片说明 555时基集成电路是一个把模拟电路和数字电路组合而成的混合电路，它将模拟功能与逻辑功能整合在一片独立的集成电路上，极大的拓宽了模拟集成电路的应用范围。555被广泛用于各种各样的计时器，脉冲发生器和振荡器等场合。凭借着模数结合的优势，555可以独立构成多种功能电路，且精度非常高，能够产生精确的时间延迟和振荡。时基集成电路的设计构想是在1970年由Hans R.Camenzind和Jim Ball提出的。设计原型经过测试，被移植到Monochi

6、p模拟阵列，由Wayne Foletta和Qualidyne Semiconductors的工程师们进行具体设计。事后，Signetics公司接管了他们的设计并开始投入生产，正式量产的第一批555集成电路于1971年面世。根据应用范围又把555按编号细分为两个级别：商用级的NE555，温度范围0+70和军用级的SE555，温度范围-55+125。555时基集成电路的封装分为两种形式：高可靠性的金属罐式8脚封装（T封装）和低成本的环氧塑料8脚双列直插式封装（V封装）。封装号后缀在元件编号后面，因此Signetics公司生产的555按全编号分别为NE555V、NE555T、SE555V和SE555

7、T。这些元件编号对于业余应用来说，可以不必太过深究，但是若要把元件用在重要场合，从设计的环节就需要仔细考虑了。E555 （Timer IC）大约在1971由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电，尽管近CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前可直接的代用。NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是

8、相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号。3.2 芯片的由来555名称的由来，按照很多技术文章的说法，555时基集成电路的3个“5”，是源自它电路基片上的三个误差极小的5k电阻构成的基准电压电路。555的等效电路图如图1所示，从图1中可以清晰的看到R7、R8、R9这三只5k的基准电阻，以串联的方式接在电源正极与地之间。但是它的设计者Hans R.Camenzind曾明确表示，这个数字完全是随机得来的，设计者本人也没有给他设计的这个电路起过名字。事实

9、上，它只是碰巧被生产它的Signetics公司编入了它们的5-X-X系列线性器件家族中，第一个5代表Signetics公司的5系列线性器件一族，后面两个5则是顺延的元件编号。Signetics公司后来被Philips公司收购，但是Philips和之后的其他各家芯片制造商都无例外地在它们的元件编号中保留了“555”这三个数字。根据各家制造商生产工艺的不同，标准的555时基集成电路在其硅芯片上包含有20个左右的晶体管、2个二极管和15个电阻。常见的555为塑封8脚双列直插式封装，这个封装的英文缩写为DIP8。555的引脚排列如下图2，芯片为引脚朝下，自缺口处逆时针起为18脚。此外，555还有两个扩

10、展型号：二合一的14脚双列直插塑封双时基集成电路556；四合一的16脚双列直插塑封四时基集成电路558。3.3 引脚功能对照图1的等效电路，标准555时基集成电路的8个引脚名称见图2，各自的用途如下。各脚功能-管脚图Pin 1 GND（接地） -地线（或共同接地） ，通常被连接到电路共同接地。Pin 2 TRIG （触发点） -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。Pin 3 OUT （输出） -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出

11、电流大约200 mA 。Pin 4 RESET （重置） -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。Pin 5 CTRL （控制） -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。Pin 6 THR （重置锁定） - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。Pin 7 DIS （放电） -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为

12、高阻抗。Pin 8 Vcc （V +） -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特（最小值）至+16伏特（最大值）。参数功能特性： 供应电压4.5-18V 输出电225mA （max） 供应电3-6 mA 上升/下时间100 ns3.4 555的特点555时基集成电路电路的特点主要体现在以下几个方面。1只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。2电源适应范围大，它的输出电平及输入触发电平，可与TTL，CMOS等逻辑电路的高、低电平匹配。也可以和模拟运算放大器、运算放大器共同组成某些功能和特性不同的模块电路。在计算机诞

13、生的早期，NE555曾被用于苹果型和IBM计算机的输入设备。还有一个鲜为人知的故事，在20世纪70年代，555刚诞生的时候，曾被黑客用来破解早期的电信系统的长途电话交换机BLUE BOX。由此也可以看出这块小芯片的威力。3输出电流大，可直接推动小喇叭、电机、继电器等多种负载。非常适合用在自动控制电路中。4计时精确度高、温度稳定度佳，价格便宜。由于555时基集成电路使用方便，价格低廉，稳定性好。自其诞生之日起，直至今日，虽然已经过了40个年头，但是这片集成电路仍然在各种场合被广泛的使用着。保守估计，全球各家芯片制造商每年制造的555集成电路大概在1亿片左右。3.5 芯片三种工作模式：1单稳态模式

14、。在这种模式下，555作为“一次性”脉冲发生器使用。应用范围包括计时器、脉冲丢失检测、触摸开关、分频器、电容测量、脉冲宽度调制、速率检测等。2非稳态模式。用途包括LED和灯闪光灯，脉冲生成，逻辑时钟，安全报警，脉冲位置调制等。3双稳态模式或施密特触发器模式。如果DIS脚悬空，555可作为触发器使用。用途包括比较器、锁存器、反相器、方波输出及整形等。3.6 各家生产的555时基集成电路表2总结了各大芯片制造商生产的众多型号，引脚兼容的555时基集成电路，包括CMOS版本，方便电子爱好者查阅。3.7 多谐振荡电路电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出V

15、o为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T10.7（R1+R2）C；暂稳态的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T20.7R2C。因此，振荡周期T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C，振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比，由上述条件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2R1，则D1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。 第四章 附件4.1程序流

16、程图 4.2 面包版图4.3装配图 4.4材料清单Part Type元件类型Designator元件序号Footprint元件封装10uFC2RB.2/.32.2uFC3500R6AXIAL0.3120KR218KR14.7KR450KR3R54.7uFC18550Q1TO-92A0.01uFC5RAD0.1100uFC4NE555U2DIP8U1SPEAKERLS1SIP2第五章 总结5.1总结现代的社会是信息的社会，很多与人们生活紧密相关的产品都是电子产品比如决定现代社会发展方向的电脑以及几乎每个同学都拥有的收音机等等无不说明电子产品的重要性。学会的软件如proteus，并对可编程逻辑器件的应用和开发的设计思想有了更进一步的了解和掌握5.2参考文献1.秦曾煌，电工技术，高等教育出版社.2011.112.张晓东，报警集成电路和报警器制作实例 ，北京人民邮电出版社，2001.43 综合电子论坛4电子电路图站5中国电子技术论坛