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不变
导通
截止
导通
不变
5）NE555的应用
NE555应用十分广泛，可装如下几种电路：
1。
单稳类电路
作用：
定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。
2。
双稳类电路
作用：
比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。
3。
无稳类电路
作用：
方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。
因为此实验主要应用的是单稳态电路，所以在此主要简述下单稳态电路。
单稳类电路
单稳工作方式，它可分为3种。
见图示。
第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：
“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
第3种（图3）是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。
为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。
图中列出了2个常用电路。
构成单稳态触发电路及其波形
用555定时器构成的单稳态触发电路和工作波形
（a）单稳态触发电路（b）工作波形
2．4实验原理分析
电路原理图：
集成电路NE555与C1、C2组成单稳态触发器，平时没有人触及金属片时，电路处于稳定状态，即NE555的（3）脚输出低电平，报警电路不工作。
一旦有人触及触摸片，由于人体感应电势给NE555的
（2）脚输入一个负脉冲（杂波脉冲），单稳态电路被触发翻转进入暂稳态。
NE555的（3）脚由原来的低电平跳变为高电平，该高电平信号经电阻R2使Q1导通，放大器放大推动蜂鸣器发出报警声，由于单稳态电路被触发翻转的同时，电源开始经R3对C1进行充电，约经1.1R3C1时间后，单稳电路自动恢复到稳定状态，（3）脚输出变为低电平，停止报警，电路恢复到预报警状态。
2.5元件参数
R1
R2
R3
R4
C1
C2
5M
1K
100K
1K
100U/16V
103
第三章Proteus的仿真实验
3.1Protus的软件简介
ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路。
该软件的特点是：
1.实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
2.支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：
68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、ARM7系列以及各种外围芯片。
3.提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。
4.具有强大的原理图绘制功能。
5.PCB设计以及自动布线。
特点：
支持ARM7，PIC，AVR，HC11以及8051系列的微处理器CPU模型，更多模型正在开发中，更新信息请参见网页；
交互外设模型有LCD显示、RS232终端、通用键盘、开关、按钮、LED等；
强大的调试功能，如访问寄存器与内存，设置断点和单步运行模式；
支持如IAR、Keil和Hitech等开发工具的源码C和汇编的调试；
一键“make”特性：
一个键完成编译与仿真操作；
内置超过6000标准SPICE模型，完全兼容制造商提供的SPICE模型；
DLL界面为应用提供特定的模式；
基于工业标准的SPICE3F5混合模型电路仿真器
14种虚拟仪器：
示波器、逻辑分析仪、信号发生器、规程分析仪等；
高级仿真包含强大的基于图形的分析功能：
模拟、数字和混合瞬时图形；频率；转换；噪声；失真；付立叶；交流、直流和音频曲线；
模拟信号发生器包括直流、正旋、脉冲、分段线性、音频、指数、单频FM；数字信号发生器包括尖脉冲、脉冲、时钟和码流；
集成PROTEUSPCB设计形成完整的电子设计系统。
ProteusISIS编辑环境：
图形编辑窗口
编辑窗口用于放置元器件，进行连线，绘制原理图。
预览窗口
预览窗口中，有两个框，蓝框表示当前页的边界，绿框表示当前编辑窗口显示的区域。
当从对象选择器中选中一个新的对象时，预览窗口可以预览选中的对象。
在预览窗口上单击，ProteusISIS将会以单击位置为中心刷新编辑窗口。
对象选择器窗口：
通过对象选择按钮，从元件库中选择对象，并置入对象选择器窗口，供今后绘图时使用。
显示对象的类型包括：
设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形。
状态信息条：
状态条显示当前电路图编辑状态,这些状态显示方便用户的操作。
工具栏：
ProteusISIS主窗口左端的绘图工具栏与标准工具栏的作用相似，包含添加全部元器件的快捷图标按钮，与菜单中的元器件添加命令完全对应。
通过选取主窗口的菜单项View/Toolbars可以隐藏/显示相应的工具栏。
Proteus ISIS主窗口左端的绘图工具栏与标准工具栏的作用相似，包含添加全部元器件的快捷图标按钮，与菜单中的元器件添加命令完全对应。
通过选取主窗口的菜单项View/Toolbars可以隐藏/显示相应的工具栏。
PROTEUS系统中有符号库和约30个元器件库，每个库又有许多模型，合计约8000个。
另外有关系统支持的库信息，请查看安装路径下最新的LIBRARY.PDF文件。
元件列表（The Object Selector）：
用于挑选元件（components）、终端接口（terminals）、信号发生器（generators）、仿真图表（graph）等。
举例，当你选择“元件（components）”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后（按了“OK”），该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可
在原器件库中找出CAPACITOR POL 有极性电容 ， CAP 电容，DIODE 二极管，ELECTRO 电解电容，LED 发光二极管，RES1.2 电阻，SW-SPST ?
单刀单掷开关，SPEAKER 扬声器，NPN三极管
3.2Protus仿真
一，打开Proteus的集成环境，点击文件，新建设计，根据2.2元件明细表中的元件，点击P，版面出现如下图所示，
在keywords中输入所找的元件名单，然后点击右下角的OK，元件被添加了。
二，依次放好元件，使元件摆放美观。
三，连接电路，在需要连接的元件接线处，点击左键，移动鼠标，可看到导线的出现，再在导线的另一端在另一个元件的端点处点击，从而连接了电路。
如下图所示。
3.3实验调节
在Proteus环境版面中点击左下角，如图所示
点击
，系统开始运行，如有出错，则系统将报错，点击报错处，查找出错原因，予以改正，当蜂鸣器响时，此时调试已经成功。
3.4实验结果分析：
输入信号vi为1mv，5KHZ的正弦波，调节RV1使三极管工作在放大状态。
（1）、用模拟图表观察Vi，Vo的波形。
（2）用示波器仿真的波形
第四章Protel99仿真
4.1Protel99简介
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶,能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。
因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具,而是一个系统工具,覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。
最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel（PCAD）等知名EDA公司设计文件,以便用户顺利过渡到新的EDA平台。
Protel99SE共分5个模块,分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。
以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：
◆可生成30多种格式的电气连接网络表;
◆强大的全局编辑功能;
◆在原理图中选择一级器件,PCB中同样的器件也将被选中;
◆同时运行原理图和PCB,在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络
◆既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB）,也可以进行反向注释（由PCB到原理图）,以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性;
◆满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出,GB4728国标库）;*方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE3f5）;
◆支持用CUPL语言和原理图设计PLD,生成标准的JED下载文件;*PCB可设计32个信号层,16个电源-地层和16个机加工层;
◆强大的“规则驱动”设计环境,符合在线的和批处理的设计规则检查;
◆智能覆铜功能,覆铀可以自动重铺;
◆提供大量的工业化标准电路板做为设计模版;
◆放置汉字功能;
◆可以输入和输出DXF、DWG格式文件,实现和AutoCAD等软件的数据交换;
◆智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）;
◆方便的打印预览功能,不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果;
◆独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果;
◆强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等;
◆经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法,信号完整性分析直接从PCB启动;
◆反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合;
◆专家导航帮您解决信号完整性问题。
4.2原理图
第五章组装与调试
在经过前面几个阶段的设计后，NE555触摸报警器各个模块已经设计完毕，根据总体设计时的方案框图，将各个子电路组合起来，加入信号，对电路进行总体测试。
经测试，电路可以使得蜂鸣器正常响应并，调整无误。
报警与恢复预报状态所用时间T=1.1R3*C1
第六章实物焊接
当在Proteus集成环境调试成功时，接下来，只需利用实物，按上述的实验原理在电路板上摆放好每个元件的位置，把每个元件焊接接起来。
焊接完成后，在实物板的电源正极和负极接入稳压器中，调节好合适的电压，观察发光二极管是否会亮以及蜂鸣器是否会响即可，调节实物中的滑动变阻器，控制发光二级管的亮度以及蜂鸣器的声音大小
第七章遇到的问题及解决方法
1、在Protus软件中没有找到触摸片，从而不能给电路一个脉冲信号，使得电路无法正常工作，我和我的组员经过商讨决定用一个正弦波代替触摸片，给电路一个正弦脉冲，从而使得电路正常工作。
2、Protus软件中很多元件是不能仿真的，开始时由于不了解，错误的使用了很多元件，导致电路调试不成功，后来在金老师的讲解下注意到了这一问题，从而改正了错误。
3、Protus软件中蜂鸣器不起作用，我们改用了喇叭。
4、在Protel99软件中做原理图时，由于用错了芯片，使得原理图画错，最后在同学的商讨下，搜索到了正确的NE555芯片，从而正确的完成了原理图。
5、在焊接时由于不够细心，没有看清芯片的缺口方向，从而使得焊接错误，而后花了很大的力气才得以改正。
6、由于老师给我们的电路元件中少了一个100K的滑动变阻器，我们的电路不能完全起作用，然后我们借用了其它组中相同阻值的滑动变阻器，最后调试成功。
第八章改进方法
如图所示
工作原理
IC1是时基集成电路NE555，它与R1、C1、C2、C3组成单稳态触发器。
平时没有人触及金属片M1~Mn时，电路处于稳态，即IC1的3脚输出低电平，报警电路不工作。
一旦有人触及金属片M1-Mn中任何一片，由于人体感应电势给IC1的2脚使三极管V1导通，于是V2也饱和导通，音响集成电路IC2被接通电源工作。
IC2输出的音频信号经三极管V3、V4构成的互补放大器放大后推动电动式扬声器BL发出宏亮的报警声。
由于单稳电路被触发翻转的同时，电源开始经RI对C2充电，约经1.1R1C2时间后，单稳电路自动恢复到稳定状态，3脚输出为低电平，报警器停止报警，处于预报状态。
M1~Mn可用钢片或铝片，中间钻一小孔，接到任何需要防护的金属部位。
第九章本次课程设计的收获与体会
经过长达三个星期的设计与思考，最终在Protel99和Protus软件上完成了NE555触摸式防盗报警器的模拟，其间遇到了许多问题，但最后都一一得到解决。
在整个设计过程中，我主要负责Protus软件的应用，通过自己借阅相关的书籍，我初步掌握了Protus的基本操作和调试，开拓了知识面。
在此次课程设计中，我认真学习了Protel99软件和Protus仿真软件，受益匪浅。
总体来说，实验还是比较顺利的
现将心得体会总结如下：
1.设计初期要考虑周到，否则后期改进很困难。
应该在初期就多思考几个问题，进行详细了解，选择最合适的方法动手设计。
总体设计原理在整个设计过程中非常重要，应该充分了解电路的原理。
2.设计时，多使用已学的方法，如Protel99和Protus的操作方法等，要整体考虑，不可看一步，做一步。
在整体设计都正确后，再寻求简化的方法。
3.在设计某些模块的时候无法把握住整体，这时可以先进行小部分功能的实现，在此基础上进行改进，虽然可能会多花一些时间，但这比空想要有效的多。
4.尽可能使电路连线有序，模块之间关系清楚，既利于自己修改。
5.很多难点的突破都来自于与同学的交流，请教于老师，交流使自己获得更多信息，所以不要怕去问问题。
6.应该有较好的理论基础，整个实验都是在理论的指导下完成了，设计过程中使用了许多理论课上学的内容，如NE555芯片功能等。
本次设计把理论应用到了实践中，同时通过设计，也加深了自己对理论知识的理解和掌握。
第十章致谢信
本次实验是在金信鸿老师的悉心指导下完成的。
金老师治学态度严谨，在此次实验中给我的帮助很大，使我受益匪浅，在此，谨向尊敬的老师致以诚挚的谢意！
同时还要感谢我的组员们，在我们的共同努力下我们成功的完成了此次实验，从而得到了很多宝贵的经验
刘玮
07081124
二00九年十二月十八日
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