声光呼叫器的制作毕业论文.doc
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1、声光呼叫器的制作摘要摘要:通过对555电路、功放电路、报警电路的分析,制作了简易的声光呼叫器。本文中对声光呼叫器的设计原理、功能电路的作用、元器件的选择、电路的调试等环节进行了阐述。以及对声光呼叫器的使用作了介绍,对相关重要的元器件进行了详细的说明,对相关元器件的识别与检测方法作了详细介绍。关键词:555电路、功放电路、报警电路、HFC9561、声光呼叫器Abstract英文摘要:The 555 circuit, amplifier circuit, alarm circuit analysis, produced a simple acousto-optic calling device.
2、The acousto-optic calling device design principles, functional circuit functions, components selection, circuit debugging etc undertook elaborating. As well as the acousto-optic calling device use was introduced, the important components in detail, the related components of the identification and th
3、e detection method was introduced.Keywords: The 555 circuit, amplifier circuit, alarm circuit, HFC9561, acousto-optic calling device目录摘要1目录2前言.3第一章 设计原理简介.4第二章 主要功能电路分析.5第三章 元器件的选择.6第四章 电路板的制作与电路调试.7总结.8致谢.9参考文献.10前言 随着社会的不断发展和人们物资生活水平的不断提高,人们对自己的保健状况提出了更高的要求,保健医疗器械的日益小型化和普及化正应了社会的发展需求。声光呼叫器是一款简易报警装
4、置,病患者在无人处疾病突然发作倒地时,需要及时呼救。如果病人身上带有本文介绍的声光呼叫器,一旦急病突发,摔倒在地,本呼叫器就会发出报警声,通知周围的人给予最及时的抢救。第一章 设计原理简介1.1工作原理图1表示该声光呼叫器的电路原理图。它包括姿势测定开关、单稳态触发电路、呼叫声发生器和功放电路。平时,水银开关Hg直立着,其中触针a,b未接通,IC1的脚电位高于2/3电源电压,这时IC1处于复位状态,而它的脚输出低电平,因此音响发生器电路IC2没有电源不工作,整机处于等待状态。一旦病人突发急病,栽倒在地,造成水银开关Hg横卧,使触针a,b通过导电的水银而接触,这时,IC1的脚电平立即变为零,于是
5、IC1触发置位,而IC1的脚由低电平变为高电平,音响集成电路IC2获得电源而工作,发光二极管LED1和LED2闪光(闪烁的周期为0.35 s)。由IC2 O/P端输出的音频信号经VT1和VT2放大后,推动扬声器Y发出宏亮的声音呼唤人们抢救。第二章 主要功能电路分析2.1报警电路IC2选用集成电路HFC9561(如3.1所示),此集成块具有KD9561的四种模拟声功能,还具有驱动两只发光二极管的端子,因此在发出音频信号的同时,还能驱动两只发光二极管(LED1和LED2)以0.35 s的周期闪光。 Osc1 Osc2 HFC9561 End o/p Vdd 2.2 555电路及应用2.21 555
6、电路的引脚是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元件便可构成各种脉冲产生、整形电路,如施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。性能及特点:双极型 (TTL)电源: 4.5 16 V单极型 (CMOS)电源: 3 18 V带负载能力强2.22 555电路的工作原理555电路又称时基电路,它是一种将数字电路和模拟电路结合制作在同一片硅片上的混合集成电路。555电路的简单化结构图如下:它的内部有两个电压比较器C1和C2 、一个基本RS 触发器、一个晶体管和三个电阻组成的分压器。各引脚的功能如下:555123487651 为接“地”端。2 为低电平触发端。当 2 端的输入电压高于1/3Vcc时,C
7、2 的输出为1;当输入电压低于1/3Vcc时,C2 的输出为0,使基本RS 触发器置1。3 为输出端。最大输出电流达200mA,由此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。4 为复位端。由此端加负电平可使555电路直接复位,输出为低电平。5 是电压控制端。在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。不用时,经0.01mF 的电容接“地”,以防止干扰的引入。6 为阈值端TH。当U TR大于U REF1时引起触发。 7 为放电端 D。也可以作为集电极开路输出端使用。8 为正电源端,CMOS555电路可以采用3至18V的单电源工作,可以与其他运算放大器和电路共用电源。555电路应用广泛,它可以
8、构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等既经济又简单实用的器件。223 555电路的应用实例1. 构成无稳态振荡器+_+_Q5KW5KW5KW8452713C1C26TSRUREF1UREF2 uc1 uc20.1mF+VCCR1R2uC该电路的工作原理为:当电源接通时,它经R1和R2对电容充电,当uC上升到略高于2/3Vcc时,比较器C1的输出为0,将触发器置0,uo为0,晶体管V导通,电容器通过R2和晶体管放电,使uC下降。当uC下降略低于1/3Vcc时,比较器C2的输出为0,将触发器置1,uo又由0变为1。由于非Q=0,晶体管V截止,VCC又经R1 和R2 对电容充电。如此重复上述过
9、程, 在输出端就得到了矩形脉冲。2. 构成施密特触发器(滞回比较器)将555电路的2脚和6脚连接到一起作为输入端,5脚通过0.1uF的电容器接地,4脚和8脚相连接正电源,就构成了施密特触发器。3. 构成单稳态触发器单稳态触发器的特点:(1)只有两种状态: 稳态和暂稳态;(2)外来触发(窄)脉冲使: 稳态暂稳态稳态;(3)暂稳态维持一端时间之后又自动返回到稳态;(4)暂稳态持续时间仅取决于电路参数, 与触发脉冲无关。单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充、放电过程来维持的。单稳态触发器分为积分型和微分型两种。由555电路构成的单稳态触发器电路如下图所示:+_+_Q5KW5KW5KW845271
10、3C1C26TSRUREF1UREF2 uc1 uc20.1mF+VCCR1uCuIuo该电路是利用电阻和电容构成积分电路来延时的。工作原理如下:(1)当电源接通后,无论电路原来处于什么情况,均会自动进入稳定状态。(2)当在输入端加一个触发脉冲时,由于UTR UREF2, 所以比较器C2的输出uc2变成低电平,u0变成高电平,(3)当电容器的电压上升到UC= UTH= UREF1时,比C1较器C1的输出uc1变成低电平,晶体管V导通,电容器通过晶体管放电,使得UTR UREF1,此时非R=非S=1,触发器保持原态不变,电路重新进入的稳定状态。 电路的工作波形如下图:其中输出脉冲宽度tw,tw
11、= RCln3 =1.1RCuIVCC0uC02VCC/ 3VCCuOtw单稳态触发器常用于脉冲整形和定时控制等方面。2.3 功放电路2.31功放电路的简介简称“功放”,作用是放大调音台或周边设备(信号处理设备)送来的低电平音频频信号,使它的输出功率足以驱动配接的扬声器负载。现有的音频功率放大器都是以线性放大为基础的模拟类功放,即把连续变化的音频信号(称为模拟信号)直接进行线性放大。所用的放大器件为电子管和双极晶体管(即NPN和PNP型半导体晶体管,简称晶体管)两类。按功放静态工作点的设置又可分为A类放大、A/B类放大和C类放三种。2.32功放的基本原理图2.33 功放电路的工作原理功放的工作
12、原理其实很简单,就是将音源播放的各种声音进行放大,以推动音响发出声音。从技术角度看,功放好比一台电流的解制器。它将交流电转变成直流电,然后受音源播放的声音信号控制,将不同大小的电流,按照不同的频率传输给音响,这样音响就发同相应大小、相应频率的声音了。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能,不同的功能放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。第三章 元器件的选择3.1元件选择IC1选用时基集成电路NE555,LM555,A555或5G1555等。IC2选用集成电路HFC9561,此集成块具有KD9561的四种模拟声功能,还具有驱动两只发光二极管的端子,因此在发出
13、音频信号的同时,还能驱动两只发光二极管(LED1和LED2)以0.35 s的周期闪光。VT1要求= 100,可采用9013,9014,3DG12等。VT2要求=50,且穿透电流尽可能小。Y采用45mm的电动扬声器。水银开关宜用市售成品,若无,也可自制,也可用稀释的盐水代用。3.2电容3.21 基础知识 电容器是一种储能元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延 时。电容器通常叫做电容。 按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃 釉电容等。3.22电容的主要性能指标 标称容量和允许误差:电容器储存电
14、荷的能力,常用的单位是F、uF、pF。电容器上标有的电容数是电容 器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差 的等级见表 2。常用固定电容的标称容量系列见表3。一般,电容器上都直接写出其容 量,也有用数字来标志容量的,通常在容量小于10000pF的时候,用pF做单位,大于 10000pF 的时候,用uF做单位。为了简便起见,大于100pF而小于1uF的电容常常不 注单位。没有小数点的,它的单位是pF,有小数点的,它的单位是uF。如有的电容上 标有“332”(3300pF)三位有效数字,左起两位给出电容量的第一、二位数字,而第 三位数字则表示在后加 0的个数,单位
15、是pF。额定工作电压: 在规定的工作温度范围内,电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就 是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意所加的交流 电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的固定电容工作电压有 6.3V、10V、 16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。3.23 电容的选用常识 电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中,电容的耐 压值不要小于交流有效值的 1.42倍。使用电解电容的时候,还要注意正负极不要接反。 不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电
16、容,隔 直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波可以选用电解电容,旁路 可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。 电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象,并且核对它的电容 值。安装的时候,要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到,以便核实。3.3电容器检测的一般方法3.31固定电容器的检测A 检测10pF以下的小电容 。因10pF以下的固定电容器容量太小,用万用表进 行测量,只能定性的检查其是否有漏电,内部短路或击穿现象。测量时,可选用万用 表 R10k挡,用两表笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大。若测出阻值(指 针向右摆动)为零,则说明电容漏电损坏或内部击穿。
17、 B 检测10PF001F固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏。万用表 选用 R1k挡。两只三极管的值均为100以上,且穿透电流要小。可选用3DG6等型 号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极 e和集电极c相 接。由于复合三极管的放大作用,把被测电容的充放电过程予以放大,使万用表指针 摆幅度加大,从而便于观察。应注意的是:在测试操作时,特别是在测较小容量的电 容时,要反复调换被测电容引脚接触 A、B两点,才能明显地看到万用表指针的摆动。C 对于001F以上的固定电容,可用万用表的R10k挡直接测试电容器有 无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大
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