电子专业课程设计报告基于555芯片构成的声光报警器.doc

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1、 电子技术课程设计设计报告 设计题目：基于555构成的声光报警电路 基于555芯片构成的声光报警器 目录 一、硬件电路组成 1.1、硬件组成3 1.2、电路原理图3二、555定时器声光报警电路原理.4三、主要元器件原理 主要元器件介绍4 3.1、555定时器4 3.2、蜂鸣器及其结构原理6 3.3、发光二极管8四、相关性能指标计算4.1、555（1）电容充放电时间及其频率计算.94.2、555（11）电容充放电时间及其频率计算9五、 焊接及及其输出波形 5.1、焊接及其注意事项10 5.2.、输出波形10六、元器件详单列表 11七、心得体会12八、参考文献列表.13 555定时器声光报警电路设

2、计一、 硬件组成二、 1.1、本电路包括555定时器、蜂鸣器、发光二极管等其它电子原件，焊接时需要必要的焊接工具，调试时需要示波器、电源等电子器材以及其它辅助工具。三、 1.2、电路图如下： 二、 555定时器声光报警电路原理电路由两个555多谐振荡器组成，第一个振荡器的振荡频率为2Hz时，第二个振荡器的振荡频率为1900Hz。将第一个振荡器的输出(3脚)接到第二个振荡器的复位端(4脚)。在输出高电平时，第二个振荡器振荡;输出低电平时，第二个振荡器停振。这样，蜂鸣器将发出间隙声响，还可以看到发光二极管一闪一闪，从而实现声光报警。 三、主要元器件原理主要元器件介绍3.1、555 定时器是一种模拟

3、和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如下图所示它内

4、部包括两个电压比较器，三个等值串联5K电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3，它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。下表为555定时器的逻辑功能表。输 入输

5、 出UI1UI2RDU0V状态XX00导通2/3VCC1/3VCC10导通2/3VCC1/3VCC11截止1/3VCC1不变不变3.2蜂鸣器及其结构原理蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 ；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 1压电式蜂鸣器 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。 多谐振荡器由晶体管

6、或集成电路构成。当接通电源后（1.515V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。 2 电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器 3.产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。.3.3发光二极管发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出

7、可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。 发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作

8、的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 四、相关性能指标计算 4.1两个555定时器电容充放电时间计算 555（1）、充电时间 放电时间 T2=0.7R2C1 555(11)、电容充电时间 T3=0.7(R3+R4)C2 以上R1=1K,R2=3K,R3=20K,R4=70K,C1=100uF,C2=4700pFC3=0.01uF,C4=5uF.五、焊接及输出波形5.1焊接好后的成品（详见实物图）考虑到用PCB电路板制作比较麻烦，故本次制作用万能板，焊接注意事

9、项如下：（1) 、防止触电，勿要烫伤人、电源线及衣物等。（2) 、电烙铁的温度和焊接的时间要恰当，焊锡量要适中，不要过多。（3) 、电烙铁要同时接触元件脚和万能板，使二者在短时间内同时发热达到焊接温度以防止虚焊。（4) 、切不可将电烙铁头在焊点上面来回移动，也不能用烙铁头向焊接脚上刷焊。（5) 、焊接时二极管等怕热元件应用镊子夹住元件脚使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。（6) 、焊接有插座的555芯片时先把插座焊好，再插芯片，以免损坏芯片。（7) 、对焊件要先进行表面处理，一般的焊件表面都被氧化，需要表面处理去除污迹氧化膜等，采用机械刮磨或酒精清洗。（8) 、焊点的质量焊接的好坏以焊点圆滑光

10、亮为好。 5.2实验波形555定时器的充放电的的波形及三脚的输出波形如下图所示： 六、元器件详单列表如下：类型 数量555芯片 两个电阻1K 1个电阻3K 1个电阻20K 1个电阻70K 1个电容0.01uF 两个电容100uF 1个电容4700pF 1个电容5uF 1个蜂鸣器 1个导线 若干万能板7*15 一块五伏直流电压源 一个 发光二极管 一个 七、心得体会本次课程设计让我感触最深的是做事要认真，就像上次那样，写完的心得，word竟崩溃，我不得不重新写一遍。做事要认真是因为焊板子的时候自己多次提醒不要焊错，我最终还是焊错了，快交板子的时候才发现，改的时候急死了，万一板子原来正常的改了一次

11、，蜂鸣器不响了，我拿什么交上去，还好人品不是很烂，最终还是可以正常工作的。下次做事一定要小心再小心。 做这个板子的时候觉得这个这么小这么简单，应该会很快很好的，完成，就没把这个很认真的对待，没想到最后会让我这么慌张。板子是做好了，测试应该不比焊板子简单吧，测试要用到示波器，仪器室又是好友是坏的，回来我又用软件仿真成功，我一直认为自己运气都还不错，但愿以后不要遇到坏的仪器，否则，就会很郁闷了。仪器是很好的，从这个灯的情况觉得这个频率应该就2hz左右吧，从蜂鸣器的音调可以听的出来频率是在1900hz左右的，并感觉还好，我自己证实自己做好了，其实认真一些可以做的比较好的，以后做什么事情都认真一点，我相信这个应该会做的不错的，至少成功了，这个焊板子不是很难的事情，工人做的事，也许大家都喜欢做工程师，但是从这次课程设计可以看出，要想做一个合格的工程师还是不易的，自己以后要走的路还很长。再接再厉吧，这是我对自己的鼓励。 八、参考文献及网址 1、电工电子实习教程 陈世和编著 北京航空航天大学处版社 2007.82、电子技术基础 主编康华光 副主编邹寿彬 高等教育出版社2006.13、4、