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***大学《数字电子技术》课程设计题目救护车鸣笛及闪灯学生姓名专业班级学号院（系）指导教师目录1 课程设计的目的 (1)1.1 概述 (1)1.2目的 (1)2 课程设计的任务与要求 (2)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (2)3 设计方案与论证 (2)3.1提出方案一 (2)3.2方案论证 (5)4 设计原理及功能说明 (5)4.1 电路原理 (6)4.2功能说明 (7)5 单元电路设计 (8)5.1单元电路介绍 (8)5.2 相关性能指标计算 (9)5.3 Multisim 11.0软件仿真 (10)6 硬件制作与调试 (10)6.1硬件制作过程 (10)6.2硬件测试 (11)7 总结 (12)参考文献 (14)附录1：总体电路原理图 (15)附录2：元器件清单 (16)1 课程设计的目的1.1概述警示灯在我们日常生活中用处非常广泛，例如：警示灯一般用在维护道路安全，通常是用在警车﹑工程车、消防车﹑急救车﹑防范管理车﹑道路维修车﹑牵引车﹑紧急A/S车、机械设备等开发。
在我们日常生活中和工农业生产中 ,有好多情况下 ,需要安装警示灯或标志灯 ,以提醒人们注意。
例如 ,道路施工时 ,需在施工现场挂上红色安全警示灯 ,以确保行人和行车的安全。
高层建筑物的顶端按有关的规定必须设置红色警示灯 ,以确保飞机安全飞行。
为引起大家注意 ,在一般情况下 ,多采用红色的警示灯 ,且最好能发出闪烁光。
但有时后在某些情况下又不需要其工作,比如某些大型的器物，白天很明显，只需在夜间提醒人们注意。
闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛，主要是起到警示的作用，本次设计是闪烁警示灯，主要利用的是多谐振荡器的原理，多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。
1.2目的此次设计就是设置一种闪烁警示灯，利用NE555定时器的原理，设置一种可以掩延时的警示装置，主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。
救护车报警警笛电路一、设计要求模拟救护车报警警笛的间歇声音，并伴有警灯闪亮显示。
二、设计方案分析与选择1.设计思路：用555设计一个多谐振荡器提供时钟信号，输入计数器使得计数器进行计数，在计数器的输出端接两个数据选择器选择不同等输出状态，使得灯泡显示不同的亮灭情况和扬声器间歇发出声响从而达到设计目的。
2.三、工作原理1.用555接成的多谐振荡器。
连接图如下图所示，接示波器观察，其波形如下图所示：通过改变电阻电容的数值可得到不同的输出信号，上图中的参数可据公式： 振荡周期：121)2(7.0C R R T +=振荡频率：121121)2(43.1)2(7.011C R R C R R T f +≈+== 通过改变电阻电容的数值可得到不同的输出信号，下图中的参数可据公式：振荡周期：121)2(7.0C R R T +=振荡频率：121121)2(43.1)2(7.011C R R C R R T f +≈+==图a 图b 2.计数器由第一部分图A 产生的始终信号从计数器的CLK 端输入，计数器会通过计数输出000—111八种不同的状态，供数据选择器选择。
3.数据选择器图d当计数器在时钟脉冲的输入下产生（000--111）八种状态循环时，数据选 择器会对这八组数据进行选择。
数据选择器X 1对输000--011—100--101--111 ;进行数据选择器X 2对输入的 001—011--101--111 进行选择，数 1.2把所选择来数据分别接到负 载灯X 1、X 2上给出不同的输入状态， 对应的X 1、X 2显示不同灭 情况,使得X 1、X 2交替并以持续时间在两秒以内发亮。
四、设计电路电路开始工作时，由图A的多谐振荡器产生时钟信号输给图B的计数器，经过计数器计数产生的八个状态输入图C的数据选择器，经过数据选择器的选择给灯泡输入不同的状态，从而出现不同的亮灭情况。
五、设计总结在网上查资料得到的结论是这个设计题目很简单，但是我却无法下手，只能按着建议，找到各种相关教材，开始复习学过的知识，渐渐的开始把这个设计的一些板块做出来。
总成绩：一、设计题目救护车音响电路二、设计任务设计一个救护车音响电路，并进行模拟仿真。
三、设计要求①采用两个555时基电路组成两个多谐振荡器。
②第一个时基电路产生低频振荡，振荡频率为0.9~14.4HZ，第二个时基电路产生振荡频率约为700HZ，使扬声器发出呜呜的声音。
③用示波器观察振荡波形。
④写出设计总结报告四、设计内容1.①采用两个555时基电路组成两个多谐振荡器。
②第一个时基电路产生低频振荡，振荡频率为0.9~14.4HZ，第二个时基电路产生振荡频率约为700HZ，使扬声器发出呜呜的声音。
2.电路原理图3.计算与仿真分析f =取C1=10uF，RA1=10k欧，RB1=5k欧取C2=0.1uF, RA2=10K欧，RB2=5K欧仿真：低频高频多谐振荡五、设计环境Proteus六、仪器设备及元器件EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台直流稳压电源一台双踪示波器一台数字万用表一块2个555芯片，两个10K欧电阻，两个5K欧电阻，一个10uF电容，一个0.1uF电容，一个100uF电容，一个扬声器，导线若干。
七、调试流程1．挑选芯片、电阻、电容等元件，并测量电阻实际阻值；2．连接电路，打开电源，听扬声器的发声情况；3．用示波器分别测量低频振荡电路和高频振荡电路的频率；4．调整各电阻阻值，各个振荡电路频率符合要求，并且扬声器发声合格；5．测量各个电阻的实际阻值，记录各元件参数振荡电路波形参数；6．关闭电源，整理实验台。
八、调试后实际参数及现象（1）．调试该电路时实际参数为：R1=9.826k欧，R2=4.5662k欧，R3=9.814k欧，R4=5.203k欧，低频振荡频率=6.172Hz高频振荡频率=884.9Hz符合实验要求（2）波形占空比对发声效果影响较大，适当增大占空比可以使发生效果更佳。
九、设计总结本设计使用两个555时基电路，第一个时基电路产生低频振荡，振荡频率为0.9~14.4HZ，第二个时基电路产生振荡频率约为700HZ，使扬声器发出呜呜的声音。
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数字电子电路分析与应用
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附图1.7.6 多谐振荡电路输出仿真波形
1.7.4 救护车警笛电路的仿真
本仿真用2个555定时器构成多谐振荡器，其中一个555产生低频信号来调制另一个555产生高频的救护车警笛电路。
1．元件以及仪器清单和选取途径
电源和地：Place Sources→V CC；
Place Sources→DGND。
电容：Place Basic→CAPACITOR→100nF（1个）；
Place Basic→CAPACITOR→10nF（1个）。
Place Basic→CAPACITOR→1nF（1个）。
Place Basic→CAPACITOR→2nF（1个）。
Place Basic→RESISTOR→5.1kΩ（3个）。
Place Basic→RESISTOR→10kΩ（1个）。
定时器555的选取：Place Basic→Mixed→TIMER→LM555CN（2个）。
双通道示波器（用于观察电路的波形）：单击虚拟仪器中的双通道示波器图标
2．连接电路
将各个元件按照正确的位置摆放好，并连接好电路图，如附图1.7.7所示。
调节定时元件R1、R2、C1使得第一个555输出的振荡频率为低频，调节R3、R4、C2使得第二个555输出的振荡频率为受第一个555的调制。
由于低频振荡器的输出端接到了高频振荡器的复位端，所以当U1的输出电压为高电平时，振荡器U2工作；而U1的输出电压为低电平时，振荡器U2停止工作；此时若输出接扬声器则会发出“呜……呜……”的响声。
一、 设计方案该电路主要通过两片555定时器模拟救护车扬声器发声电路，输出周期性变化的高频信号和低频信号，驱动扬声器发出高音低音周期交替的警报声。
将两片555定时器分别连接成多谐振荡器，其中555（1）的作用是控制高频声音和低频声音的持续时间，其输出Vo1是555（2）的控制电压；555（2）的作用是控制高低音的频率，作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。
二、 技术原理1．555定时器器件特性555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
集成时基电路555的电源电压范围较宽，可在5~16V 范围内使用（TTL 型，若为CMOS 型的555芯片，则电压范围可在2~18V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。
双极型时基集成电路最大的灌电流和拉电流都在200mA 左右，因而可直接推动TTL 或CMOS 电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。
集成555定时器有双极性型和CMOS 型两种产品。
它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
其主要参数见表1.1.基于以上对555定时器参数及性能的分析，认为以555定时器搭建的电路能够驱动小功率扬声器发音，选择适当的外部电阻电容等器件与555定时器配合使用能够使此设计得以实现。
2.555定时器内部结构及工作原理1> 内部结构：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图1和图2所示。
V i1（TH ）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH 。
V i2（TR ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR 。
V CO ：控制电压端。
V O ：输出端。
Dis ：放电端。
Rd ：复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R 组成的分压网络，产生31V CC 和32V CC 两个基准电压；两个电压比较器C 1、C 2；一个由与非门G 1、G 2组成的基本RS 触发器（低电平触发）；放电三极管T 和输出反相缓冲器G 3。
数字电路课程设计报告姓名;王开举班级：20100521学号：2010052110设计项目名称：救护车扬声器发生系统一 设计方案该电路主要通过两片555定时器模拟救护车扬声器发声电路，输出周期性变化的高频信号和低频信号，驱动扬声器发出高音低音周期交替的警报声。
将两片555定时器分别连接成多谐振荡器，其中555（1）的作用是控制高频声音和低频声音的持续时间，其输出Vo1是555（2）的控制电压；555（2）的作用是控制高低音的频率，作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。
二. 技术原理1．555定时器器件特性555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
集成时基电路555的电源电压范围较宽，可在5~16V 范围内使用（TTL 型，若为CMOS 型的555芯片，则电压范围可在2~18V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。
双极型时基集成电路最大的灌电流和拉电流都在200mA 左右，因而可直接推动TTL 或CMOS 电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。
集成555定时器有双极性型和CMOS 型两种产品。
它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
其主要参数见表1.1.基于以上对555定时器参数及性能的分析，认为以555定时器搭建的电路能够驱动小功率扬声器发音，选择适当的外部电阻电容等器件与555定时器配合使用能够使此设计得以实现。
2.555定时器内部结构及工作原理1> 内部结构：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图1和图2所示。
V i1（TH ）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH 。
V i2（TR ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR 。
V CO ：控制电压端。
V O ：输出端。
Dis ：放电端。
Rd ：复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R 组成的分压网络，产生31V CC 和32V CC 两个基准电压；两个电压比较器C 1、C 2；一个由与非门G 1、G 2组成的基本RS 触发器（低电平触发）；放电三极管T 和输出反相缓冲器G 3。
实训三555模拟救护车警铃
一、电路说明
本电路是用NE555集成电路接成两个多谐振荡器，模拟救护车警铃电路。
定时元件R1、R2、C1使振荡器1的频率约为1Hz，R3、R4、C3使振荡器2的频率约为460Hz。
因为振荡器1的输出电压u O1接到振荡器2中555定时器的复位端(4号脚)，当u O1为高电平时振荡器2振荡，u O1为低电平时555定时器复位，振荡器2停止振荡，扬声器便会发出呜…呜…的间隙声响。
二、电路参数
本电路电源电压为4-9V，可采用三节1.5V电池（4.5V）供电。
三、材料清单
四、PCB布线规则建议
（1）关闭DRC Error Markers。
（2）线宽建议1.5mm（60mil）以上，不小于0.5mm（20mil）。
（3）线间距不小于0.5mm（20mil）。
（4）可放置敷铜。
（5）放置字符串：学号最后两位+名字拼音第一个字母+项目序号。
例如：66号张三同学做实训三，应在电路板焊锡面放置字符串“66ZS03”（按x键翻转为镜像）。
五、钻孔说明
（1）2P接线端子钻孔1.0mm；
（2）DIP8 IC插座、PIN2排针钻孔0.8mm；
（3）其它器件钻孔0.6mm。
设计报告课题名称: 模拟救护车声响电路学院：专业班级：电子信息工程072班学号：学生：指导教师：教务处2010年12月30日1．2、555定时器的电路结构和逻辑功能1．2．1、电路结构和逻辑功能图1 555定时器的内部电路结构和引脚图图1为555时基电路的电路结构和8脚双列直插式的引脚图，由图可知555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输出缓冲器5个部分组成。
它的各个引脚功能如下：1脚：GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5～16V，CMOS 型时基电路VCC的范围为3～18V。
一般用5V。
3脚：OUT（或Vo）输出端。
2脚：TR低触发端。
6脚：TH高触发端。
4脚：R是直接清零端。
当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：CO(或VC)为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：D放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。
电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。
比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。
高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信号。
基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器C1、C2基准电压分别为2/3Vcc，1/3Vcc 的情况下，555时基电路的功能表如表1示。
一、设计目标在电子技术课中我们学到了许多有关电子技术方面的知识，其中我们学到了555芯片的原理与功能，那些只是书本上的理论知识，我们没有将这些所学的知识应用到实践中去，不能说明我们对555芯片已经熟知，所以通过此次的设计我们要对555芯片的内部结构及其级联等方面的应用有更深层次的了解。
比如应用一个555芯片可以带动扬声器发出声响，但这种声响声音单一，发音效果不太好听。
此次课程设计不仅为了提高我们对555芯片的认识，也是为了拓宽我们的知识面，提高综合素质二、救护车声响电路原理图三、基本原理555 定时器是模拟—数字混合式集成电路，利用它可以方便地构成脉冲产生、整形电路和定时、延时电路。
具有功能强，使用灵活、方便等优点，在数字设备、工业控制、家用电器、电子玩具等许多领域都得到了广泛的应用。
1、构成单稳态触发器电路如图9、2所示，接通电源→电容C充电（至2/3Vcc）→RS触发器置0→V0=0，T导通，C放电，此时电路处于稳定状态。
当2加入VI<1/3Vcc时，RS触发器置1，输出V0=1，使T 截止。
电容C开始充电，按指数规律上升，当电容C 充电到2/3Vcc时，A1翻转，使输出V0=0。
此时T又重新导通，C很快放电，暂稳态结束，恢复稳态，为下一个触发脉冲的到来作好准备。
其中输出V0脉冲的持续时间tw=1.1RC,一般取R=1kΩ--10MΩ，C>1000PF,只要满足VI的重复周期大于tp0 ,电路即可工作，实现较精确的定时。
图9、3 单稳态触发器图9、4 多谐振荡器2、多谐振荡器电路如图9、4所示，电路无稳态，仅存在两个暂稳态，亦不需外加触发信号，即可产生振荡（振荡过程自行分析）。
电容C在1/3Vcc--2/3Vcc之间充电和放电，输出信号的振荡参数为：周期T=0.7 C(R1+2R2)频率f=1/T=1.44/(R1+2R2)C,占空比D=( R1+R2 )/( R1+2R2)。
555电路要求R1与R2 均应大于或等于1kΩ ，使R1+R2 应小于或等于3.3MΩ。
XXXXXX大学
课程设计救护车发声电路的设计
班级 / 学号 XXXXXXXXXX
学生姓名 XXX
指导教师 XXX
XXXXXX大学
课程设计任务书
课程名称数字逻辑课程设计
院（系）计算机学院专业计算机科学与技术
班级 XXXXXXXX 学号 XXXXXXXX 姓名 XXX
课程设计题目救护车发声电路的设计
课程设计时间: 2010 年 7 月 5 日至 2010 年 7 月 14 日
课程设计的内容及要求：
一、设计说明
设计一个救护车的发声电路。
二、技术指标
高音为1000Hz，低音为400Hz。
三、设计要求
1. 在选择器件时，应考虑成本。
2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
四、实验要求
1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料
1．沙占友、李学芝著. 中外数字万用表电路原理与维修技术.[M]北京：人民邮电出版社，1993年
2．童诗白、华成英主编者. 模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年
3．戴伏生主编. 基础电子电路设计与实践. [M]北京：国防工业出版社，2002
年
4．谭博学主编. 集成电路原理与应用. [M]北京：电子工业出版社，2003年六、按照要求撰写课程设计报告
指导教师年月日
负责教师年月日
学生签字年月日
成绩评定表
一、概述
本次设计是一个基于555原理的发声电路，能发出救护车声音。
设计中的发声电路要有脉冲信号源，以及能够产生高频信号的振荡器把音频信号运载出去，我在这一点的设计上采用的是两个555时基集成电路接成振荡电路。
该电路是由一个555产生低频输出送给第2个555高频输出，通过给出的频率换算电路中各电阻的值产生人的耳朵能接受的频率范围（20~20000Hz），使扬声器发出“滴答、滴答”的声响。
二、方案论证
按照设计要求，本次设计是模仿救护车声的电路，要有脉冲信号源以及能产生高频信号的振荡器把信号运载出去，我在这一点的设计上提出了一下两种不同的方案：方案一：
方案一原理框图如图1所示。
图1 方案一电路的原理框图
方案二：
如图2所示：用555定时器组成的多谐振荡器作为脉冲信号源，产生低频信号，用555定时器组成多谐振荡器，产生高频信号，用来运载音频信号，即低频信号，输出接扬声器，是扬声器模拟救护车声响。
用555定时器组
信号运载及发声成的多谐振荡器
作为低频脉冲信
部分
号源
图2 方案二电路的原理框图
三、电路设计
1. 用555定时器组成的多谐振荡器作为低频脉冲信号源电路
Vcc
图3 方案二电路的脉冲信号源电路图
2.信号运载及发声部分电路
脉冲信号
源输入
图4 方案二电路信号运载及发声部分电路图
四、性能的测试
1.示波器的输出结果
如图5所示，由于脉冲信号源信号输入的时间差，会出现图中一段密集一段稀疏的差异。
由示波器图中可得到输出的信号变化，产生的高低频率使扬声器发出“滴答、滴答”的声音，从而模拟出救护车的声音。
图5 方案二中输出结果的示波器显示图
五、结论
无论是利用门电路的多谐振荡器还是利用555定时器组成的多谐振荡器最终的目的就是为了产生脉冲信号源，低频输出，所以只要是有低频输入，能够运输声音频率使扬声器发声并且产生救护车声，最关键的是要掌握输出的频率值，可以利用课程设计要求的频率计算出你所需要的电阻的值，但是由于过程比较繁琐，不易解答正确，所以指导老师指导利用已知的电阻电容来求输出的频率，这样是过程变的简单很多。
也许最开始的时候不能够完成模拟的救护车声，但是在主思路的引领下，不断的调节电容的值，从而使达到正确的结果。
本次课程设计应该是圆满完成老师的要求和任务书的任务，希望在下次课程设计中自己能够取得更好的成绩。
六、性价比
1.利用555定时器组成多谐振荡器相比较于由门电路组成的多谐振荡器而言，在由频率计算电阻的时候要简便的多，而且555定时器组成的多谐振荡器的元件也比较的少而且经济。
2.在较低价位的情况下，555定时器组成的多谐振荡器可以较高质量的完成模拟救护车声响的电路，可以说性价比比较高。
七、课设体会及合理化建议
通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了独立思考的能力，综合素质得到了较大的提高，在通过理论与实践的结合，人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。
尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，相信在不久的将来我一定能成为能够主动适应社会主义现代化建设余姚的高素质的复合型人才。
作为整个学习体系的有机组成部分，课程设计虽然安排的时间不是很长，但并不具有绝对的独立意义。
它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。
运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地运用与实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。
检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大的差距，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，一边为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。
对于我门计算机专业的学生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走像实践，这也是一次预备演和准备毕业设计的工作。
通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心里转型期。
课程设计促进了我系人才培养计划的完善，我们通过课程设计的实践和学习，让自己真正觉得学到了有用的东西，我相信成功自己完成课程设计的同学一定会喜欢这样的一个过程，也一定会喜欢上那成功一个的成就感的！
参考文献
1．沙占友、李学芝著. 中外数字万用表电路原理与维修技术.[M]北京：人民邮电出版社，1993年
2．童诗白、华成英主编者. 模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006
3．戴伏生主编. 基础电子电路设计与实践. [M]北京：国防工业出版社，2002 4．谭博学主编. 集成电路原理与应用. [M]北京：电子工业出版社，2003
附录I 总电路图
图6 方案二电路的原理图
附录II 元器件清单。
