双音报警器电路的设计与装配
实训报告
姓名:
学号:
课程:数字电子技术
指导教师:
实训时间:
电子信息工程系
2011-2012学年第一学期
一、实训目的
通过本次课程实训巩固电子技术方面的基础知识，进一步掌握电路设计的方法与思路、电路的安装工艺、元件焊接方法及电子仿真软件的使用；了解电子产品的装配过程；掌握元件的识别及质量检验方法；学习整机的装配工艺和调试方法；掌握一些基本的调试、维修方法，培养动手能力。增强对电路的感性认识，提高分析问题和解决问题的能力，为后续专业课的学习打下良好的基础。
二、实训任务
（1）理解双音报警器电路的原理，掌握操作步骤，能正确安装所选定的单元电路。
（2）熟悉集成元件的引脚功能，并能正确安装。
（3）掌握测试仪表仪器的使用及调整。
（4）会根据测试结果分析故障产生的原因。
（5）会利用原理图纸，判断具体仪器件的故障。
（6）必须得出所选课题的仿真结果。
（7）根据自己所仿真的电路原理图画出实物装配图。
三、1、仿真电路原理图
2、实物图片
4、555芯片的引脚图
555芯片管脚介绍
555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。
555集成电路的框图及工作原理
555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。
五、实训总结
问题
在仿真的时候，出现的波形不正确；不会求该电路的頻率；在焊接完成的时候出现不能正常工作。
1、问题处理的方法
对波形不正确的这一问题可以根据频率公式求出R1,R2的大小；对其不能正常工作的
问题采取的是仔细检查电路、调试，最后得出的是后面那个芯片2端和6端需和工作的负载连接。
2、实训收获
对555芯片的有了进一步的认识，还有对双音报警器电路的结构和布局有了初步的了解；进一步掌握了电路设计的方法与思路、电路的安装工艺、元件焊接方法及电子仿真软件的使用；其中电子元件的布局是很重要的。因为它关联到电路连接的方便简洁。
短短的一周过去了，在这一周里，如果没有老师的指导，我们的实训将会有很大的败笔，实训课无法得以完成，其次，在这一次实训中，使我明白，与同伴的合作交流是很重要的。团队精神要劳记在心里。与同学分享成功的喜悦是一种很美好的事。
实训即将结束，通过这一次，我们又收获到了很多珍贵的知识，而这与老师的辛勤是离不开的。在此，我和全体同学对老师说一声谢谢！
555定时器的典型应用电路 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，5 55定时器的输出u o=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2 V CC/3时。代入过渡过程公式[1-p205]
几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2 V CC/3，低电平必须小于 V CC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、R B和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 V CC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2V CC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。
课程设计说明书 （2012 /2013学年第2学期） 课程名称：电子技术课程设计 题目：模拟，消防，警车，救护车声音报警装置 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：2 设计成绩： 2013年7月5日
目录 第一章电路设计方案及选定 (3) 1.1 设计任务及要求 (3) 1.2 设计方案的选定 (6) 第二章555定时器，cd4017，cd4066芯片 (8) 2.1计时器的特点及原理 (8) 2.1.1计时器的原理 (8) 2.2.1计时器的特点 (9) 2.2由555定时器组成的多谐振荡器 (10) 2.3 cd4017,cd4066芯片 (12) 第三章电路的设计与调试 (14) 3.1电路的设计 (14) 3.2电路的制作 (15) 3.3电路的修正 (16) 3.4原理图，pcb图 (17) 心得与体会 (19) 主要参考文献 (20)
第一章电路设计方案及选定 1.1 设计任务及要求 本课程要求设计一个报警器。设计要求用555时基电路施密特的多谐振荡器，使电路通过一个小型扬声器可以发出三种不同频率的“滴、嘟、滴、嘟……”的声响，与救护车的笛音，警车，消防车相似而发出报警信号。 实训目的： 1、掌握555，cd4066，cd4017构成电路的实际应用。通过双音报警器熟悉用555构成 多谐振荡电路。 2、熟悉555时基电路控制端的功能和作用。 3、了解用电压调制频率的方法。 4、了解电路板其制作流程，熟悉焊接工艺 1.2 设计方案的比较和选定 1.2.1 设计方案的比较 该方案可以有多种设计思路与可行性方案。 例如与非门组成的双音报警器、电路光控报警电路、由两个555集成块组成的双音报警器等。 第一种方案: 图示A 是用TTL 与非门组成的报警线路。它是由三个振荡器组成的，各有不同的振荡频率。图中的晶体三极管和1f 、4f 和4R 、2C 组成的约1000Hz 的频率振荡；3f 、4f 和3C 、 5R 组成频率约200Hz 的振荡。三种不同的频率进过调制后，输出端加一级驱动，即可由扬 声器发出双音。用作报警时，5V 电源处需输入相应的电位；如作门铃应用时，只要中间加一只按钮开关即可。
555时基集成电路的应用 作者：邵创站文章来源：不详点击数：1250 更新时间：2011年11月6日星期日 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。 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。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。 第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端
课程设计名称：电子技术课程设计题目：555双音频报警器 学期：2013-2014学年第2学期 专业：自动化 班级：12级4班 姓名：张爱林 学号：1205010423 指导教师：谢国民
辽宁工程技术大学 课程设计成绩评定表 评定标准 评定指标标准 评定 合格不合格单元电路及 整体设计方案 合理性 正确性 创新性 仿真或实践 是否进行仿真 或实践 技术指标或性能 符合设计要求 有完成结果 设计报告 格式正确 内容充实 语言流畅 标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小项或三小项合格，视为总成绩合格。 总成绩 日期年月日
课程设计任务书 一、设计题目 555双音频报警器 二、设计任务 1. 运用555计时器构成三种电路来完成电路。 2. 掌握的555定时器三种应用型电路设计实现两种不同频率声音报警器。 3. 接电源即可工作。 三、设计计划 电子技术课程设计共1周。 第1天：选题，查资料； 第2天：方案分析比较，确定设计方案； 第3～4天：电路原理设计与电路仿真； 第5天：编写整理设计报告书。 四、设计要求 1、掌握常用的555定时器电路结构和功能，熟练掌握它的三种应用型电路的构成及特点。 2、根据掌握的555定时器三种应用型电路设计实现两种不同频率声音报警器，要求有多种可行方案，通过进行方案比较、讨论，选择合适方案并实现电路仿真。 指导教师：谢国民 时间：2014年6月28日
摘要 随着当今社会的发展，越来越多的人开始关心安全问题，也有越来越多的人知道了预防措施的重要所以很多人开始安装报警设备，针对于这一事实我们小组进行了讨论，如何设计出简单、有效、便捷、安全、准确、经济的报警器，我们给出了三种设计方案。 第一种是利用用TTL与非门组成的双音报警线路，第二种运用了一个555计时器构成的多谐振荡器构成的，第三种是由两个555集成块组成的双音报警器。本小组采用的是第三种因为它的稳定性相比于前两种要稳定得多。 关键词：报警设备，TTL门电路，双音报警器。
22:44:22 |只看该作者|倒序浏览 555内部电原理图 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。 在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555 电路。下面将分别介绍这3类电路。 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。
双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。 第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。 第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。
555/556时基电路的特点和封装 常见的数字或模拟集成电路型号的阿拉伯数字，仅表示其编号，而５５５时基集成电路的３个“５”，却有具体的内涵，故各生产厂家无一例外地在型号中加以保留。这是因为在该集成电路基片上的基准电压电路是由三个误差极小的５ＫΩ电阻组成，分压精度高。 ５５５电路大量应用于电子控、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面。可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波产生器、脉宽调制器、脉位调制器等等。 ５５５时基电路之所以得到这样的广泛应用，在于它具有如下几个特点： １、５５５在电路结构上是由模拟电路数字电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，能够产生精确的时间延迟和振荡。它拓宽了模拟集成电路的应用范围。 ２、该电路采用单电源。双极型５５５的电压范围为1.5V~15V；而CMOS型的电源适应范围更宽，为2V~18V。这样，它就可以和模拟运算放大器和TTL或CMOS数字电路共用一个电源。 ３、５５５可独立构成一个定时电路，且定时精度高。 ４、５５５的最大输出电流达200mA，带负载能力强，可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载。
图１ ５５５时基集成电路的封装外形一般有两种，一种是做成８脚圆形TO-99型，如图１中(a)所示；另一种是８脚双列直插式封装，如图１中(b)所示。５５６双时基集成电路内含两个相同的时基电路，双列直插１４脚封装，如图２所示。 图２ CMOS型５５５/５５６时基集成电路与双极型的５５５/５５６管脚排列完全相同，国产型号的５５５/５５６与国外产品的管脚排列也一致，易于互换。 同时应指出，CMOS型５５５/５５６在绝大多数场合都可以直接替代双极型５５５/５５６，但CMOS型的驱动电流较双极型的要小，且多数电参数都有所改善，如静态电流300μA，阈值端、触发端、复位端等的输入阻抗高达1010欧姆，电源电压的适应范围也加宽，为2~18V。
电路设计方案及选定 1.0 1.了解555时基电路的功能； 2.掌握电路的设计与制作的基本步骤及方法 3.熟悉555时基电路的电压调制频率的方法 1.1 设计任务及要求 本课程要求设计一个双音报警器。设计要求用555时基电路施密特的多谐振荡器，使电路通过一个小型扬声器可以发出两种不同频率的“滴、嘟、滴、嘟……”的声响，与救护车的笛音相似而发出报警信号。 实训目的： 1、掌握555构成电路的实际应用。通过双音报警器熟悉用555构成的多谐 振荡电路。 2、熟悉555时基电路控制端的功能和作用。 3、了解用电压调制频率的方法。 4、学会分析变化的信号波形。 第三种方案： 它是由两个555集成块组成的双音报警器。其1IC :5脚为控制端，片内接比较器的反相输入端，电位为Vcc 32。一般555组成自激多谐振荡器时，将5脚通过一个小电容(0.01μF -0.1μF)接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，当需要把它变成可控多谐振荡器时，可以在电路的5脚外加一个控制电压，这个电压将改变芯片内比较电平，从而改变振荡频率，当控制电压升高(降低)时，振荡频率降低(升高)，这就是控制电压对振荡信号频率的调制。利用这种调制方法，可组成双音报警器。1IC 输出的方波信号，通过5R 控制2IC 的电平。当1IC 输出高电平时，2IC 的振荡频率低，当1IC 输出低电平时，2IC 的振荡频率高。因此2IC 的
振荡频率被1IC 的输出电压调试为两种音频，使扬声器发出“滴、嘟、滴、嘟……”的双音声响。其使用分立式元件不仅增大了设计的难度而且使整个电路的最终设计效果与可信度降低，扬声器发出的两种不同频率的声响不易区分，效果不理想。 TRIG 2Q 3R 4CVolt 5THR 6DIS 7V C C 8G N D 1U1 555TRIG 2Q 3R 4CVolt 5THR 6 DIS 7V C C 8 G N D 1 U2555R110k R2 100k R310k R4150k R510k C2 0.01uF C4 100uF C110uF VCC C3 0.01uF 6V LS18Ω 图1-2-1-3由两个555组成的双音报警器电路 1.2.2 设计方案的选定 第三种方案： 它是由两个555集成块组成的双音报警器。该电路主要由集成元件组成。 集成元件与分立式元件相比较，集成元件的优势：1、元件制作方便快捷。其将一个特定的功能集合在一起，供使用者使用，不必再花费过多的时间、精力。而且它保证并提高了整个电路的整体性能，使扬声器能清晰地发出两种不同频率的声响，较好的满足设计的要求。2、元件制作可行性高。集成元件提供了很大的可行度，而奋元件在复杂的电路中要不断地返回检查，增加了任务量。3、由分立元件组成的电路，如果电路选择得好，参数选择恰当，元件性能优良，设计和调试的好，则性能也很优良。但只要其中一个环节出现问题，则性能会低于一般集成电路。且为了不致过载、过流、过热等损坏元件，需要加以复杂的保护电路。 集成功放电路成熟，低频性能好，内部设计具有复合保护电路，可以增加其工作的可靠性，尤其集成厚膜器件参数稳定，无须调整，信噪比较小，而且电路布局合理，外围电路简单，保护功能齐全，还可外加散热片解决散热问题。
各种应用电路 555触摸定时开关 集成电路IC1是一片555定时电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。 当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。 当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。 定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。按图中所标数值，定时时间约为4分钟。D1可选用1N4148或1N4001。 相片曝光定时器 附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。用人工启动式单稳电路。 工作原理：电源接通后，定时器进入稳态。此时定时电容CT的电压为：VCT=VCC=6V。对555这个等效触发器来讲，两个输入都是高电平，即VS=0。继电器KA不吸合，常开点是打开的，曝光照明灯HL不亮。
按一下按钮开关SB之后，定时电容CT立即放到电压为零。于是此时555电路等效触发的输入成为：R=0、S=0，它的输出就成高电平：V0=1。继电器KA吸动，常开接点闭合，曝光照明灯点亮。按钮开关按一下后立即放开，于是电源电压就通过RT向电容CT充电，暂稳态开始。当电容CT上的电压升到2/3VCC既4伏时，定时时间已到，555等效电路触发器的输入为：R=1、S=1，于是输出又翻转成低电平：V0=0。继电器KA释放，曝光灯HL熄灭。暂稳态结束，有恢复到稳态。 曝光时间计算公式为：T=1.1RT*CT。本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟，可由电位器RP调整和设置。 电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品，并应根据负载（HL）的容量大小选择继电器触点容量。 单电源变双电源电路 附图电路中，时基电路555接成无稳态电路，3脚输出频率为20KHz、占空比为1：1 的方波。3脚为高电平时，C4被充电；低电平时，C3被充电。由于VD1、VD2的存在，C3、C4在电路中只充电不放电，充电最大值为EC，将B端接地，在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。 简易催眠器
课程设计说明书（2012 /2013学年第2学期） 课程名称：电子技术课程设计 题目：模拟，消防，警车，救护车声音报警装置 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：2 设计成绩： 2013年7月5日 目录
第一章电路设计方案及选定 (3) 1.1 设计任务及要求 (3) 1.2 设计方案的选定 (6) 第二章555定时器，cd4017，cd4066芯片 (8) 2.1计时器的特点及原理 (8) 2.1.1计时器的原理 (8) 2.2.1计时器的特点 (9) 2.2由555定时器组成的多谐振荡器 (10) 2.3 cd4017,cd4066芯片 (12) 第三章电路的设计与调试 (14) 3.1电路的设计 (14) 3.2电路的制作 (15) 3.3电路的修正 (16) 3.4原理图，pcb图 (17) 心得与体会 (19) 主要参考文献 (20)
第一章电路设计方案及选定 1.1 设计任务及要求 本课程要求设计一个报警器。设计要求用555时基电路施密特的多谐振荡器，使电路通过一个小型扬声器可以发出三种不同频率的“滴、嘟、滴、嘟……”的声响，与救护车的笛音，警车，消防车相似而发出报警信号。 实训目的： 1、掌握555，cd4066，cd4017构成电路的实际应用。通过双音报警器熟悉用555构成 多谐振荡电路。 2、熟悉555时基电路控制端的功能和作用。 3、了解用电压调制频率的方法。 4、了解电路板其制作流程，熟悉焊接工艺 1.2 设计方案的比较和选定 1.2.1 设计方案的比较 该方案可以有多种设计思路与可行性方案。 例如与非门组成的双音报警器、电路光控报警电路、由两个555集成块组成的双音报警器等。 第一种方案: 图示A 是用TTL 与非门组成的报警线路。它是由三个振荡器组成的，各有不同的振荡频率。图中的晶体三极管和1f 、4f 和4R 、2C 组成的约1000Hz 的频率振荡；3f 、4f 和3C 、 5R 组成频率约200Hz 的振荡。三种不同的频率进过调制后，输出端加一级驱动，即可由扬 声器发出双音。用作报警时，5V 电源处需输入相应的电位；如作门铃应用时，只要中间加一只按钮开关即可。
555电路原理 （一）555芯片引脚图及引脚描述 555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器6脚A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。 1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。 当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平； 2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。 4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。 5脚是控制端。 7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。 （二）555集成电路的框图及工作原理 555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。 555芯片管脚介绍
双音报警器课程设计报告
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第一章 电路设计方案及选定 设计任务及要求 本课程要求设计一个双音报警器。设计要求用555时基电路施密特的多谐振荡器，使电路通过一个小型扬声器可以发出两种不同频率的“滴、嘟、滴、嘟……”的声响，与救护车的笛音相似而发出报警信号。 实训目的： 1、掌握555构成电路的实际应用。通过双音报警器熟悉用555构成的多谐 振荡电路。 2、熟悉555时基电路控制端的功能和作用。 3、了解用电压调制频率的方法。 4、学会分析变化的信号波形。 设计方案的选定 设计方案 双555集成块双音报警器： 它是由两个555集成块组成的双音报警器。其1IC :5脚为控制端，片内接比较器的反相输入端，电位为Vcc 3 2。一般555组成自激多谐振荡器时，将5脚通过一个小电容μμF)接地，以防止外界干扰对阀值电压的影响，当需要把它变成可控多谐振荡器时，可以在电路的5脚外加一个控制电压，这个电压将改变芯片内比较电平，从而改变振荡频率，当控制电压升高(降低)时，振荡频率降低(升高)，这就是控制电压对振荡信号频率的调制。利用这种调制方法，可组成双音报警器。1IC 输出的方波信号，通过5R 控制2IC 的电平。当1IC 输出高电平时，2IC 的振荡频率低，当1IC 输出低电平时，2IC 的振荡频率高。因此2IC 的振荡频率被1IC 的输出电压调试为两种音频，使扬声器发出“滴、嘟、滴、嘟……”的双音声响。
图1-2-1-3由两个555组成的双音报警器电路 设计方案优点 它是由两个555集成块组成的双音报警器。该电路主要由集成元件组成。 集成元件与分立式元件相比较，集成元件的优势：1、元件制作方便快捷。其将一个特定的功能集合在一起，供使用者使用，不必再花费过多的时间、精力。而且它保证并提高了整个电路的整体性能，使扬声器能清晰地发出两种不同频率的声响，较好的满足设计的要求。2、元件制作可行性高。集成元件提供了很大的可行度，而奋元件在复杂的电路中要不断地返回检查，增加了任务量。3、由分立元件组成的电路，如果电路选择得好，参数选择恰当，元件性能优良，设计和调试的好，则性能也很优良。但只要其中一个环节出现问题，则性能会低于一般集成电路。且为了不致过载、过流、过热等损坏元件，需要加以复杂的保护电路。?集成功放电路成熟，低频性能好，内部设计具有复合保护电路，可以增加其工作的可靠性，尤其集成厚膜器件参数稳定，无须调整，信噪比较小，而且电路布局合理，外围电路简单，保护功能齐全，还可外加散热片解决散热问题。 第二章555定时器 计时器的特点及原理 计时器的特点 555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成与一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。其在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。555时基集成电路具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力。在电子制作中只需经过简单调试，就可以做成多种实用的各种小电路，远远优于三极管电路。 555时基集成电路的主要参数为（以NE555为例）电源电压～16V。输出功率大，驱动电流达200mA。作定时器使用时，定时精度为1％。定时时间从微秒
555时基电路的四种常用电路 555时基电路是一种双极型的时基集成电路，工作电源为4．5v～18v，输出电平可与TTL、CMOS 和HLT逻辑电路兼容，输出电流为200mA，工作可靠，使用简便而且成本低，可直接推动扬声器、电感等低阻抗负载，还可以在仪器仪表、自动化装置及各种电器中作定时及时间延迟等控制，可构成单稳态触发器、无稳态多谐振荡器、脉冲发生器、防盗报警器、电压监视器等电路，应用及其广泛 1 555时基电路的内部结构 国产双极型定时器CB555的电路结构如图l所示。它由分压器、电压比较器C1和C2、SR锁存器、缓冲输出器和集电极开路的放电三极管TD组成。 1．1 电压比较器 电压比较器C1和C2是两个相同的线性电路，每个电压比较器有两个信号输入端和一个信号输出端。C1的同向输入端接基准比较电压VR1，反向输入端(也称阈值端TH)外接输入触发信号电压，C2的反向输入端接基准比较电压VR2，同向输入端(也称触发端TR')外接输入触发信号电压。 1．2 分压器 分压器由三个等值电阻串联构成，将电源电压Vcc分压后分别为两个电压比较器提供基准比较电压。在控制电压输入端Vco悬空时，C1、C2的基准比较电压分别为 通常应将Vco端接一个高频干扰旁路电容。如果Vco外接固定电 压，则 1．3 SR锁存器 SR锁存器是由两个TTL与非门构成，它的逻辑状态由两个电压比较器的输出电位控制，并有一个外引出的直接复位控制端R'D。只要在R'D端加上低电平，输出端vo便立即被置成低电平，不受其它输入端状态的影响。正常工作时必须使R'D处于高电平。SR锁存器有置0(复位)、置1(置位)和保持三种逻辑功能。电压比较器C1的输出信号作为SR锁存器的复位控制信号，电压比较器C2的输出信号作为SR锁存器的置位控制信号。 1．4 集电极开路的放电三极管
令狐采学创作 555定时器的典型应用电路 令狐采学 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C 是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因ui=H，所以uo=L。当加入触发信号时，ui=L，所以uo=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，uC按指数规律上升。当uC上升到2 VCC/3时，相当输入是高电平，555定时器的输出uo=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2VCC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用tW表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为uc(0)=0V，无穷大值uc(∞)=VCC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= tw时，uc(tw)=2 VCC/3时。代入过渡过程公式[1-p205]
几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于 2 VCC/3，低电平必须小于 VCC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电 管。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 VCC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2VCC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形 震荡周期的确定： 根据uc(t)的波形图可以确定振荡周期，T=T1+T2 先求T1，T1对应充电，时间常数τ1=(RA+RB)C，初始值为uc(0)= VCC/3，无穷大值u c(∞)=VCC，当t= T1时，uc(T1)=2 VCC/3，代入过渡过程公式，可得 T1=ln2(RA+RB)C≈0.7(RA+RB)C 求T2，T2对应放电，时间常数τ2=RBC，初始值为uc(0)=2 VCC/3，无穷大值uc(∞) =0
电子技术综合课程 设计 课程：电子技术综合课程设计 题目：温度报警器 所属院(系) 专业班级 姓名学号： 指导老师 完成地点 2011年月日
前言 电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程。它包括选择课程、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。它的开展是为了提高和增强我们学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。这对于提高我们学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。 本课程设计任务要求是完成一个温度报警器的制作，并实现当温度高于30℃时发出双音报警，温度低于10℃时发出单音报警的功能要求。本设计中充分展示了模拟电子技术的优点，利用放大电路、窗口比较器进行温度的判定，再结合数字电子技术的优点，充分利用单元电路的功能来实现报警，将模电、数电紧密结合，综合应用，不但对知识有了更进一步的掌握，提高了动手能力，，对于以后的就业打下了一定的基础。 通过课程设计实现以下三个目标： 第一，让学生初步掌握电子线路的试验、设计方法。即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标。 第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。 第三，培养勤于思考的习惯，设计并制作电子产类品，增强学生这方面的自信心及兴趣。 本课程设计以电工电子技术的基本理论为基础，着重掌握电路的设计装调及性能参数的调试方法。本课程设计应达到如下基本要求： （1）综合运用电子技术课程中所学的理论知识独立完成一个实际应用电路的设计。 （2）通过查阅手册和参考文献资料，培养独立分析和解决实际问题的能力。 （3）熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 （4）掌握电子电路的安装和调试技能。 （5）熟悉使用各类数字式电子仪器的规范使用方法。 （6）学会撰写课程设计论文。 （7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 （8）由于本次试验是分组完成，所以培养团结协作能力尤为重要。 此次课程设计中，不仅得到了指导老师的帮助和鼓励，而且还有同学们的互相支持和帮助，在此表示衷心的感谢！
555内部电原理图
将分别介绍这3类电路。 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。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。 第一种（见图1）是触发电路,有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定,2段输入;也可是2端固定,6端输入。
第2种（见图2）是施密特触发电路,有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。 双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。这是双稳工作方式的结构特点。2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用,R1和R2起直流偏置作用。 无稳类电路 第三类是无稳工作方式。无稳电路就是多谐振荡电路,是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见,也把它分为三种。 第一种（见图1）是直接反馈型,振荡电阻是连在输出端VO的。 第二种（见图2）是间接反馈型,振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元电路（3.2.2）是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路,功能相同而电路结构略有不同,因此分别以3.2.3a 和3.2.3b的代号。
NE555时基集成电路的创新应用研究 王若麟，邱宗毓，符俊虎，李麒，王艺凯，郑培远，刘世源 （平顶山一中） 摘要：NE555是555计时芯片中应用较广的一个型号，具有双稳态、单稳态、无稳态三种电路组织形式，工作电压范围达4.5~16V，输出电流最大可达225mA，工作频率范围宽，具有较好的兼容性。其双稳态电路可用于电子开关等，单稳态电路可用于定时器、延时器、分频器等，无稳态电路可用于逆变器、音频振荡器、PWM调压输出等。关键词：NE555集成电路；R-S触发器；单稳态定时器；PWM调压输出；多谐振荡器 1 绪论 1.1 NE555简介 NE555是属于555系列的计时芯片中的一个型号，输入电压范围4.5~16V，输出电流最大225mA，只需简单的电容器、电阻与其配合，便可构成双稳态、单稳态、无稳态三大类电路，完成特定的振荡、锁存或延时作用，且定时范围极广，可由数微秒至数小时。它的操作电源范围大，可与TTL,CMOS 等逻辑芯片配合，并且输出电流大，可直接推动多种负载。DIP封装的NE555的芯片引脚图和内部结构图如下所示 图1.1-1 DIP封装NE555引脚图1 图1.1-2 NE555内部结构示意图1 555定时器典型应用有单稳态电路、双稳态电路、无稳态电路三种。单稳态电路只有一个稳定状态，触发翻转一段时间后会回到原来的稳定状态，一般用作定时、分频或固定宽度脉冲整形，分为人工启动型、脉冲启动型、压控振荡器三种类型。双稳态电路有两个稳定状态，具有记忆和锁存的功能，有R-S触发器和施密特触发器两种形式，R-S型可用于电子开关等，施密特触发器可用于波形变换、电压鉴别。无稳态电路主要是多谐振荡器，可分为直接反馈型、间接反馈型和压控振荡型，
监测检测 Monitoring & Detection 中国无线电 2007年第5期 1 引言 “555”芯片是一种中规模集成电路，只要在外部配上适当阻容元件，就可以方便地构成脉冲产生和整形电路，在工业控制、定时、仿声、电子乐器、防盗报警等方面应用很广。经过对“555”芯片功能的研究，我们用“555”集成芯片设计了干扰机和信号源的控制电路，分别用于无线电频率干扰和无线电监测技术演练。 2 “555”芯片与无稳态电路简介 “555”芯片是一个具有八脚的集成芯片。它主要由三个分压器、两个高精度电压比较器、一个基本R S 触发器、一个放电管和输出驱动反向器电路组成。实物如图1所示，内部电路如图2所示。 2.1 芯片结构简介 （1）RS触发器 RS触发器由两个与非门交叉耦合组成，R和S是信号输入端，Q为触发器的输出端。其真值表如表1所示。 表1 “555”芯片RS触发器真值 （2）比较器 如图2所示，A1、A2是两个电压比较器，如果用U+和U-表示相应输入端上所加的电压，则当U+>U-时，其输出为高电平，U+ 2.3．1 555时基电路的介绍和内部结构 555集成电路定时器是一种将模拟功能和逻辑功能集成在同一硅片上的单片时基电路。它的型号很多，如FX555，5G555，J55，UA555，NE555，它们的逻辑功能与外部引线排列完全相同，555定时器的电源电压范围宽，双极型555定时器为5~16V，CMOS555 定时器为3~18V，它可提高与TTL，CMOS的数字电路兼容的接口电平。由于555定时 器价格低廉，使用灵活方便，只需外接少量元件就可构成多种模拟和数字电路，因而极广泛地应用在波形产生与变换，测量与控制，家用电器及电子玩具领域，它的外部引脚 555定时器能在较宽电压范围工作，输出交电平不低于90%电源电压，带拉电流负载和电流负载能力可达到200MA。 图2-3 555定时器外部引脚 555时基电路由运算放大电路器A1，A2组成电压比较器，由F1F2组成的 基本R—S触发器以及由F3和NPN型集成电极开路输出的放电三极管TD等组成的输出级和放电开关。其中电压比较器的分压偏置电阻采用三个阻值相同的5K电阻，所以电路因此特征而被命名为“555时基电路”。555时基电路的内部结构图如图2-4。 图2-4 555时基电路图 2.3.2 555时基电路的工作原理及功能电压比较 1）分压器3个5K 电阻组成，为两个A1和A2提供基准电平，如控制端C O，则经分压后，A的基准电平为2/3Ucc，B的基准电平为1/3Ucc，如改变管脚的接法就改变了两个电压比较器的基准电平 2）比较器 比较器A1，B2是两个结构和性能完全相同的高精度电压比较器，其输出直接控制着基本R-S触发器的状态。TH是比较器A1的输入端，TR是比较器A2的输入端。 当TH输入信号使U6》2/3Ucc，则A1输出交电平，否则A输出为低电平，当R输入信号使号使V2》1/3Ucc，A2输出为低电平，否则输出高电平3）基本R—S触发器 基本R——S触发器要求低电平触发，图中F1的输入端接UC1，为置O 输入端（R），F2的输入端接Uc2为置输入端（S）。Uc1=0，Uc2=1，时Q=0。当Uc1=1，Uc2=时，Q=1 4）放电器和输出缓冲器 集电极开路输出的放三极管TD组成放电器当输出U0为‘0“时，Q为1使UTD导通，管脚T和地间构成通路，而输出U0为”1“时，Q为0 使UTD 截止，通路被切断。输出缓冲器由反相器构成，一方面增强了带负载能力，另一方面隔离负载对555定时器的影响。 总上所述可得555时基器电路功能表如下表2-1所示 2-1 表555时基电路功能表 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 1 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。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6 端输入。 第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻 2 调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。 双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。这是双稳工作方式的结构特点。2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直流偏置作用。无稳类电路 第三类是无稳工作方式。无稳电路就是多谐振荡电路，是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见，也把它分为三种。 第一种（见图1）是直接反馈型，振荡电阻是连在输出端VO的。 第二种（见图2）是间接反馈型，振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单 3555时基电路内部结构及工作原理实例详解
555芯片的常用电路应用
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