项目十 变音警笛电路制作与调试

平山县职业教育中心数字资源,项目十,、,变音警笛电路制作与调试,学习重点:,1、555时基电路的引脚功能和逻辑功能。,2、整机装配技术。,3、装配、测试、调整应用电路。,4、画相关信号波形。,学习难点:,1、整机装配技术。,2、装配、测试、调整应用电路。,3、排除常见故障,任务一、变音警笛电路制作与调试,明确目标：,1、,掌握能够识别555定时器管脚功能的方法。,2、,掌握整机装配技术。,3、,掌握画相关信号波形的方法。,4、,熟悉装配、测试、调整应用电路。,操作示范：,1、555时基电路的引脚功能和逻辑功能。,2、装配、测试、调整应用电路。,3、画相关信号波形。,4、整机装配。,（一）、认识555定时器：,1、555定时器：,555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。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定时器具有多种型号的芯片，这里以NE555为例。NE555的实物图和封装图分别如图1-1、1-2所示。,图1-1 NE555实物图,图1-2 NE555封装图,图1-3,NE555,极限参数,555定时器的引脚有8个引脚，它的各个引脚功能如下：,1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。,2脚：低触发端TR。,3脚：输出端Vo,4脚：是直接清零端。当此端接低电平，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：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0.01F电容接地，以防引入干扰。,6脚：高触发端TH。,7脚：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。,8脚：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。,2、555定时器的工作原理,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C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。C1和C2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2/3Vcc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1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。,是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vco是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。,555定时器的工作状态取决于电压比较器A1和A2。下面讨论当高触发端输入电压大于阈值电压时的情况,。,当高触发端输入电压低于阈值电压、低触发端输入电压大于阈值电压时的情况，如图所示。,显然这种情况下两个比较器输出均为0，电路保持原态不变。,（二）、555电路的应用：,1、用555定时器组成的多谐振荡器,：,用555定时器组成的多谐振荡器是无稳态触发器，其原理图如图所示。,特点如下所示：,（1）多谐震荡器没有稳态，只有两个暂稳态，称为无稳态触发器；,（2）通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，无需外触发；,（3）输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波分量，故称做多谐振荡器。,用555定时器组成的多谐振荡器电路和工作波形,2、用555定时器组成施密特触发器：,用555定时器组成的施密特触发器是双稳态电路，其原理图如图所示。,双稳态触发器具有的特点如下：,（1）有两个稳定状态。,（2）这两个稳定状态的转换需要外加触发信号，稳定状态的维持也依赖于外加触发信号。,当输入电压大于或小于电路阈值时，输出均会维持在一个恒定电压值，从而把缓慢变化的输入波形变换成边沿陡峭的矩形波输出。555定时器构成的施密特触发器波形图如图所示。,3、用555定时器组成单稳态触发器电路：,用555定时器组成单稳态触发器电路的原理如图,所示。,单稳态触发器具有下列特点：,（1）它有一个稳定状态和一个暂稳状态；,（2）在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；,（3）暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态。暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身。,555定时器构成单稳态触发器的电路,及波形图。,单稳态触发器也有两种状态：一个是稳态，另一个是暂稳态。,当没有触发脉冲输入时，单稳态触发器处于稳态；当有触发脉冲时，单稳态触发器将从稳态变为暂稳态，暂稳态在保持一定时间后，能够自动返回到稳定状态。,必须注意：触发脉冲必须是窄脉冲。,由555定时器构成三种触发器的比较,3、 555定时器应用举例,（1）555定时器构成水位监控报警电路如图所示,水位正常情况下，电容C 被短接，扬声器不能发音；水位下降到探测器以下时，555定时器构成的多谐振荡器工作，驱动扬声器发出声音报警。,（,2）简单的汽车防盗报警器(555),：,图,汽车防盗报警器,（3）模拟声响电路(555)，原理图如图所示。,（三）、变音警笛电路的制作与调试,1、硬件的选择：,555集成电路是一个把模拟电路和数字电路组合而成的混合电路，它将模拟功能与逻辑功能整合在一片独立的集成电路上，极大的拓宽了模拟集成电路的应用范围。555被广泛用于各种各样的计时器，脉冲发生器和振荡器等场合。凭借着模数结合的优势，555可以独立构成多种功能电路，且精度非常高，能够产生精确的时间延迟和振荡。一般采用NE555芯片，其引脚图如图所示。,555芯片的特点如下：,（1）只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。,（2）电源适应范围大，它的输出电平及输入触发电平，可与TTL，CMOS等逻辑电路的高、低电平匹配。也可以和模拟运算放大器、运算放大器共同组成某些功能和特性不同的模块电路。,（3）输出电流大，可直接推动小喇叭、电机、继电器等多种负载。非常适合用在自动控制电路中。,（4）计时精确度高、温度稳定度佳，价格便宜。,2、电路设计,总电路图,由555时基集成电路与R4、C3组成的单稳态触发器，受低电平或脉冲下降沿的触发而翻转。平时，IC1的3脚输出低电平。当声传感器受到触发后输出脉冲信号并经VT1放大后由漏极D输出时，输出脉冲的下降沿将单稳态电路触发并使其翻转，3脚输出高电平。IC1翻转后，电路进人暂稳态，电源通过R4向C2充电，充电时间约2min。2min后，C3充电电压升高到6脚的阀值电平，触发器自动翻转，3脚恢复低电平，电路进人稳态。,报警声发生电路是一个由555时基集成电路组成的多谐振荡器，受总复位端4脚的控制而工作。平时由于IC1的3脚输出低电平，振荡器不工作，当IC1输出高电平时，振荡器开始工作，发出报警声。多谐振荡器的振荡频率由R5、R6与C4的数值决定，本电路约为4. 8kHz。调整R5、R6及C4的数值，可得到所需要的振荡频率和报警声。,振荡电路模块：,当接通电源后，电容C1上的初始电压变为0，C1两端的电压处于高电平，放电管截止，电源通过R1.R2向电容C1充电，经过一段时间后，电容两端的电压达到高触发电平，而这时放电管导通，电容C1通过点阻R2放电，一段时间后，电容两端的电压变回原来状态，随即放电管又截止，电容C1又开始充电。如此周而复始，重复上述的过程，输出端得到矩形波电压。,振荡电路,报警声发生电路模块：,由于IC1的3脚输出低电平，振荡器不工作，当IC1输出高电平时，振荡器开始工作，发出报警声。多谐振荡器的振荡频率由R5、R6与C4的数值决定，本电路约为4. 8kHz。调整R5、R6及C4的数值，可得到所需要的振荡频率和报警声。,报警声发生电路,任务小结：,思考与提高,（1）555定时器基本概念。,（2）单稳态触发器有两种状态。,（3）列举555定时器的三种基本应用方式。,谢谢,