畢業(yè)設(shè)計(jì)論文聲控警報(bào)器設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 城市管理學(xué)院學(xué)學(xué) 年年 論論 文文題題 目目 聲控報(bào)警器聲控報(bào)警器姓姓 名名 程 艷 敏所在學(xué)院所在學(xué)院 城市管理職業(yè)學(xué)院 專業(yè)班級(jí)專業(yè)班級(jí) 08 屆應(yīng)用電子 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 0817027 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 芳日日 期期 2010 年 10 月 26 日 2 / 28聲控報(bào)警器聲控報(bào)警器摘要：摘要：在當(dāng)今社會(huì)上防盜系統(tǒng)越來(lái)越受到人們的重視。但是市場(chǎng)上的報(bào)警器大部分都是用于一些大公司財(cái)政機(jī)構(gòu)。價(jià)格高昂,一般人們難以接受。如果再設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一種價(jià)廉、性能靈敏可靠的防盜報(bào)警器，必將在防盜和保證財(cái)產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。本課程主要介紹了簡(jiǎn)易的聲控報(bào)警器的電路設(shè)計(jì)和電路板的制作。以此電路為依據(jù)只需更

2、換相應(yīng)的報(bào)警顯示元件即可改裝成不同類型的報(bào)警器，如紅外報(bào)警器, 紅外線聲先報(bào)警器等。這種電路主要由聲控放大電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路、報(bào)警電路組成，設(shè)計(jì)利用壓電瓷片作為聲傳感器獲得信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管放大后觸發(fā)由 NE555 集成芯片構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器,輸出電壓驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作。經(jīng)過(guò)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)課程要求。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：場(chǎng)效應(yīng)管 VT66；NE555；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；多諧振蕩器 3 / 28Voice-activatedVoice-activated alarmalarm AbstractAbstract ：Today people pay more and more atte

3、ntion on anti-theft system. But the alarm on the market most of which are used in some large financial institutions. The high price of general is difficult to accept. If we can design and manufacture a kind of cheap and reliable performance of sensitive anti-theft alarm, that will guarantee the secu

4、rity and property security to play a more effective role. This course introduces the simple voice-activated alarm circuit design and circuit board production. Based on this circuit only shows the replacement of the corresponding components of the alarm can be converted into different types of alarms

5、, such as infrared detectors, and the infrared detectors sound first. This circuit mainly by the voice amplifier circuit, monostable multivibrator circuit, alarm circuit, the design of the use of piezoelectric ceramics as a sound sensor and the signal was converted to voltage signals, amplified by t

6、he FET integrated triggered by NE555 chip consisting of monostable multivibrator and multi-harmonic oscillator, buzzer driver output voltage work. After commissioning, its founcation will mach the courses requirements.KeyKey wordswords: C9013;NE555;One-shot;Astable Multivibrator 4 / 28目錄目錄前言前言 1第第 1

7、 1 章設(shè)計(jì)任務(wù)要求與方案論證選擇章設(shè)計(jì)任務(wù)要求與方案論證選擇 2第第 2 2 章系統(tǒng)框圖章系統(tǒng)框圖 3第第 3 3 章電路原理圖與工作原理章電路原理圖與工作原理 43.13.1 原理圖原理圖 43.23.2 聲音的采集放大聲音的采集放大 53.2.13.2.1 傳感器的介紹傳感器的介紹 1、傳傳感感器器的的定定義義 53 3. .2 2. .2 2 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管放放大大電電路路 93.33.3 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路 123.3.1NE5553.3.1NE555123.3.23.3.2 NE555NE555 構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 153.3.33.3.3 NE5

8、55NE555 構(gòu)成的多諧振蕩電路構(gòu)成的多諧振蕩電路 19第第 4 4 章電路板的組裝章電路板的組裝 224.14.1 電路板的制作過(guò)程電路板的制作過(guò)程 22第第 5 5 章電路的調(diào)試章電路的調(diào)試 235.15.1 調(diào)試方法過(guò)程調(diào)試方法過(guò)程 235.25.2 防盜報(bào)警器誤報(bào)的分析與解決方法防盜報(bào)警器誤報(bào)的分析與解決方法 23辭辭 25參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 26 前言前言近年來(lái)，隨著改革開(kāi)放的深入發(fā)展，電子電器的飛速發(fā)展.人民的生活水平有了很大提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來(lái)越多。這點(diǎn)就是看到了大部分人防盜意識(shí)還不夠強(qiáng).造成偷盜現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。因此，越來(lái)越多的

9、居民家庭對(duì)財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題十分擔(dān)憂。報(bào)警器這時(shí)正為人們解決了不少問(wèn)題.但是市場(chǎng)上的報(bào)警器大部分都是用于一些大公司財(cái)政機(jī)構(gòu)。價(jià)格高昂,一般人們難以接受。如果再設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一種價(jià)廉、性能靈敏可靠的防盜報(bào)警器，必將在防盜和保證財(cái)產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。由于聲控報(bào)警器體積小，靈敏度高具有很強(qiáng)的隱蔽性和性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。聲控報(bào)警器大多數(shù)采用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),其功能也非常先進(jìn)。其中包括腳步觸發(fā)報(bào)警器，汽車報(bào)警器，聲控語(yǔ)音報(bào)時(shí)鐘， “聲控?zé)簟钡确犀F(xiàn)在人們提倡的節(jié)能意識(shí)的產(chǎn)品更是受到現(xiàn)代人的青睞。此外，其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)也受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 2 / 28

10、第第 1 1 章章 設(shè)計(jì)任務(wù)要求與方案論證選擇設(shè)計(jì)任務(wù)要求與方案論證選擇設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路使其能利用物體的撞擊、行人的腳步聲、車輛行駛的震動(dòng)聲作為觸發(fā)信號(hào)，使蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，也可改用 LED 做為報(bào)警信號(hào)，或者兩者兼用。要求電路盡量設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單明了，使用的元器件盡可能的少，但是要求其功能明顯，穩(wěn)定性高，不易產(chǎn)生誤報(bào)警。靈敏度高。在日常生活中，經(jīng)常使用的報(bào)警器有中，機(jī)械報(bào)警器是屬于傳統(tǒng)的報(bào)警器。其缺點(diǎn)是：1、 硬件電路復(fù)雜。2、 靈敏度低。3、 制作成本高。本課程設(shè)計(jì)的聲控報(bào)警器利用壓電式瓷傳感器作為感應(yīng)器件，集 NE555 芯片組成的觸發(fā)電路而制成。不僅靈敏度高且制作成本低廉。 3 / 28

11、第第 2 2 章章 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖、聲音采集 （晶振壓電陶瓷傳感器）555 時(shí)基集成電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器信號(hào)放大電路 （COMS 場(chǎng)效應(yīng)管）蜂鳴器報(bào)警發(fā)生電路（555 時(shí)基集成電路組成的多諧振蕩器） 4 / 28第第 3 3 章章 電路原理圖與工作原理電路原理圖與工作原理3.13.1 原理圖原理圖 圖 3-1高靈敏聲控報(bào)警器電路如圖所示。場(chǎng)效應(yīng)管 VT1 組成一級(jí)電壓放大器，通過(guò)可調(diào)電阻 RP 調(diào)節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管放大器的柵極偏壓來(lái)調(diào)節(jié)電壓放大器的增益。由于場(chǎng)效應(yīng)管放大器具有很高的電壓增益，因此用一級(jí)放大器就可滿足電路的要求。壓電瓷聲傳感器被聲波激發(fā)后輸出脈沖電信號(hào)，并經(jīng)過(guò) VT1 放大后由漏極D

12、 輸出，通過(guò)耦合電容 C1 去觸發(fā)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。由 555 時(shí)基集成電路與 R4、C3 組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，受低電平或脈沖下降沿的觸發(fā)而翻轉(zhuǎn)。平時(shí)，IC 1 的 3 腳輸出低電平。當(dāng)聲傳感器受到觸發(fā)后輸出脈沖信號(hào)并經(jīng) VT1 放大后由漏極 D 輸出時(shí)，輸出脈沖的下降沿將單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)并使其翻轉(zhuǎn)，3 腳輸出高電平。IC1 翻轉(zhuǎn)后，電路進(jìn)人暫穩(wěn)態(tài)，電源通過(guò)R4 向 C2 充電，充電時(shí)間約 2min。2min 后，C3 充電電壓升高到 6 腳的閥值電平，觸發(fā)器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，3 腳恢復(fù)低電平，電路進(jìn)人穩(wěn)態(tài)。報(bào)警聲發(fā)生電路是一個(gè)由 555 時(shí)基集成電路組成的多諧振蕩器，受總復(fù)位端 4 腳的控制而工作。平

13、時(shí)由于 IC1 的 3 腳輸出低電平，振蕩器不工作，當(dāng) 5 / 28IC1 輸出高電平時(shí)，振蕩器開(kāi)始工作，發(fā)出報(bào)警聲。多諧振蕩器的振蕩頻率由R5、R6 與 C4 的數(shù)值決定，本電路約為 4. 8kHz。調(diào)整 R5、R6 與 C4 的數(shù)值，可得到所需要的振蕩頻率和報(bào)警聲。圖中 IC 1、IC2 可選用 NE555、LM555 或用一只 556 來(lái)代替兩只 555。 場(chǎng)效應(yīng)三極管選用 VT66 或 V40AT 型場(chǎng)效應(yīng)管；壓電瓷傳感器 B1 選用協(xié) 27 mm 的壓電瓷片，如 FT 一 27、HTD27 A 一 1 型等，B2 均選用 YD57 一 2 型等80、0.25W 小型動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。其他

14、元器件無(wú)特殊要求，可按圖 4 一 66 所標(biāo)明的型號(hào)與參數(shù)選用。3.23.2 聲音的采集放大聲音的采集放大3.2.13.2.1 傳感器的介紹傳感器的介紹1、傳傳感感器器的的定定義義傳感器英文名稱： transducer / sensor。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB7665-87 對(duì)傳感器下的定義是： “能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成 ”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。2

15、 2、傳傳感感器器的的分分類類可以用不同的觀點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng) )；它們的用途；它們的輸出信號(hào)類型以與制作它們的材料和工藝等。 根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類 ：傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 6 / 28有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感

16、器技術(shù)問(wèn)題較多，例如可靠性問(wèn)題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問(wèn)題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。 常見(jiàn)傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于表1.1。 按照其用途，傳感器可分類為： 壓力敏和力敏傳感器 位置傳感器 液面?zhèn)鞲衅?能耗傳感器 速度傳感器 熱敏傳感器 加速度傳感器 射線輻射傳感器 振動(dòng)傳感器 濕敏傳感器 磁敏傳感器 氣敏傳感器 真空度傳感器 生物傳感器等。 以其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為： 模擬傳感器 將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。 數(shù)字傳感器 將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào) (包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。 膺數(shù)字傳感器 將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出

17、(包括直接或間接轉(zhuǎn)換 )。 開(kāi)關(guān)傳感器 當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。 在外界因素的作用下，所有材料都會(huì)作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對(duì)外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來(lái)制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類： (1)按照其所用材料的類別分 金屬 聚合物 瓷 混合物 (2)按材料的物理性質(zhì)分 導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 磁性材料 (3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分 單晶 多晶 非晶材料 7 / 28與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開(kāi)發(fā)工作，可以歸納為下述三個(gè)方向： (1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、

18、效應(yīng)和反應(yīng)，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實(shí)際使用。 (2)探索新的材料，應(yīng)用那些已知的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)來(lái)改進(jìn)傳感器技術(shù)。(3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象、新效應(yīng)和反應(yīng)，并在傳感器技術(shù)中加以具體實(shí)施。 現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進(jìn)展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度。傳感器開(kāi)發(fā)的基本趨勢(shì)是和半導(dǎo)體以與介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。表 1.2 中給出了一些可用于傳感器技術(shù)的、能夠轉(zhuǎn)換能量形式的材料。 按照其制造工藝，可以將傳感器區(qū)分為： 集成傳感器 薄膜傳感器厚膜傳感器 瓷傳感器 集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測(cè)信號(hào)的部分電路也集成在同

19、一芯片上。 薄膜傳感器則是通過(guò)沉積在介質(zhì)襯底 (基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上。 厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在瓷基片上制成的，基片通常是 Al2O3 制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。 瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的瓷工藝或其某種變種工藝 (溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。 完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后，已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。厚膜和瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認(rèn)為厚膜工藝是瓷工藝的一種變型。 每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。由于研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以與傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用瓷和厚膜傳感器比較合理

20、。3 3、壓電傳感器、壓電傳感器 8 / 28壓電傳感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的 壓電效應(yīng)制成的傳感器。所謂壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變（包括彎曲和伸縮形變）時(shí)，由于部電荷的極化現(xiàn)象，會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。常見(jiàn)的壓電材料有三類：壓電晶體（石英晶體）、壓電瓷（瓷晶體）和高分子壓電材料。應(yīng)該指出的是，自然界中，大多數(shù)晶體都具有壓電效應(yīng)，然而大多數(shù)晶體的壓電效應(yīng)都十分微弱。壓電傳感器只能應(yīng)用于動(dòng)態(tài)測(cè)量：由于外力作用在壓電元件上產(chǎn)生的電荷只有在無(wú)泄漏的情況下才能保存，即需要測(cè)量回路具有無(wú)限大的輸入阻抗，這實(shí)際上是不可能的，因此壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量。壓電元件在

21、交變力的作用下，電荷可以不斷補(bǔ)充，可以供給測(cè)量回路以一定的電流，故只適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量（一般必須高于100Hz，但在 50kHz 以上時(shí)，靈敏度下降）。圖 3-2 壓電瓷片的符號(hào)和外形3 3. .2 2. .2 2 場(chǎng)場(chǎng)效效應(yīng)應(yīng)管管放放大大電電路路1 1、場(chǎng)效應(yīng)管的直流偏置和靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算、場(chǎng)效應(yīng)管的直流偏置和靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算 圖 3-3 （1）.自給柵偏壓電路(只適用于耗盡型 FET)，Rg 為柵極泄放電阻，泄放柵極感生電荷，通常取 0.1M10M。Rs 為源極偏置電阻，作用類似于共射電路 9 / 28的 Re，可以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn) Q 。自偏壓電路由于 IG0，所以 Rg 上無(wú)直流壓降，VG

22、0。由于耗盡型 FET 在VGS0 時(shí)存在導(dǎo)電溝道，所以電路有漏極電流 ID， 。（2）. 分壓式自偏壓電路，適用于耗盡型和增強(qiáng)型 FET。圖 3-4 若 VGIDRs，則可適用于增強(qiáng)型管(N 溝道)；若 VGIDRs，則可適用于耗盡型MOS 管或 JFET。靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算1.圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)：由轉(zhuǎn)移特性曲線和偏壓線方程(為一直線)求輸入回路的工作點(diǎn)；由輸出特性曲線和直流負(fù)載線求輸出回路的工作點(diǎn)。2.估算法求靜態(tài)工作點(diǎn)：由 FET 的電流方程和偏壓線方程兩組方程聯(lián)立求解，通常舍去不合題意的一組解，然后得到靜態(tài)工作點(diǎn)。 圖 3-5 電壓傳輸特性： 圖 3-62 2、場(chǎng)效應(yīng)管放大與開(kāi)關(guān)應(yīng)用舉例

23、、場(chǎng)效應(yīng)管放大與開(kāi)關(guān)應(yīng)用舉例 10 / 28 圖 3-7用作放大器：BCQD 段：VTVGS6V，F(xiàn)ET 工作在恒流區(qū)(放大區(qū))。例如：用作可控開(kāi)關(guān): 圖 3-8AB 段：VGSVT，F(xiàn)ET 工作在截止區(qū)，VOVDD；EFG 段：VGS6V，F(xiàn)ET 工作在可變電阻區(qū)，VO0。 圖 3-9當(dāng) VGS=9V 時(shí)，工作點(diǎn)移至 F 點(diǎn)，MOS 管工作于可變電阻區(qū)，VDS=0.2V，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)接通；當(dāng) VGS=0V 時(shí)，工作點(diǎn)移至 A，MOS 管截止，VDS=12V, iD=0,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。FET 反相器的輸入/輸出波形： 11 / 28 圖 3-10用作壓控電阻：在可變電阻區(qū)，iD 隨 VDS 近

24、似線性增加，且 VDS 與 iD 的比值(即 RDS)受VGS 控制，等效為壓控電阻 圖 3-113.33.3 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路3.3.1NE5553.3.1NE555NE555 (Timer IC)大約在 1971由 Signetics Corporation 發(fā)布，在當(dāng)時(shí)是唯一非常快速且商業(yè)化的 Timer IC，在往后的 30非常普遍被使用，且延伸出許多的應(yīng)用電，盡管近CMOS 技術(shù)版本的 Timer IC 如 MOTOROLA的 MC1455 已被大的使用，但原規(guī)格的 NE555 依然正常的在市場(chǎng)上供應(yīng)，盡管新版 IC 在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒(méi)變化，所以到

25、目前可直接的代用。NE555 是屬于 555 系列的計(jì)時(shí) IC 的其中的一種型號(hào)，555 系列 IC 的接腳功能與運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生 12 / 28的振蕩頻率也不大一樣；而 555 是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí) IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈沖信號(hào)。 a. NE555 的特點(diǎn)有： 1.只需簡(jiǎn)單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。 2.它的操作電源電壓圍極大，可與 TTL，CMOS 等邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位與輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。

26、 3.其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。 4.它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。5.靜態(tài)電流 最大值 VCC = 5 V, RL = =6mA VCC =15 V, RL = =15mA b. NE555 引腳位功能配置說(shuō)明下： 圖 3-12 NE555 各腳功能-管腳圖Pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn)) -這個(gè)腳位是觸發(fā) NE555 使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于 2/3 VCC，下緣須低于 1/3 VCC 。 Pin 3 (輸出) -當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始 555 的輸出輸出腳位，移至比電源電壓

27、少 1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到 O 伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約 200 mA 。 Pin 4 (重置) -一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 13 / 28Pin 5 (控制) -這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。 Pin 6 (重置鎖定) - Pin 6 重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3 VCC 電壓以下移至 2/3 VCC 以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。 Pin 7 (放電) -這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有一樣的電流輸出能

28、力，當(dāng)輸出為ON 時(shí)為 LOW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為 OFF 時(shí)為 HIGH，對(duì)地為高阻抗。 Pin 8 (V +) -這是 555 個(gè)計(jì)時(shí)器 IC 的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的圍是+4.5 伏特(最小值)至+16 伏特(最大值)。參數(shù)功能特性： 供應(yīng)電壓 4.5-18V 供應(yīng)電3-6 mA 輸出電225mA (max) 上升/下時(shí)間 100 nsNE555 的相關(guān)應(yīng)用: NE555 的作用圍很廣，但一般多應(yīng)用于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Monostable Mutlivibrator）與無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(Astable Multivibrator)。 14 / 28 圖 3-13 555 集成電路部

29、電路圖3.3.23.3.2 NE555NE555 構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，在外加脈沖的作用下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到一個(gè)暫態(tài)，該暫態(tài)維持一段時(shí)間又回到原來(lái)的穩(wěn)態(tài)。1 1、用、用 555555 定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：（1 1）. .電路組成電路組成 圖 3-14 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖 3-14 所示，其中 R、C 為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)元件，它們的連接點(diǎn) Vc與定時(shí)器的閥值輸入端（6 腳）與輸出端 Vo（7 腳）相連。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出脈沖寬度 tpo=1.1RC。Ri、Ci 構(gòu)成輸入回路的微分環(huán)節(jié)

30、，用以使輸入信號(hào) Vi 的負(fù)脈沖寬度 tpi限制在允許的圍，一般 tpi5RiCi，通過(guò)微分環(huán)節(jié)，可使 Vi的尖脈沖寬度小于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度 tpo。若輸入信號(hào)的負(fù)脈沖寬度 tpi 本來(lái)就小 15 / 28于 tpo，則微分環(huán)節(jié)可省略。定時(shí)器復(fù)位輸入端（4 腳）接高電平，控制輸入端 Vm 通過(guò) 0.01uF 接地，定時(shí)器輸出端 Vo（3 腳）作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的單穩(wěn)信號(hào)輸出端。（2 2）. .工作原理工作原理當(dāng)輸入 Vi 保持高電平時(shí)，Ci 相當(dāng)于斷開(kāi)。輸入 Vi由于 Ri 的存在而為高電平 Vcc。此時(shí)，若定時(shí)器原始狀態(tài)為 0，則集電極輸出（7 腳）導(dǎo)通接地，使電容 C 放電、Vc=

31、0，即輸入 6 腳的信號(hào)低于 2/3Vcc，此時(shí)定時(shí)器維持 0 不變。若定時(shí)器原始狀態(tài)為 1，則集電極輸出（7 腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，Vcc 經(jīng) R 向 C 充電，使 Vc 電位升高，待 Vc 值高于 2/3Vcc 時(shí)，定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為 0 態(tài)。結(jié)論：結(jié)論：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器正常工作時(shí)，若未加輸入負(fù)脈沖，即 Vi 保持高電平，則單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出 Vo 一定是低電平。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作過(guò)程分為下面三個(gè)階段來(lái)分析，圖 3-15 為其工作波形圖： 圖 3-15 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形觸發(fā)翻轉(zhuǎn)階段： 16 / 28輸入負(fù)脈沖 Vi 到來(lái)時(shí)，下降沿經(jīng) RiCi 微分環(huán)節(jié)在 Vi端產(chǎn)生下跳負(fù)向尖脈沖，其值低于負(fù)向閥值（1/

32、3Vcc）。由于穩(wěn)態(tài)時(shí) Vc 低于正向閥值（2/3Vcc），固定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為 1，輸出 Vo 為高電平，集電極輸出對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，此時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。 暫態(tài)維持階段：由于集電極開(kāi)路輸出端（7 腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，Vcc 通過(guò) R 向 C 充電，Vc 按指數(shù)規(guī)律上升并趨向于 Vcc。從暫穩(wěn)態(tài)開(kāi)始到 Vc 值到達(dá)正向閥值（2/3Vcc）之前的這段時(shí)間就是暫態(tài)維持時(shí)間 tpo 。返回恢復(fù)階段：當(dāng) C 充電使 Vc 值高于正向閥值(2/3Vcc）時(shí)，由于 Vi端負(fù)向尖脈沖已消失 ，Vi值高于負(fù)向閥值（1/3Vcc），定時(shí)器翻轉(zhuǎn)為 0，輸出低電平，集電極輸出端（7 腳）對(duì)地導(dǎo)通，暫態(tài)階段結(jié)束。C 通過(guò) 7

33、腳放電，使 Vc 值低于正向閥值（2/3Vcc），使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。2 2、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用舉例利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特性可以實(shí)現(xiàn)脈沖整形，脈沖定時(shí)等功能。(1(1）. .脈沖整形脈沖整形利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器能產(chǎn)生一定寬度的脈沖這一特性，可以將過(guò)窄或過(guò)寬的輸入脈沖整形成固定寬度的脈沖輸出。如圖 3-16 所示的不規(guī)則輸入波形，經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處理后，便可得到固定寬度、固定幅度，且上升、下降沿陡峭的規(guī)整矩形波輸出。 圖 3-16 脈沖整形 17 / 28(2(2）. .脈沖定時(shí)：脈沖定時(shí)：若將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出 Vo 接至與門的一個(gè)輸入腳，與門的另一個(gè)輸入腳輸入高頻脈沖序列 V

34、f。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在輸入負(fù)向窄脈沖到來(lái)時(shí)開(kāi)始翻轉(zhuǎn)，與門開(kāi)啟，允許高頻脈沖序列通過(guò)與門從其輸出端 VAND 輸出。經(jīng)過(guò) tpo 定時(shí)時(shí)間后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，與門關(guān)閉，禁止高頻脈沖序列輸出。由此實(shí)現(xiàn)了高頻脈沖序列的定時(shí)選通功能，工作波形如圖 3-17 所示： 圖 3-17 脈沖定時(shí)3.3.33.3.3 NE555NE555 構(gòu)成的多諧振蕩電路構(gòu)成的多諧振蕩電路多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器?！岸嘀C”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)，常用

35、作脈沖信號(hào)源與時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)1 1、用、用 555555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（1 1）. .電路組成：電路組成： 圖 3-18（a）多諧振蕩器的電路組成用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖 3-18（a）所示：圖中電容 C、電阻 R1 和 R2 作為振蕩器的定時(shí)元件，決定著輸出矩形波正、負(fù)脈沖的寬度。 18 / 28定時(shí)器的觸發(fā)輸入端（2 腳）和閥值輸入端（6 腳）與電容相連；集電極開(kāi)路輸出端（7 腳）接 R1、R2 相連處，用以控制電容 C 的充、放電；外界控制輸入端（5 腳）通過(guò) 0.01uF 電容接地。（2 2）. .工作原理：工作原理： 圖 3-1

36、8（b）多諧振蕩器的工作波形多諧振蕩器的工作波形如圖 3-18(b)所示：電路接通電源的瞬間，由于電容 C 來(lái)不與充電，Vc=0v，所以 555 定時(shí)器狀態(tài)為 1，輸出 Vo 為高電平。同時(shí)，集電極輸出端（7 腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，電源Vcc 對(duì)電容 C 充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) I，此后，電路周而復(fù)始地產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。多諧振蕩器兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間取決于 RC 充、放電回路的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間，即輸出 Vo 的正向脈沖寬度 T10.7(R1+R2)C；暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間，即輸出 Vo 的負(fù)向脈沖寬度 T20.7R2C。因此，振蕩周期 T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振蕩頻率 f=1/T

37、。正向脈沖寬度T1 與振蕩周期 T 之比稱矩形波的占空比，由上述條件可得 D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使 R2R1，則 D1/2，即輸出信號(hào)的正負(fù)向脈沖寬度相等的矩形波（方波）。2 2、多諧振蕩器應(yīng)用舉例：、多諧振蕩器應(yīng)用舉例：（1 1）. .模擬聲響發(fā)生器：模擬聲響發(fā)生器：將兩個(gè)多諧振蕩器連接起來(lái)，前一個(gè)振蕩器的輸出接到后一個(gè)振蕩器的復(fù)位端，后一個(gè)振蕩器的輸出接到揚(yáng)聲器上。這樣，只有當(dāng)前一個(gè)振蕩器輸出高電平時(shí)，才驅(qū)動(dòng)后一個(gè)振蕩器振蕩,揚(yáng)聲器發(fā)聲；而前一個(gè)振蕩器輸出低電 19 / 28平時(shí)，導(dǎo)致后面振蕩器復(fù)位并停止震蕩,此時(shí)揚(yáng)聲器無(wú)音頻輸出。因此從揚(yáng)聲器中聽(tīng)到間歇式的嗚.嗚聲響。（

38、2 2）. .電壓電壓頻率轉(zhuǎn)換器：頻率轉(zhuǎn)換器：由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器中，若定時(shí)器控制輸入端（5 腳）不經(jīng)電容接地，而是外加一個(gè)可變的電壓源，則通過(guò)調(diào)節(jié)該電壓源的值，可以改變定時(shí)器觸發(fā)電位和閥值電位的大小。外加電壓越大，振蕩器輸出脈沖周期越大，即頻率越低；外加電壓越小，振蕩器輸出脈沖周期越小，即頻率越高。這樣，多諧振蕩器就實(shí)現(xiàn)了將輸入電壓大小轉(zhuǎn)換成輸出頻率高低的電壓頻率轉(zhuǎn)換器的功能。 20 / 28第第 4 4 章章 電路板的組裝電路板的組裝4.14.1 電路板的制作過(guò)程電路板的制作過(guò)程在插放元件前先用電工刀將電路板的外型設(shè)計(jì)好，是否與它的外殼相匹配。要注意插入邊沿的元件后，能否蓋上

39、外殼。在插放元件的時(shí)候，最好對(duì)個(gè)元件的性能進(jìn)行檢測(cè)，我們所購(gòu)買的都不是軍用元件，存在一定的誤差。不同的三極管引腳排列順序不一樣，對(duì)電阻、電容、電解電容、二極管、三極管、可控硅、穩(wěn)壓二極管 、集成電路等的識(shí)別與檢測(cè)焊接的時(shí)候應(yīng)注意烙鐵的溫度，最好不要在電風(fēng)扇下面，以免風(fēng)扇影響烙鐵頭的溫度。同時(shí)要注意焊接技術(shù)，不要出現(xiàn)尖角，剪除引腳的時(shí)候，引腳不要留的太長(zhǎng)，避免不必要的干擾。 21 / 28第第 5 5 章章 電路的調(diào)試電路的調(diào)試5.15.1 調(diào)試方法過(guò)程調(diào)試方法過(guò)程按電路圖焊接組裝好后，可進(jìn)行調(diào)整，主要是調(diào)整電路的接收靈敏度。調(diào)整時(shí)，一邊發(fā)出響聲，一邊調(diào)整 RP，使電路被觸發(fā)，發(fā)出報(bào)警聲。電路中的其他部分只要組裝正確，一般不需調(diào)整即能