變音警笛的設(shè)計論文

徐州工程學(xué)院課程設(shè)計論文論文名稱： 變音警笛的論文設(shè)計姓名專業(yè)指導(dǎo)教師徐州工程學(xué)院第一章 前言 3第二章總體設(shè)計 42.1背景 42.2電路原理圖 42.3技術(shù)特點 5第三章芯片介紹 53.1555芯片說明 53.2芯片的由來 63.3引腳功能 73.4555的特點 83.5芯片的三種工作模式 8第四章附件 104.1程序流程圖 104.2面包板圖 104.3裝配圖 114.4材料清單 11第五章總結(jié) 125.1總結(jié) 125.2參考文獻 12前言 在當(dāng)今社會上防盜系統(tǒng)越來越受到人們的重視。但是市場上的報警器大部分都是用于一些大公司財政機構(gòu)。價格高昂,一般人們難以接受。如果再設(shè)計和生產(chǎn)一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器，必將在防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。本課程主要介紹了簡易的聲控報警器的電路設(shè)計和電路板的制作。以此電路為依據(jù)只需更換相應(yīng)的報警顯示元件即可改裝成不同類型的報警器，如紅外報警器,紅外線聲先報警器等。這種電路主要由聲控放大電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路、報警電路組成，設(shè)計利用壓電陶瓷片作為聲傳感器獲得信號并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)場效應(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)動蜂鳴器工作。經(jīng)過調(diào)試，實現(xiàn)課程要求。 近年來，隨著改革開放的深入發(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越多。這點就是看到了大部分人防盜意識還不夠強.造成偷盜現(xiàn)象屢見不鮮。因此，越來越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂。報警器這時正為人們解決了不少問題.但是市場上的報警器大部分都是用于一些大公司財政機構(gòu)。價格高昂,一般人們難以接受。如果再設(shè)計和生產(chǎn)一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器，必將在防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。由于聲控報警器體積小，靈敏度高具有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。聲控報警器大多數(shù)采用國外的先進技術(shù),其功能也非常先進。其中包括腳步觸發(fā)報警器，汽車報警器，聲控語音報時鐘，“聲控?zé)簟钡确犀F(xiàn)在人們提倡的節(jié)能意識的產(chǎn)品更是受到現(xiàn)代人的青睞。此外，其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點也受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。第二章總體設(shè)計2.1背景這幾年隨著改革開放的不斷深入以及我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民的生活水平有了很大的提高。各種貴重物品以及高檔家電產(chǎn)品為越來越多的家庭所擁有，并且人們手中尤其是城市居民的積蓄數(shù)額也十分可觀。因此，越來越多的家庭對財產(chǎn)安全問題十分關(guān)心。目前，許多家庭都使用了較為安全的防盜門，如果再設(shè)計和生產(chǎn)一種廉價、性能靈敏可靠的防盜報警器用于居民家中，必將在防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。為此，提出“雙路防盜報警器”的設(shè)計任務(wù),該報警器適用于家庭防盜，也適用于中小企業(yè)事業(yè)單位。其特點是靈敏、可靠，一觸即發(fā)，可以立即報警；也可以延時1-35秒再報警，以增加報警的突然性與隱蔽性。報警時除可以發(fā)出類似公安警車的報警聲之外，兩只警燈還可以同時交替閃亮，增加對犯罪分子的威懾氣氛。2.2電路原理圖2.3技術(shù)特點由555時基集成電路與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，IC1的3腳輸出低電平。當(dāng)聲傳感器受到觸發(fā)后輸出脈沖信號并經(jīng)VT1放大后由漏極D輸出時，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，電路進人暫穩(wěn)態(tài)，電源通過R4向C2充電，充電時間約2min。2min后，C3充電電壓升高到6腳的閥值電平，觸發(fā)器自動翻轉(zhuǎn)，3腳恢復(fù)低電平，電路進人穩(wěn)態(tài)。報警聲發(fā)生電路是一個由555時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。平時由于IC1的3腳輸出低電平，振蕩器不工作，當(dāng)IC1輸出高電平時，振蕩器開始工作，發(fā)出報警聲。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及C4的數(shù)值，可得到所需要的振蕩頻率和報警聲。圖中IC1、IC2可選用NE555NE555或用一只556來代替兩只555。場效應(yīng)三極管選用8550或V40AT型場效應(yīng)管。第三章芯片介紹3.1555芯片說明555時基集成電路是一個把模擬電路和數(shù)字電路組合而成的混合電路，它將模擬功能與邏輯功能整合在一片獨立的集成電路上，極大的拓寬了模擬集成電路的應(yīng)用范圍。555被廣泛用于各種各樣的計時器，脈沖發(fā)生器和振蕩器等場合。憑借著模數(shù)結(jié)合的優(yōu)勢，555可以獨立構(gòu)成多種功能電路，且精度非常高，能夠產(chǎn)生精確的時間延遲和振蕩。時基集成電路的設(shè)計構(gòu)想是在1970年由HansR.Camenzind和JimBall提出的。設(shè)計原型經(jīng)過測試，被移植到Monochip模擬陣列，由WayneFoletta和QualidyneSemiconductors的工程師們進行具體設(shè)計。事后，Signetics公司接管了他們的設(shè)計并開始投入生產(chǎn)，正式量產(chǎn)的第一批555集成電路于1971年面世。根據(jù)應(yīng)用范圍又把555按編號細分為兩個級別：商用級的NE555，溫度范圍0℃～+70℃和軍用級的SE555，溫度范圍-55℃～+125℃。555時基集成電路的封裝分為兩種形式：高可靠性的金屬罐式8腳封裝（T封裝）和低成本的環(huán)氧塑料8腳雙列直插式封裝（V封裝）。封裝號后綴在元件編號后面，因此Signetics公司生產(chǎn)的555按全編號分別為NE555V、NE555T、SE555V和SE555T。這些元件編號對于業(yè)余應(yīng)用來說，可以不必太過深究，但是若要把元件用在重要場合，從設(shè)計的環(huán)節(jié)就需要仔細考慮了。E555(TimerIC)大約在1971年由SigneticsCorporation發(fā)布，在當(dāng)時是唯一非常快速且商業(yè)化的TimerIC，在往后的30年來非常普遍被使用，且延伸出許多的應(yīng)用電路，盡管近年來CMOS技術(shù)版本的TimerIC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原規(guī)格的NE555依然正常的在市場上供應(yīng)，盡管新版IC在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒變化，所以到目前都可直接的代用。NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當(dāng)普遍的計時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。3.2芯片的由來555名稱的由來，按照很多技術(shù)文章的說法，555時基集成電路的3個“5”，是源自它電路基片上的三個誤差極小的5kΩ電阻構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓電路。555的等效電路圖如圖1所示，從圖1中可以清晰的看到R7、R8、R9這三只5kΩ的基準(zhǔn)電阻，以串聯(lián)的方式接在電源正極與地之間。但是它的設(shè)計者HansR.Camenzind曾明確表示，這個數(shù)字完全是隨機得來的，設(shè)計者本人也沒有給他設(shè)計的這個電路起過名字。事實上，它只是碰巧被生產(chǎn)它的Signetics公司編入了它們的5-X-X系列線性器件家族中，第一個5代表Signetics公司的5系列線性器件一族，后面兩個5則是順延的元件編號。Signetics公司后來被Philips公司收購，但是Philips和之后的其他各家芯片制造商都無例外地在它們的元件編號中保留了“555”這三個數(shù)字。根據(jù)各家制造商生產(chǎn)工藝的不同，標(biāo)準(zhǔn)的555時基集成電路在其硅芯片上包含有20個左右的晶體管、2個二極管和15個電阻。常見的555為塑封8腳雙列直插式封裝，這個封裝的英文縮寫為DIP8。555的引腳排列如下圖2，芯片為引腳朝下，自缺口處逆時針起為1～8腳。此外，555還有兩個擴展型號：二合一的14腳雙列直插塑封雙時基集成電路556；四合一的16腳雙列直插塑封四時基集成電路558。3.3引腳功能各腳功能-管腳圖

Pin1GND(接地)-地線(或共同接地)，通常被連接到電路共同接地。

Pin2(觸發(fā)點)-這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。

Pin3OUT(輸出)-當(dāng)時間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少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。于高電位時的最大輸出電流大約200mA。Pin4RESET(重置)-一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。Pin5CTRL(控制)-這個接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。Pin6THR(重置鎖定)-Pin6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時啟動這個動作。Pin7DIS(放電)-這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。

Pin8Vcc(V+)-這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+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輸出電流225mA(max)?供應(yīng)電流3-6mA?上升/下降時間100ns3.4555的特點555時基集成電路電路的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。1．只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。2．電源適應(yīng)范圍大，它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，可與TTL，CMOS等邏輯電路的高、低電平匹配。也可以和模擬運算放大器、運算放大器共同組成某些功能和特性不同的模塊電路。在計算機誕生的早期，NE555曾被用于蘋果Ⅱ型和IBM計算機的輸入設(shè)備。還有一個鮮為人知的故事，在20世紀(jì)70年代，555剛誕生的時候，曾被黑客用來破解早期的電信系統(tǒng)的長途電話交換機BLUEBOX。由此也可以看出這塊小芯片的威力。3.5芯片三種工作模式3．雙穩(wěn)態(tài)模式或施密特觸發(fā)器模式。如果DIS腳懸空，555可作為觸發(fā)器使用。用途包括比較器、鎖存器、反相器、方波輸出及整形等。3.6各家生產(chǎn)的555時基集成電路表2總結(jié)了各大芯片制造商生產(chǎn)的眾多型號，引腳兼容的555時基集成電路，包括CMOS版本，方便電子愛好者查閱。3.7多諧振蕩電路電路接通電源的瞬間，由于電容C來不及充電，Vc=0v，所以555定時器狀態(tài)為1，輸出Vo為高電平。同時，集電極輸出端（7腳）對地斷開，電源Vcc對電容C充電，電路進入暫穩(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。多諧振蕩器兩個暫穩(wěn)態(tài)的維持時間取決于RC充、放電回路的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)Ⅰ的維持時間，即輸出Vo的正向脈沖寬度T1≈0.7(R1+R2)C；暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ的維持時間，即輸出Vo的負向脈沖寬度T2≈0.7R2C。因此，振蕩周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振蕩頻率f=1/T。正向脈沖寬度T1與振蕩周期T之比稱矩形波的占空比Ｄ，由上述條件可得D=（R1+R2）/（