項目十 變音警笛電路制作與調(diào)試

1、項目十、變音警笛電路制作與調(diào)試學習重點:n 1、555時基電路的引腳功能和邏輯功能。n 2、整機裝配技術。n 3、裝配、測試、調(diào)整應用電路。n 4、畫相關信號波形。學習難點:n 1、整機裝配技術。n 2、裝配、測試、調(diào)整應用電路。n 3、排除常見故障任務一、變音警笛電路制作與調(diào)試明確目標：n1、 掌握能夠識別555定時器管腳功能的方法。n2、 掌握整機裝配技術。n3、 掌握畫相關信號波形的方法。n4、 熟悉裝配、測試、調(diào)整應用電路。操作示范：n 1、555時基電路的引腳功能和邏輯功能。n 2、裝配、測試、調(diào)整應用電路。n 3、畫相關信號波形。n 4、整機裝配。（一）、認識555定時器：1、55

2、5定時器：n 555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。555定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。n 555定時器具有多種型號的芯片，這里以NE555為例。NE555的實物圖和封裝圖分別如圖1-1、1-2所示。圖1-1 NE555實物圖圖1-2 NE555封裝圖圖1-3 NE555極限參數(shù) 555定時器的引腳有8個引腳，它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：低觸發(fā)端TR。3腳：輸出端Vo4

3、腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。6腳：高觸發(fā)端TH。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。n2、555定時器的工作原理 它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關T，比較器的參考電壓由三只5K的電阻器構成分壓，

4、它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為2/3Vcc和1/3Vcc。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關狀態(tài)。當輸入信號輸入并超過2/3Vcc時，觸發(fā)器復位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關管導通；當輸入信號自2腳輸入并低于1/3Vcc時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關管截止。 是復位端，當其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接Vcc。Vco是控制電壓端（5腳），平時輸出2/3Vcc作為比較器A1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常

5、接一個0.01F的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當T導通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。DRDR 555定時器的工作狀態(tài)取決于電壓比較器A1和A2。下面討論當高觸發(fā)端輸入電壓大于閾值電壓時的情況。 當高觸發(fā)端輸入電壓低于閾值電壓、低觸發(fā)端輸入電壓大于閾值電壓時的情況，如圖所示。顯然這種情況下兩個比較器輸出均為0，電路保持原態(tài)不變。（二）、555電路的應用：1、用555定時器組成的多諧振蕩器： 用555定時器組成的多諧振蕩器是無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其原理圖如圖所示。特點如下所示：（1）多諧震蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；（2）通過

6、電容的充電和放電，使兩個暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，無需外觸發(fā)；（3）輸出周期性的矩形脈沖信號，由于含有豐富的諧波分量，故稱做多諧振蕩器。用555定時器組成的多諧振蕩器電路和工作波形n2、用555定時器組成施密特觸發(fā)器： 用555定時器組成的施密特觸發(fā)器是雙穩(wěn)態(tài)電路，其原理圖如圖所示。 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有的特點如下：（1）有兩個穩(wěn)定狀態(tài)。（2）這兩個穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要外加觸發(fā)信號，穩(wěn)定狀態(tài)的維持也依賴于外加觸發(fā)信號。 當輸入電壓大于或小于電路閾值時，輸出均會維持在一個恒定電壓值，從而把緩慢變化的輸入波形變換成邊沿陡峭的矩形波輸出。555定時器構成的施密特觸發(fā)器波形圖如圖所示。n3、用555

7、定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路：用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的原理如圖所示。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有下列特點：（1）它有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)狀態(tài)；（2）在外來觸發(fā)脈沖作用下，能夠由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)狀態(tài)；（3）暫穩(wěn)狀態(tài)維持一段時間后，將自動返回到穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)時間的長短，與觸發(fā)脈沖無關，僅決定于電路本身。 555定時器構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路及波形圖。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器也有兩種狀態(tài)：一個是穩(wěn)態(tài)，另一個是暫穩(wěn)態(tài)。 當沒有觸發(fā)脈沖輸入時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處于穩(wěn)態(tài)；當有觸發(fā)脈沖時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器將從穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀悍€(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)在保持一定時間后，能夠自動返回到穩(wěn)定狀態(tài)。 必須注意：觸發(fā)脈沖必須是窄脈沖。由555定時器構成三

8、種觸發(fā)器的比較n3、 555定時器應用舉例（1）555定時器構成水位監(jiān)控報警電路如圖所示 水位正常情況下，電容C 被短接，揚聲器不能發(fā)音；水位下降到探測器以下時，555定時器構成的多諧振蕩器工作，驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音報警。（2）簡單的汽車防盜報警器(555)：圖 汽車防盜報警器 （3）模擬聲響電路(555)，原理圖如圖所示。（三）、變音警笛電路的制作與調(diào)試1、硬件的選擇： 555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

9、，555可以獨立構成多種功能電路，且精度非常高，能夠產(chǎn)生精確的時間延遲和振蕩。一般采用NE555芯片，其引腳圖如圖所示。n555芯片的特點如下： n（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。 n（2）電源適應范圍大，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。 n（3）輸出電流大，可直接推動小喇叭、電機、繼電器等多種負載。非常適合用在自動控制電路中。 n（4）計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，價格便宜。n2、電路設計總電路圖n 由555時基

10、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腳恢復低電平，電路進人穩(wěn)態(tài)。n 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。n振蕩電路模塊： 當接通電源后，電容C1上的初始電壓變?yōu)?，C1兩端的電壓處于高電平，放電管截止，電源通過R1.R2向電容C1充電，經(jīng)過一段時間后，電容兩端的電壓達到高觸發(fā)電平，而這時放電管導通，電容C1通過點阻R2放電，一段時間后，電容兩端的電壓變回原來狀態(tài)，隨即放電管又截止，電容C1又開始充電。如此周而復始，重復上述的過程，輸出端得到矩形波電壓。振蕩電路n報警聲發(fā)生電路模塊： 由于IC1的3腳輸出低電平，