电子元器件认识与系统设计报告
指导教师评语 考勤（10） 守纪（10） 报告（30） 作品（30） 答辩（20） 总成绩（100）
专 业： 自动控制 班 级： 控1103 姓 名： xxx 学 号： 201108948 指导教师： 朱爱红
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2013 年 7月 11日
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消防车双音报警器 1设计目的
本次设计的目的是设计一个可调频率的双音报警器。设计用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，可调节滑动变阻器的阻值，使得扬声器发声频率发生变化，与消防车的笛音相似而发出报警信号。从而培养我们运用所学的专业知识进行创新设计的能力，以及提升我们的动手能力。
2设计任务
⑴制作可模拟消防车声音的数字电路。
⑵通过技术指标通过分析计算确定电路形式和元件参数。 ⑶最后能做出实物并验证其功能。
3搭建电路
实物电路搭建是非常关键的工作，要求我们必须认真仔细才能保证最后焊出来的器件能够调试成功。消防车双音报警器的设计使用多孔板制作，在焊接前应准备好焊接工具和材料，合理分配各元件在电路板上的位置，既要有利于焊接又要使成果美观。在焊接过程中我按照预先设计好的位置将要焊接的元件插装到电路板上。首先我将两个555芯片底座焊接到电路板上，然后依次将电阻，电容，二极管，三极管焊接到电路板上，将这些小器件焊接好之后，再进行滑动变阻，器扬声器等大元件的焊接，将这些元件焊接固定到电路板上之后按照工作原理图将各元器件用导线连接，在焊接时尤其要注意二极管的极性以及防止555芯片引脚的短接。焊接结束后，我们对电路进行了调试，电路使用直流稳压电源调制6V，分清正负极接地端接电源负极另一端接电源正极，端接喇叭，接通电源即发出“滴、嘟、滴、嘟??”的声响。
4功能
本小组做的这次作品用于消防车，能够模仿出消防车预警发出的声音，在现实生活中有着重要意义。
5设计方案
消防车预警电路由两个555定时器和外接组件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电Dc端放电，使电路产生振荡。电容C在2/3Vcc和1/3Vcc之间充电和放电，从而在输出端得到预期的矩形波形。
5.1芯片功能
在555定时器中含有两个电压比较器，其中一个为基本RS触发器，另外一个是放电开关T，电压比较器的参考电压由三只5kΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器AR1同相比较端和低电平比较器AR2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。AR1和AR2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
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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芯片的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。Rd是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vcc是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc作为比较器AR1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0.01uF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。在使用时，该三极管的集电极（7脚）一般都要外接上拉电阻。芯片内部电路如图1所示。
VCC电源8复位4Rd控制电压5阀值输入6R1 5K+-=+-AR2AR1U1NANDU3G1Vo3OPAMPU2NANDNOTR2 5K触发输入2OPAMPNANDR3 5K放电器7TNPN11R4RES21
555芯片内部电路图
根据以上的分析，我们可以得到555定时器的功能表如表1所示。
表1 555功能表
阈值输入 × <2/3Vcc >2/3Vcc <2/3Vcc
触发输出 × <1/3Vcc >1/3Vcc >1/3Vcc
复位Rd 0 1 1 1
R × 1 0 1
S × 0 1 1
输出电压
0 1 0 不变
放电管 导通 截止 导通 不变
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