《数字电子技术项目教程》项目7 防盗报警器的设计与制作

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1、项目7防盗报警器的设计与制作7.1 项目描述n本项目是由555定时器和语音芯片制作的触摸式防盗报警器，项目相关的知识点有多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器、555定时器等。 n项目要求项目要求n用555定时器制作一个触摸式防盗报警器，要求当人触摸到报警装置时，报警器发出报警声音。7.2 项目资讯n 7.2.1脉冲信号及其参数n脉冲波形的主要参数n （1）脉冲周期Tn （2）脉冲幅度Umn （3）上升时间trn （4）下降时间tfn （5）脉冲宽度twn （6）脉冲频率f：n （7）占空比q：7.2.2 7.2.2 多谐振荡器多谐振荡器n1TTL反相器构成的多谐振荡器工作原理：（1）暂稳态

2、(2) 暂稳态（3）返回暂稳态n2.TTL与非门的多谐振荡器n3占空比和震荡频率都可调的多谐振荡器n4CMOS逻辑门构成的多谐振荡器n5.石英晶体多谐振荡器n石英晶体的电抗频率特性石英晶体的电抗频率特性 7.2.3单稳态触发器n1结构与原理n（1）稳定状态n（2）触发翻转进入暂态n（3）自动翻转n（4）恢复过程n2单稳态触发器的应用n（1）脉冲整形n利用单稳态触发器可以将不规则的信号转换成矩形信号 n (2)脉冲定时n由于单稳态触发器可产生宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，因此，可利用它来作定时电路。 n（3）脉冲展宽n当脉冲宽度较窄时，可用单稳态触发器展宽 7.2.4施密特触发器n1.由门电路

3、构成的施密特触发器n1）简单的施密特触发器n当 0时， 0。n随着上升，上升到达阈值电平1.4V 后，门G3输出低电平，使RS触发器。n当上升到最大值后，并返回下降到小于V时，电路状态可保持不变；只有当下降到0.7V时，使门2得到输入低电平，才会使0，并由触发器自锁保持。iu0un电路的电压传输特性n 10u20u 施密特触发器的工作波形n2.2.施密特触发器的应用施密特触发器的应用n（1）波形变换n施密特触发器常用于将三角波、正弦波及变化缓慢的波形变换成矩形脉冲。n（2）脉冲整形n脉冲信号经传输线传输受到干扰后，其上升沿和下降沿都将明显变坏，这时可用施密特触发器进行整形，将受到干扰的信号作为

4、施密特触发器的输入信号，输出便为矩形脉冲。 n（3）脉冲幅度鉴别n当输入为一组幅度不等的脉冲而要求去掉幅度较小的脉冲时，可将这些脉冲送到施密特触发器的输入端进行鉴别，从中选出幅度大于UT+的脉冲输出。 7.2.5 555定时器n1555定时器的电路组成n2 2555555定时器的基本逻辑功能定时器的基本逻辑功能n1） ，输出电压为低电平，V饱和导通。n2） 时，A1输出低电平，A2输出高电平，V饱和导通。n3） 时，A1、A2输出均为高电平，基本RS触发器保持原来状态不变，因此，u0、V也保持原状态不变。n4） 时，A1输出高电平，A2输出低电平，V截止。1, 0QRCCTRCCRHVUVUR

5、31,321 ，CCTRCCTHVUVUR31,321 ，CCTRCCTHVUVUR31,321 ，n3用555定时器组成的多谐振荡器n由555定时器组成多谐振荡器的工作波形 n4用555定时器构成的施密特触发器电路n由555定时器组成施密特触发器的工作波形 n5555定时器构成的单稳态电路n由由555555定时器组成的单稳态触发器的工作波定时器组成的单稳态触发器的工作波形形 7.3 技能训练 555定时器的功能及应用n1）555定时器组成多谐振荡器电路测试按图接线，检查电路连接无误后接通电源。用双踪示波器观察VC、u0的波形。n2）555组成单稳态触发器n（1）电路组成如图所示。按图接线，检

6、查电路连接无误后接通电源。ui输入信号由单次脉冲提供，用双踪示波器观察ui、VC、u0的波形。将R改为1k，C改为0.1F，输入端加1kHz的连续脉冲，再用双踪示波器观察ui、VC、u0的波形。n3）555组成施密特触发器n电路图如图所示按图接线，检查电路连接无误后接通电源。输入信号ui由音频信号源提供，频率为1kHz,接通电源，逐渐加大ui的幅度，观察输出波形。7.4项目实施n7.4.1 项目分析n1.电路结构n防盗报警器电路如图 7.4.2 项目制作n1元器件的检测n1）555集成定时器的识别与检测n用555定时器组成多谐振荡器对555定时器进行初步检测。检测电路可按实训图7-27所示进行

7、，观察波形信号正常即可判定555正常。n2）语音芯片的识别与检测nKD9561是四音模拟声报警集成电路，如图7-31所示。它有四种不同的模拟声响可选用，模拟声音种类由选声端SEL1和SEL2的电平高低决定。n2 2电路安装电路安装n1）将检测合格的元器件按照电路连接安装在面包板上。n2）插接集成电路时，先校准两排引脚，使之与底板上插孔对应，轻轻用力将电路插上。n3）导线应粗细适当，一般选取直径为0.60.8mm的单股导线，最好用不同色线以区分不同用途。n4）布线应有次序地进行，较好的方法是接好固定电平点，其次，按信号源的顺序从输入到输出依次布线。n5）连线应避免过长，避免从集成元件上方跨越，避

8、免多次的重叠交错，以利于布线，更换元件，以及故障检查和排除。n6）电路布线应整齐、美观、牢固。水平导线应尽量紧贴底板，竖直方向的导线可沿边框四角敷设。n7)安装过程要细心，防止导线绝缘层被损伤，不要让线头、螺钉、垫圈等异物落入安装电路中，以免造成短路或漏电。n8）电路安装完后，要仔细检查电路连接，确认无误后再接入电源。3.电路调试n1）仔细检查电路与元件连接。n2）先闭合S2，再闭合S1，接通整机电源。n3）断开S2开启报警器，使报警器处于待报警状态。n4）用手触碰金属片，扬声器应发出报警声。nM可用钢片或铝片，中间钻一小孔，接到任何需要防护的金属部位。nIC2的外围元件只有一只震荡电阻R3，取值可在180510k范围，R3越小，报警节奏就越快，反之就越慢。n4故障分析与排除n本电路常见的故障现象有接通电源即报警或接通电源不报警等。n接通电源即报警的主要原因有：n开启电源前，报警启动开关未闭合；n555集成定时器损坏；n三极管VT1、VT2击穿损坏等。n开启电源后不报警，常见的原因有：n开启电源后，报警启动开关未断开；n555定时器损坏；nVT3、VT4损坏等。