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1、选择题目2基于555触发器的实用电路设计名称救护车扬声器发音电路姓 名学号200710313014班级07自动化设计方案该电路主要通过两片 555定时器模拟救护车扬声器发声电路， 输出周期性变化的高频信 号和低频 信号，驱动扬声器发出高音低音周期交替的警报声。将两片 555 定时器分别连接成多谐振荡器，其中 555（ 1）的作用是控制高频声音和低 频声音的持续时间，其输出 Vo1 是 555（ 2）的控制电压； 555（2）的作用是控制高低音的 频率，作为 压控振荡器将 555（ 1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。二、 技术原理1555 定时器器件特性555定时器是一种中规模集
2、成电路，外形为双列直插 8脚结构，体积很小，使用起来方 便。集成时 基电路 555 的电源电压范围较宽， 可在 516V 范围内使用 （TTL 型，若为 CMOS 型的 555 芯片， 则电压 范围可在218V内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。双极型时基集成电路最大的灌 电流和拉电流都在200mA左右，因而可直接推动TTL或CMOS电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。集成 555定时器有双极性型和 CMOS 型两种产品。它们的逻辑功能和外部引线排列完 全相同。其主 要参数见表 1.1.参数名称符号单位参数电源电压VCCV516电源电流I
3、CCmA阈值电压VthV23 VCC触发电压VTRV1 VCC输出低电平VOLV1输出高电平V OHV13.3最大输出电流IOMAXmAW200最高振荡频率fMAXKHzW300时间误差tnSW5图 1（a） 双极性型 5G555 的主要性能参数 V TH 即 V i1 ,VTR 即 Vi2 基于以上对 555 定时器参数及性能的分析参数名称符号单位参数电源电压VCCV318电源电流I CC|JA60阈值电压VthV23 VDD触发电压V TRV13 VDD输出低电平VV0.1输出高电平VV14.8最大输出电流IOMAXmAW200最高振荡频率fMAXKHzM500时间误差tnSb） CMOS
4、 型 7555 的主要性能参数认为以 555 定时器搭建的电路能够驱动小功率扬声器发音， 选择适当的外部电阻电容等器件与 555定时器配合使用能够使此设计得以 实现。2.555 定时器内部结构及工作原理G1TH)(TR)02G2P一|说IkVDisTRTHQ555Vco555的逻辑符号VCC Dis TH Vco87655551234GND TR Vo Rd图1555定时器內部结构（b） 555的引脚排列 图2 555定时器逻辑符号1 内部结构： 输入端接参考电压 VT = 12 VeVCC和引脚555 定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图 1和图 2 所示。Vi1（TH ）：高电
5、平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为 TH。Vi2（ TR ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为 TR 。VCO ：控制电压端。VO ：输出端。Dis :放电端。Rd ：复位端。555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生i3VCC和23Vcc两个 基准电压；两个电压比较器q、C2，-个由与非门Gq G2组成的基本RS触发器（低电平触 发）；放电三极管 T 和输出反相缓冲器 G3。Rd是复位端，低电平有效。复位后，基本RS触发器的Q端为1 （高电平），经反相缓 冲器后，输出为0 （低电平）。VCO为控制电压端，在VCO端加入电压，可改变两比较器q、C2 的参考电压。不
6、加控制电压时，要在 VCO和地之间接0.0*F （电容量标记为103）电容。 放电管Tl的输出端Dis为集电极开路输出。2 工作原理：分析图1的电路：在555定时器的V CC端和地之间加上电压，当VC悬空时，比较器C的同相输入端接参考电压VT= 23Vcc，比较器C2反相输入端接参考电压 VT= 13VCC；当V CO接控制电压Ve时，比较器C1的同相输入端接参考电压VT=Ve,比较器C2反相 现做如下规定：当TH端的电压VT时，写为V th=1，当TH端的电压vt时，写为Vth=0。当TR端的电压VT 时，写为V tr=1，当TR端的电压VT时，写为VTr=0。 低触发：当输入电压Vi2VT
7、且V*，则Vth = 1,比较器输入输出C输出为低电平，无论C2输出何种电平，基本THRdDisRS触发器因R =0,使Q- 1，经输出反相缓冲器TRVo导通后，V。二0, T导通。这时称555定时器“高触XXLLZp- 55VTVTHH截止555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三VTH不变不变种基本状态和进入状态的条件(即vth、vtr的VtXHL导通“0”、“1”)整理为表2表 2 555 定时器控制功能表根据 555 定时器的控制功能， 可以制成各种例如,持，V。和T状态不变，这时称555定时器“保持”。保持:若vi2VT且Vii 连接方法：将555定时器的Vi1和Vi2连在一起
8、结成施密特触发器，然后将V。经RC积分电路接回输入端即构成 了多谐振荡器，如图3 (a)所示。2 多谐振荡形成机理：初始时刻，Vc为0时，Vi2 VT , Vi1 VT , 555定时器处于高出 发状态，V。二0, T导通，电容C经过R2、T放电，Vc降低，当Vc下降到VT时，Vi2VTVi1 VT，电路再次进入低触发状态，电容 C经过R1、R2充电以此循环往复，电容 Vc上的电压在VT和VT之间往复振荡，Vo端输出具有一定占空比的方波脉冲，通过调节 RW 或电容C，可得到不同的时间常数；还可产生周期和脉宽可变的方波输出，波形如图 3 (b) 所示。3相关公式推导：通过Vc的波形球的电容C的充
9、电时间J和放电时间T2计算公式如下:故电路的振荡周期为：T T1 T2 R1 R2VCCVTVTClnCCtR Cln tVCCVTVTR R Cln vcc1 2VTVVCCT0 VTVTTR2ClntR2Cln t22 0 VT2VT充电时间计算公式：T1放电时间t2计算公 t 式：T2当Vco悬空(接电容后接地)，VT = 23Vcc VT = 13 VCC时,T1R1R2Cln2T2 R2Cln 2振荡周 期：T (R12R2)Cln 2振荡频率：f T1(R12R2)Cln 2方案实施及结果分析1. 电路图设计及器件参数选择12V5I857.72kC2仆10DnF X=tOnFC1C
10、fR238vC133uf 2/3Vcc0图5 555（2）控制端电压Ve的戴维南等效电路图RX5/ /(5 5) 3.3kRV3 CC3RVX O1R3R10 8 3.33 VO113.33 计算高频声音和低频声音振荡频率：当VO1=0V时，Ve=6.00V,高音振荡频率:1V 1 V(R4CC 2 ER5C2 ln2R5)C2 ln V V5 2CC E12 3110 0.005 ln 100 0.005ln 212 61718Hz582usfH仿真结果如图 6所示：图6高音振荡波形及周期显示(581.897us )12 3.33 8 108.8V当 VO1=12V 时,VE=13.338.8V低音振荡频率：1VCC VE (R4R5)C2ln V 2V R5C2ln2 CC E112 4.4110 0.005 l
