提示音電路設計

1、基礎電子實驗三級實驗試卷設計題目： 提示音電路 學 院： 信息工程學院 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 1103班 姓 名： 芮正雄 學 號： 2011013651 2013年 12 月 26 日電工電子實驗中心1. 設計任務和要求任務：完成提示音電路設計要求：1、提示音頻率為1KHz 2、提示音間隔為1s左右 3、提示音持續(xù)時間為0.5s1.5s左右2.設計報告內容（1）課題設計方案本實驗要求完成提示音電路，同時要使得提示音的持續(xù)時間為0.5s1.5s之間可控，間隔時間為1s左右，并且要求其提示音頻率1KHz。我們可以通過使用555定時器構成多諧振蕩器，并利用其高低電平輸出了特性來控制三個

2、變量即：提示音頻率，提示音間隔時間，提示音持續(xù)時間。此處要用到兩個555定時器。工作流程如下：a).第一片555計時器用來控制提示音持續(xù)時間和間隔時間。b).第一片555計時器從3號引腳口輸出電平到第二片555計時器的4號引腳，控制第二片555定時器的通斷來控制揚聲器。c).第二片555計時器控制提示音電路的聲音頻率，來控制發(fā)聲頻率。 （2）主要元器件介紹2.1 555定時器555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在

3、 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。2.1.1 555定時器的電路結構及其功能下圖所示為雙極型5G555定時器的邏輯圖。它的電壓比較器C1和C2(包括電阻分壓器)、G1和G2組成的基本RS觸發(fā)器、集電極開路的放電管V和輸出緩沖級G3三部分組成。C1和C2為兩個電壓比較器，當CO端懸空時，他們的基準電壓為VCC經3個5k的電阻分壓后提供。UR1=2/3VCC為比較器C1的基準電壓，TH（閾值輸入端）為其輸入端。UR2=1/3VCC為比較器C2的基準電壓，TR（觸發(fā)輸入端）為其輸入端。CO為控

4、制端，當外接固定電壓UCO時，則UR1=UC0、UR2=1/2UCO。RD 為直接置0端，只要RD =0，輸出u0便為低電平，正常工作時，RD 端必須為高電平。它的各個引腳功能如下：1腳：GND(或VCC)源負端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：TR低觸發(fā)端。 3腳：OUT（或Vo）輸出端。 4腳：R是直接清零端。當R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：CO(或VC)為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內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：TH高觸發(fā)端。7腳

5、：D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。電阻分壓器由三個5k的等值電阻串聯(lián)而成。電阻分壓器為比較器C1、C2提供參考電壓，比較器C1的參考電壓為2/3Vcc，加在同相輸入端，比較器C2的參考電壓為1/3Vcc，加在反相輸入端。比較器由兩個結構相同的集成運放C1、C2組成。高電平觸發(fā)信號加在C1的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結果作為基本RS觸發(fā)器R端的輸入信號；低電平觸發(fā)信號加在C2的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結果作為基本RS觸發(fā)器S端的輸入信號?；綬S觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器C1、C2的輸出端控制。 8腳：VCC(或VDD)外接電源VCC

6、，雙極型時基電路VCC的范圍是4.516V，CMOS型時基電路VCC的范圍為318V。一般用5V。下表為555定時器的邏輯功能表。輸 入輸 出UI1UI2RDU0V狀態(tài)XX00導通2/3VCC1/3VCC10導通2/3VCC1/3VCC11截止1/3VCC1不變不變22電位器電位器是具有三個引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動的電刷組成。當電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關系的電阻值或電壓。電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器。2.3蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印

7、機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發(fā)聲器件。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 （3各單元電路的工作原理本實驗中第一片555計時器用來控制提示音的持續(xù)時間和間隔時間，則我們可以將555構成多諧振蕩電路如下圖：其多諧振蕩波形圖如下：其中tw1輸出高電平第二片555定時器工作即蜂鳴器發(fā)聲，tw2輸出低電平第二片555定時器停止即蜂鳴器不發(fā)生，計算公式如下：輸出信號的時間參數(shù)是： T=tw1+tw2 , tw1=ln2(R1+Rv2)C2 ,tw2=ln2(R

8、2)C2取C2=14.3uf，tw1=0.7(R1+Rv2)C2=0.5-1.5S,R1=50千歐，Rv2=0-100千歐，Tw2=0.7R2*C2=1sR2=100千歐。 其中，為VC由上升到所需的時間，為電容C放電所需的時間。這里我們將電容C值設為14.3uf。則根據(jù)公式得R1=50千歐，Rv2=0-100千歐，R2=100千歐。 經過上述步驟，第二片555定時器通過電位器改變充電時間及輸出高電平狀態(tài)持續(xù)時間0.5-1.5s,低電平時間為間隔時間1s.第二片555定時器來控制發(fā)聲頻率。原理圖如下：其多諧振蕩波形圖與第一片一致，高低電平計算公式如下：取C6=0.0143ufTw1=ln2*(

9、R3+1/2Rv1)C6Tw2=ln2*(R4+1/2Rv1)C6T=Tw1+Tw2,F=1/T=1000Hz則推出R3=R4=25千歐 ,Rv1=50千歐， （3）本實驗使用了proteus軟件進行仿真，圖如下：3. 元器件清單編號器件名稱數(shù)量理論值備注R1電阻150kRESR2Rv2電阻電位器11100k0-100kRESPOT-LINR3,R4電阻125kRESRv1電位器10-50kPOT-LINC1電容10.01FCAPC3電容10.01FCAPC2電容114.3FCAPACTIORC6電容10.0143FCAPACTIORLS1揚聲器1SPEAKERD1，D2二極管41N914U1

10、，U2555定時器2555本實驗用軟件實現(xiàn)程序如下：#include/ 定義8051暫存器sbit buzzer = P37 ;/ 聲明蜂鳴器的位置為Port 3之bit 7void delay(int);/聲明延遲函數(shù) void pulse_BZ(int,int,int);/聲明蜂鳴器發(fā)聲函數(shù) /=主程序=main()/主程序開始 while(1)/無窮循環(huán),程序一直跑 pulse_BZ(1000,1000,1000);delay(1000);/延遲1000 1m=1秒 /while循環(huán)結束 /主程序結束 /=子程序=/* 延遲函數(shù)開始,延遲x 1ms */ void delay(int x)/延遲函數(shù)開始 int i,j;/聲明整數(shù)變量i,jfor (i=0;ix;i+)/計數(shù)x次,延遲約x*1ms for (j=0;j120;j+);/計數(shù)120次，延遲約1ms /延遲函數(shù)結束 /* 蜂鳴器發(fā)聲函數(shù),count=計數(shù)次數(shù),TH=高態(tài)持續(xù)時間,TL=低態(tài)間隔時間 */void pulse_BZ(int count,int TH,int TL)/蜂鳴器發(fā)聲函數(shù)開始 int i;/聲明整數(shù)變數(shù)ifor(i=0;icount;i+)/計數(shù)1000次，送出1000組高電平持續(xù)時間1s和低電平間隔時間1s.產生頻率1kHz。buzzer=1;/輸出