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《数字电子技术项目教程》项目7-防盗报警器的设计与制作


7.2.3单稳态触发器
1.结构与原理
u01
(1)稳定状态
(2)触发翻转进入暂态 G1 &
(3)自动翻转
uI
(4)恢复过程
u02
1 G2 +-
R
2.单稳态触发器的应用
(1)脉冲整形
利用单稳态触发器可以将不规则的信号转换成矩 形信号
(2)脉冲定时
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。
接无误后接通电源。
IN4148
输入信号ui由音频信号
源提供,频率为1kHz,
R
接通电源,逐渐加大ui
10kΩ
的幅度,观察输出波形。
+5V 84
VCC 6 TH
R OUT
3
u0
2 TR 555 CO
7 DIS GND 1
5
0.01µF
7.4项目实施
7.4.1 项目分析 1.电路结构
防盗报警器电路如图
(3)脉冲展宽
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
1.由门电路构成的施密特触发器
G3
G1
1)简单的施密特触发器ui
1

u01
G2
当ui=0时,u0 =0。

VD
u02
随着上升,上升到达阈值电平VT=1.4V 后,
门G3输出低电平,使RS触发器=1。
当上升到最大值后,并返回下降到小于VT时, 电路状态可保持不变;只有当下降到0.7V时, 使门G2得到输入低电平,才会使=0,并由 RS触发器自锁保持。
0.1μF,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。
R1
5.1kΩ
R
8
100kΩ VCC 7 DIS
4
R OUT
6 TH 555
0.01µF
ui C
47µF
2
CO
TR GND
1
+5V
3 u0
5 C1
0.01µF
3)555组成施密特触发器
电路图如图所示
按图接线,检查电路连 ui
项目7防盗报警器的设 计与制作
7.1 项目描述
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。
项目要求
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
金属部位。 IC2的外围元件只有一只震荡电阻R3,取值可在
180~510k范围,R3越小,报警节奏就越快,反之就越慢。
4.故障分析与排除 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。 接通电源即报警的主要原因有: 开启电源前,报警启动开关未闭合; 555集成定时器损坏; 三极管VT1、VT2击穿损坏等。 开启电源后不报警,常见的原因有: 开启电源后,报警启动开关未断开; 555定时器损坏; VT3、VT4损坏等。
8
4
VCC 7 DIS
R OUT
6 TH 555
2
CO
TR GND
0.01µF
1
+5V
3 u0
5 C1
0.01µF
2)555组成单稳态触发器 (1)电路组成如图所示。
按图接线,检查电路连 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1kΩ,C改为
矩形脉冲。 (3)脉冲幅度鉴别
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
1.555定时器的电路组成
VCC
R
8
4
VCC 6 TH
R OUT
3
CO TH
uo
OUT
2
TR
7 DIS
2)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。
3)导线应粗细适当,一般选取直径为0.6~0.8mm 的单股导线,最好用不同色线以区分不同用途。
4)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。
5)连线应避免过长,避免从集成元件上方 跨越,避免多次的重叠交错,以利于布线, 更换元件,以及故障检查和排除。
7.2.1脉冲信号及其参数
脉冲波形的主要参数
(1)脉冲周期T
0.9Um

(2)脉冲幅度Um (3)上升时间tr
0.5Um

(4)下降时间tf (5)脉冲宽度tw
0.1Um tr
(6)脉冲频率f:
(7)占空比q:
tw
Um
tf
T
7.2.2 多谐振荡器
1.TTL反相器构成的多谐振荡器
6)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。
7)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。
8)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
1)仔细检查电路与元件连接。 2)先闭合S2,再闭合S1,接通整机电源。 3)断开S2开启报警器,使报警器处于待报警状态。 4)用手触碰金属片,扬声器应发出报警声。 M可用钢片或铝片,中间钻一小孔,接到任何需要防护的
CO 5
TR
DIS
GND
1
GND
2.555定时器的基本逻辑功能
1) R 0,Q 1 ,输出电压为低电平,V饱和导通。

2)R
1,U RH

2 3 VCC ,UTR

1 3 VCC
时,A1输出低电平,A2输出
高电平,,V饱和导通。

3)R 1,UTH

2 3 VCC ,U TR
电路的电压传输特性
施密特触发器的工作波形
u01
u02
ui
u01
1.4
0.7
u02
0
t
u0
0 UT- UT+
ui
0 UT- UT+
a)
b)
0
t
2.施密特触发器的应用
(1)波形变换
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。
(2)脉冲整形
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 到干扰的信号作为施密特触发器的输入信号,输出便为
步检测。检测电路可按实训图7-27所示进行,观 察波形信号正常即可判定555正常。 2)语音芯片的识别与检测 KD9561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。
2.电路安装
1)将检测合格的元器件按照电路连接安装在面包板 上。

1 3 VCC
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。

4电)平R ,1,,UVTH 截 32止VC。C ,UTR

1 3
VCC
时,A1输出高电平,A2输出低
3.用555定时器组成的多谐振荡器
VCC
8
4
R1
VCC 7 DIS
R OUT
8
4
ui
VCC 6 TH
R OUT
3
u0
2
t
TR 555
CO 5
7 DIS
GND
1
0.01µF
t
由555定时器组成施密特触发器的工作波形
5.555定时器构成的单稳态电路
VCC
84
R
VCC 7 DIS
R OUT
3 u0
6 TH 555
2
CO 5
ui
TR GND
C
C1
1
0.01µF
ui
1 3 VCC
o
t
uc 2 3 VCC
o
t
u0
UOH
Байду номын сангаас
tW UOL
o
t
由555定时器组成的单稳态触发器的工作波 形
7.3 技能训练 555定时器的功能及应用
1)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。
R1
5.1kΩ
R2
5.1kΩ
VC C
R1
S2
1MΩ
84
M
7
VDD
VT4
R3
6 IC2
R4 4
KD9561
3AX81
VT3
S1
270kΩ 7
1kΩ
S9013
C1 0.01μF
6 IC1 3 555
2
R2 4.7kΩ
C2 1
100μF
5
C3 0.01μF
VT1 S9013
VSS
VT2 S9013
BL
8Ω
4.5V
7.4.2 项目制作
1.元器件的检测 1)555集成定时器的识别与检测 用555定时器组成多谐振荡器对555定时器进行初
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