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电子技术课程设计报告设计题目：模拟警笛声响电路的设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：设计时间：2015年6月8日-6月19日一、电子技术课程设计目的、意义:（1）意义：电子技术综合课程设计是一个实践性的教学环节，它将我们的理论投入了实践，既强调了动手和硬件实验应用能力的锻炼，培养了工程实践和电子创新设计能力，也为我们以后的学习奠定了基础。（1）电子技术设计目的：1.通过课程设计巩固、深化和扩展理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。2.运用所学数字电路技术的知识设计一个警笛电路，并能够通过计算，得到该电路需要的元器件型号和参数值大小；3.能够将设计好的电路在仿真软件的模拟环境下中模拟出题目的要求，即可以发出警笛声，能听出明显的高低音变化；4.通过改变频率才能得到高低音，所以我们需要设计一个能产生高低频率的电路。通过对数字电路技术的学习我们知道需要用到两片555定时器；5.学会使用仿真软件，比如protues，能够熟练运用此类软件经行模拟，从而达到任务要求。（2）设计意义1.复习巩固数字电路技术，掌握555定时器的内部结构及原理，学会分析和测试，并且能够熟练运用555定时器来构成多谐振荡器，使两片555定时器构成的多谐振荡器产生高低频率用以驱动扬声器发出高低音。2.让我们能够通过运用所学知识设计电路来模拟出实际生活中的一些常见的器件，将知识和运用联系起来。3.可以培养并锻炼我们的动手实践的能力、查阅手机资料的能力、独立思考分析解决问题的能力以及团结合作的能力，以便在以后的学习工作和生活中，能够更好地分析解决真实遇到的问题。4.学习并使用仿真软件protues经行模拟仿真，熟悉元件库和各种仪器的使用，作图并进行调试，能够最终模拟出最符合要求的声音。二、电子技术课程设计：1、设计题目：模拟警笛声响电路的设计：（1）任务：设计一个能驱动扬声器发出有节奏的，高低变化的警笛声，设计调节开关，对声音的音调高低，高低音调的变化快慢都能随意控制，伴随声音的同时，有灯光的闪烁。2.设计题方案比较、论证：（1）结构框图：（2）方案一：产生低频率电路产生高频电路扬声器电路发光二极管显示电路方案二：方案三：（老师指导后的）方案一：电路图仿真没有错误和警告，但是唯一的不足就是仿真后没有警笛声的效果，仔细检查以后发现通过上述电路并不能产生有效的振荡，相应的扬声器也不会响。方案二：通过前一级555控制震荡的时间，后一级555控制振荡频率的高低，让扬声器发出的声音有高低电平的变化，从而促使扬声器发出滴-嘟-滴-嘟的声音，但是碰到的问题是扬声器能响了，但是发光二极管并没有闪烁。方案三：此方案是我们经过老师的指导最后的出来的方案。此方案也是通过前一级555来控制振荡的时间，后一级555控制振荡的频率，从而促使扬声器发出声音，与此同时发光二极管闪烁。闪烁时间是：1.43/（R1+2R2）C声音的高低可以通过调节滑动变阻器来实现。3.各单元电路设计，元器件参数计算、选择、电路图绘制，总体电路图：图1为时间控制部分：图1如图所示：该电路是以时基电路555为核心组成的多谐振荡器。时间控制部分的工作频率由R1、R2和C2决定.作为时间控制部分。时间间隔为：Tw=t1+t2=0.7(R1+R2)C=0.7(6.8k+0.1k)*100uf=0.483s图2为发光显示控制部分：图二图3为频率控制部分：图三如图所示：该电路是以时基电路555为核心组成的多谐振荡器。时间控制部分的工作频率由R5、RV1和C4决定。频率控制部分的振荡频率由R3、LDR1、C3决定，并且受到时间控制部分输出的控制。当加入电源时，即可产生断续的音调变化的类似警笛的声音。f=1.43/(R1+2R2)C,=1.43/(100+2RV1)1uf,RV1的取值在（0,3.5k）之间。要使警笛声响频率范围一般在800HZ左右。多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。图2：加上电源后，电容器C3经外接电阻R3与LDR1由Vcc充电，电容器C3两端电压一直上升到2/3Vcc(第六脚之临界电压)，于是触发555的第三脚的输出为低电平0。此外，集成电路内部放电管被驱动而导通，使得第七脚接地，将电容C3上的电荷经电阻LDR1放电，电容器的电压就开始下降，直到它降到触发端1/3Vcc，正反器再次被触发，使第三脚输出回到高电平1，且放电管截止，于是电容器C3再次经由电阻R3及LDR1充电，重复这些动作就会产生振荡。充电路径：由Vcc出发，经由R3及LDR1至电容器C3。放电路径：由电容器C3出发，经由LDR1至555第七脚。频率f=1.43/(R3+2LDR1)C4.555定时器构成多谐振荡器如附图3，由555定时器和外接元件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向放电端放电，使电路产生振荡。电容C在和之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如附图4所示。附图3555构成多谐振荡器附图4多谐振荡器的波形图输出信号的时间参数是：T==0.7（R1+R2）C=0.7R2C其中，为VC由上升到所需的时间，为电容C放电所需的时间。接通电源后，扬声器会发出高低交替的声音，类似报警器的警笛声。电路仿真：由555定时器构成两级多谐振荡器，第一级的工作频率由R1、R2和C2、C4决定，f1=1.43/[(R1+2R2)（C2+C4）],第二级的振荡频率由LDR1、R3、C3决定，并且受到第一级输出的控制，f2=1.43/[(R3+2LDR1)C3]利用这一光敏特性，可改变振荡器的充、放电时间常数，最终改变多谐振荡频率。5.电路总原理图：6.实物图：实物图1：实物图2：7.元器件清单表：表1模拟警笛声响电路元器件列表(7)元器件常识，布局、布线技巧，焊接工艺技巧：在进行焊接之间，电路板的布局非常重要，将直接影响后面的焊接是布线的复杂程度及板子的整体视觉效果。在放元器件时应特别注意要让芯片都朝向同一个方向，且要为之后的布线留出过孔以利于焊接和连接元器件，否则在焊接时可能要利用搭桥的方法来使两个管脚相连。布线应尽量以红线接电源，黑线为器件连接线的原则，且应从万用板的元器件一面布线，另一面焊接。焊接时可吧手放在实验桌上以防止抖动，当烙铁过热时要用松香降温。（8）安装、焊接调试、故障问题分析及解决：(a)焊前准备准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等工具，将电烙铁及焊件搪锡，左手握焊料，右手握电烙铁，保持随时可焊状态。(b)用烙铁加热备焊件。(c)送入焊料，熔化适量焊料。(d)移开焊料。(e)当焊料流动覆盖焊接点，迅速移开电烙铁。序号名称规格数量1555定时器NE55522扬声器13LED灯红色、黄色各一个25电源100Ω26电阻10KΩ27电阻330Ω28电阻6.8KΩ19可调电阻5KΩ110电容0.01uF111电容100uF112电容4.7nF113电容1uF1(f)元件焊接好以后，进行调试，调试过程，开始只是出现喇叭发声但是没有阶段性鸣叫的问题，我们初步判定可能是板子有虚焊的情况，所以又仔细检查了一遍，稍加修正，再次调试时因施加的电源电压过大，烧坏了555定时器和喇叭。当我们换上新的555定时器和喇叭时效果然后再进一步的检查电路是否有电路连接错误及虚焊后，终于达到了预期效果：（9）心得体会：石博：通过这次课程设计，增强了我们的动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，方案的选择、电路原理图的设计和芯片上的选择，经常会遇到这样那样的情况，耗费在这上面的时间很多，两个同学一组的安排也让我们能够认识到合作的重要性，加深对团队精神的认识，同时在设计过程中，从同学间的交流中学到了不少的知识。给我印象最深的有三点。第一就是还有老师在实验室不倦地指导和教诲，帮助我们更好地理解和解决问题，非常感谢老师，没有老师的指导我们不可能做好。第二就是遇到问题一定要冷静，不能太冲动和太绝望。在这次课程设计结束的前两天晚上经过我们的共同努力早已经把板子焊好、调试好了，可是因为我的玩性太重，将两个人的第一次作品毁了，原因是芯片烧坏了，所以我们赶着想把芯片换掉，由于取芯片的时候没注意到力道，把许多西线都给弄乱了，换了芯片之后还是不行，当时只怪自己太冲动了，因为发现不了问题，所以改换第二块板子，不过经过两三个小时的努力最终也把板子焊好了，可是调试的时候却失败了，当我们把所有的线路都检查之后还是不可以的时候，我们真的绝望了，可是经过老师的指导和检查我们最红还是完成了此次设计。第三就是我们发现无论做什么事情都要注意实践，多多培养自己的动能力，不能光说不做。另外就是要细心对待每一件事。夏洁：在做课程设计的同时也加强了对课本知识的巩固，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，这次给了我们一个更好的了解了元件的功能的机会，并且对元器件在电路中的使用有了更多的认识。这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次课程设计，学到很多东西。通过对电路系统的设计制作使我认识到我现在所学的知识还远远不够，在实际操作应用中有些问题还不能解决，所以我要在今后的学习中更加努力，学好自己的专业知识以充实自己，来适应日新月异的现代社会。其次，在设计的过程中我们也真正体会到了合作的重要性，只有充分发挥团队合作精神才能在最短的时间里圆满完成工作。成功离不开团队的合作。2015年6月17日