1救护车扬声器发音电路

关于救护车扬声器发音电路

-----数字电子技术及应用课程设计

一．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．设计原理：

1. 555定时器：555定时器是一种中规模集成电路，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5~16V范围内使用（TTL型，若为CMOS型的555芯片，则电压范围可在2~18V 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。

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

.8VCC.VCCRd7RVcoC1Vi1(TH)RVi2G2(TR)C2SR5KQR1TDisVo'5K5KRQG1G3VoRd4Dis555TRTHGNDQ326Vco5(a) 555的逻辑符号VCCDisTHVco8765555123Vo4Rd..GNDTR(b) 555的引脚排列图1 555定时器内部结构 图2 555定时器逻辑符号

和引脚

通信101班 3100403033 王鹏飞

1浙江大学宁波理工学院信息科学与工程学院

件与555定时器配合使用能够使此设计得以实现。 A．内部结构：

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 VCC和 VCC两个基准电压；两个电压比较器C1、C2；一个由与非门G1、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。

复位端，低电平有效。复位后, 基本RS触发器的 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C1、C2的参考电压。不加控制电压时，要在VCO和地之间接0．01μF电容。放电管Tl的输出端Dis为集电极开路输出。

B．工作原理：a.低触发：当输入电压Vi2< 且Vi1< 时，VTR=0，VTH=0，比较器C2输出为低电平，C1输出为高电平，基本RS触发器的输入端 =0、 =1，使Q＝1， ＝0，经输出反相缓冲器后，VO＝1，T截止。这时称555定时器“低触发”；

b.保持：若Vi2> 且Vi1< ，

则VTR=1，VTH=0， = =1，基本RS触发器保持，VO和T状态不变，这时称555定时器“保持”。

c.高触发：若Vi1> ，则

VTH=1，比较器C1输出为低电平，无论C2输出何种电平，基本RS触发器因 =0，使 ＝

1，经输出反相缓冲器后，VO＝0，T导通。这时称555定时器“高触发”。

555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即VTH、VTR的“0”、“1”）整理为表1

2.多谐振荡器：将555定时器的Vi1 和Vi2连在一起结成施密特触发器，然后将VO经RC积分电路接回输入端即构成了多谐振荡器。

A．形成机理：初始时刻，Vc为0时，Vi2< 且Vi1< ，555定时器处于低触发状态，VO＝1，T截止，电容C经过R1、R2充电；当Vc上升到 时，Vi2> ，Vi1< ，处于保持状态，电容继续充电，Vc继续升高，VO＝1，T截止；当Vc= 时，Vi1> ，555定时器处于高出发状态，VO＝0，T导通，电容C经过R2、T放电，Vc降低，当Vc下降到 时，Vi2< 且Vi1< ，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

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TH TR 表1 555定时器控制功能表 输 入 Rd输 出 VO Dis L H H H × VT × VT × L H 不变 L 导通 截止 不变 导通 浙江大学宁波理工学院信息科学与工程学院

上的电压在 和 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。 B．相关公式：

充电时间 计算公式：T1R1R2ClnVCCVT

VCCVT放电时间 计算公式： T2R2Cln0VTVR2ClnT

0VTVTVCCVTVR2ClnT

VCCVTVT故电路的振荡周期为： TT1T2R1R2Cln当Vco悬空（接电容后接地），VT=23VCC VT=13VCC时， T1R1R2 T2R2Cln2 ln2C振荡周期： T(R12R2)Cln2 振荡频率：fT1

(R12R2)Cln2三.实验仿真与结果分析： 电路图设计：

相关计算：

A．高音持续时间：

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浙江大学宁波理工学院信息科学与工程学院

T2R2C1ln24ms （即为低电平持续时间） B．低音持续时间：

T1(R1R2)C1lnVccVTVccVT （即为高电平持续时间）

(R1R2)C1ln26msC. 高音振荡频率：

fH(R4R5)C2ln11VCCVE2VCCVER5C2ln21 1100.005ln1231000.005ln2

1261718Hz1TH582usfHD．低音振荡频率：

fL(R4R5)C2ln11VCCVE2VCCVER5C2ln21124.41100.005ln1000.005ln2

128.81222Hz1TL818usfL实验总结与心得体会：通过这次的课程设计我进一步知道了555芯片的引脚图。555芯片外加简单的RC电路后，可以构成精确的定时电路。电路结构简单，稳定性强，易于调整。对于数字电路的课程兴趣有了很大程度的提升，为以后后续课程的学习有了一个良好的铺垫，为后面的设计打下了基础！

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