救护车扬声器发声电路

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、技术原理

1．555 定时器器件特性

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。其主要参数见表1.1.

① V TH 即V i1 ,V TR 即V i2

基于以上对555 定时器参数及性能的分析，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

1> 内部结构：输入端接参考电压V T= 12V e。

现做如下规定：

C

C

V

Dis

TR

TH

Q

555

Vco

(a) 555 的逻辑符号

VCC Dis TH Vco

8765

555

1234

GND TR Vo Rd

(b) 555 的引脚排列图2 555 定时器逻辑符号

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。

V i1（TH ）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。

V i2（TR ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR 。

V CO ：控制电压端。

V O ：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13 V CC和23 V CC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。

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）。V CO为控制电压端，在V CO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V CO和地之间接0．01μ F（电容量标记为103）电容。

放电管T l 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V CO悬空时，比较器C1的同相输入端接参考电压V T = 23 V CC，比较器C2反相输入端接参考电压V T = 13 V CC ；

当V CO接控制电压V e时，比较器C1 的同相输入端接参考电压V T =V e，比较器C2反相

当 TH 端的电压 >V T 时，写为 V TH =1，当 TH 端的电压 V T 时，写为 V TR =1，当TR 端的电压

① 低触发 ：当输入电压 V i2

② 保持：若 V

i2>

V T 且 V i1

，则 V

TR =1，V TH =0， S=R =1，基本 RS 触发器保

3.555 定时器接成多谐振荡器

1> 连接方法：

将 555 定时器的 V i1 和 V i2 连在一起结成施密特触发器， 然后将 V O 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， V i2 V T ，V i1 V T ，555 定时器处于高出 发状态， V O ＝0，T 导通，电容 C 经过 R2、T 放电， Vc 降低，当 Vc 下降到 V T 时，V i2

V i1

Vc

持，V

O

和 T 状态不变， 这时称 555 定时器“保 持”。 ③ 高触发 ：若 V i1>V T ，则 V TH =1，比 较器

C 1输出为低电平，无论 C 2输出何种电平， 基本 RS 触发器因 R =0，使 Q ＝ 1，经输出反 相缓冲器

后， V O ＝ 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 V TH 、 V TR 的“ 0”、“ 1”）整理为表 2

根据 555 定时器的控制功能， 可以制成各种 史密特触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器

等。

例如,

表 2 555 定时器控制功能表