555报警器设计
NE555触摸报警器课设报告.10081410黄志武解读
测试与光电工程学院课程设计任务书测控技术与仪器系 100814 班学号 10 姓名黄志武课题名称： 555触摸报警电路设计课题要求：1．采用分立元件设计一触摸报警电路，以起到触摸防盗的功能。
要求：（1）当有人触摸到金属片的时候，报警器发出报警，若再次触摸则再次报警。
（2）报警时间可调。
（3）电源电压为9V直流。
2．采用电子线路仿真Proteus软件对电路进行仿真。
3．查阅资料和手册，熟悉电路主要电子元器件的性能参数。
4．实物焊接与调试，善于在调试中发现问题和解决问题。
5. 写出完整的课程设计总结报告。
指导教师：金信鸿摘要以触摸式报警器电路为题，学生交流讨论为主，教师指导为辅，查阅相关材料，设计电路，并制作产品。
解决过程的可能出现的理论问题和实操技术难点，在实践与理论的学习中得到提高。
本实验针对触摸报警器选择用NE555芯片组成单稳态触摸报警器，并选择了一种相对来说较简单的设计方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。
最后将设计好的模块组合调试，并在Protel 99和Protus软件上仿真通过。
关键词：NE555芯片 Protel 99软件 Protus 软件单稳态输出高电平有效目录引言 (4)第一章、课程设计基础 (4)1.1 设计题目 (4)1.2 课程设计目的 (4)1.3 设计要求 (4)第二章、电子电路课程设计内容 (4)2.1 NE555 触摸报警器方案设计 (4)2.2元件明细表 (5)2.3 NE555 芯片功能 (5)2.4实验原理分析 (9)2.5元件参数 (10)第三章、Protus的简介与应用 (11)3.1 Protus 的软件简介 (11)3.2 Protus仿真 (13)3.3实验调节 (14)3.4实验结果分析 (14)第四章、Protel99仿真 (15)4.1 Protel99 简介 (15)第五章、组装与调试 (16)第六章、实物焊接 (17)第七章、遇到的问题及解决方法 (18)第八章、改进方法 (18)第九章、本次课程设计的收获与体会 (19)第十章、致谢信 (21)参考文献 (21)引言有由NE555组成的触摸报警器可以广泛的用于防盗报警、危险物触摸报警等。
555电路报警器制作
555电路报警器制作555时基电路已为电子制作者所熟知，通过电路的不同组合，能组成许多应用电路，如单稳态触发器、双稳态触发器，多谐振荡器等等，在本章中，我们要介绍一款利用555电路为核心元件的振动报警器。
一、电路工作原理介绍：本制作利用555电路为单稳态触发器，报警音乐芯片9561为报警芯片，用于产生报警音乐的音频信号，电路原理图如图1：图1由555电路组成一单稳态触发电路，上电打开开关S1后，C1两端电压为0，555电路的输出脚输出高电平，报警器电路工作，进入报警状态。
此时若水银开关断开，电源经R2向C1充电，当C1两端的电压充到高于2/3Vcc时，电路翻转，输出端变为低电平输出，报警电路失电停止工作。
此时报警器便进入报警守候状态。
这时若报警器受到振动，就会使水银开关中的水银一起振动，当开关接通时，555电路的2脚便输入一个低电平信号，这个低电平信号使得单稳电路输出状态改变，输出端变为高电平，报警电路工作，另一方面通过7脚将充于电容C1上的电荷放完，这时就算水银开关再次断开，由于C1两电压低于2/3Vcc，电路也将保持输出高电平，使报警电路工作，若一直有振通信号使水银开关接通，系统将一直报警，若报警后报警器不再振动，则当C1上的电充到大于2/3Vcc时，报警将自动停止，因此每次报警的自动关断时间为R2和C1的充电常数值。
二、制作与调试：这个制作电路原理较为简单，因此非常适合初学者制作，其中制作中的难点是如何进行元件的安装。
由于9561报警音发生电路没有引脚引出，因此，制作者在制作时必须用管脚将其引出方能安装于电路板上，9561与线路板的连接，可以用9013三极管的管脚来完成，具体安装如图2所示：图2将三极管的基极（中间的脚）剪断后直接焊于音乐片9561上，然后将另外两脚穿出音乐电路，另一边也在9561上焊牢，安装位置参见图2。
二根穿出的引脚用于焊于线路板上。
R3也直接焊于音乐片上，这样VT3和R3便与音乐电路9561装于一体，只需将报警电路与主电路板相连便可完成电路制作。
555警笛电路的工作原理
555警笛电路的工作原理555警笛电路是一种常见的警报器电路，它通过555定时器芯片和一些外部元件构成。
该电路的工作原理如下：1. 555定时器芯片作为电路的核心，具有多种工作模式。
在警笛电路中，一般采用555的双稳态触发器模式。
2. 在双稳态触发器模式下，555芯片的两个比较器会根据输入的电压进行比较，并输出相应的高电平或低电平信号。
3. 警笛电路中，555芯片的引脚1（GND）和4（复位）连接到接地。
4. 引脚2（触发）通过一个电阻（一般为10kΩ）连接到正电压供电电源，并通过一个电容（一般为10μF）接地。
这样，当电路通电时，电容会逐渐充电。
5. 引脚6（放电）通过一个电阻（一般为10kΩ）接地，以控制电容的放电速度。
6. 引脚5（控制电压）通过一个电阻（一般为10kΩ）连接到正电压供电电源，并连接到引脚7（继电器输出）。
引脚7是555芯片的输出引脚，它会根据555芯片内部的比较结果输出相应的高低电平信号。
7. 引脚3（输出）通过一个电阻（一般为1kΩ）连接到引脚7，并连接到一个铁芯线圈（作为扬声器）。
当引脚7输出高电平时，铁芯线圈会通电，发出声音。
8. 当电路通电时，电容开始充电。
当电容充电至触发比较器的触发电压时，引脚2会输出低电平信号，引脚7也会相应输出高电平信号。
9. 当电容继续充电，直到达到放电比较器的释放电压，引脚2会输出高电平信号，引脚7也会相应输出低电平信号。
10. 引脚7的高低电平变化控制着铁芯线圈的通电和断电，从而产生连续变化的电流，使铁芯线圈震动，发出声音。
通过改变电容和电阻的数值，可以调整警笛电路的频率和声音效果。
用555定时器制作的延时报警器
用555定时器制作的延时报警器姓名：***班级：11自动化一班学号：*********一、设计目的：1、熟悉555型集成定时器的结构、工作原理及其特点。
2、掌握555型集成定时器的基本应用。
二、设计原理：555定时器芯片,如图所示VCCOUTU1555_TIMER_RATEDGNDDISRSTTHRCONTRI555定时器电路555定时器内部电路图：图 2上图为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。
D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。
并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。
当Vc充电到2/3VCC时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。
波形图见图3。
图3 单稳态触发器波形图暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。
Tw=1.1RC通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。
当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。
此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。
2) 555定时器接成多谐振荡器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 4 多谐振荡器和工作波形接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。
充电回路是VCC—R1—R2—C—地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于），输出翻转为低电平。
由NE555构成的触摸式防盗报警器
由NE555构成的触摸式防盗报警器本触摸式报警器可以广泛用于防盗报警、危险物触摸报警等。
该报警装置一经触发便能自动报警，并能在预定时间后自动停报。
555应用之触摸式防盗报警器原理图该电路如上图所示。
IC1是时基集成电路NE555，它与R1、C1、C2、C3组成单稳态触发器。
平时没有人触及金属片M1～Mn时，电路处于稳态，即IC1的③脚输出低电平，报警电路不工作。
一旦有人触及金属片M1～Mn中的任何一片，由于人体感应电势给IC1的②脚输入了一个负脉冲（实际为杂波脉冲），单稳电路被触发翻转进入暂稳态，IC1的③脚由原来的低电平跳变为高电平。
该高电平信号经限流电阻R2使三极管V1导通，于是V2也饱和导通，音响集成电路IC2被接通电源工作。
IC2输出的音频信号经三极管V3、V4构成的互补放大器放大后推动电动式扬声器BL发出宏亮的报警声。
由于单稳电路被触发翻转的同时，电源开始经RI对C2充电，约经1.1R1C2时间后，单稳电路自动恢复到稳定状态，③脚输出变为低电平，报警器停止报警，处于预报状态。
M1～Mn可用钢片或铝片，中间钻一小孔，接到任何需要防护的金属部位。
例如门锁把手、仪器的金属外壳等。
时基集成电路ICI选NE555、5G1555、uA555、LM555、FX555等均可。
V1、V2、V3均可采用9013、9014、3DG6、3DG8、或3DG12等，B>=100。
V4采用PNP型三极管，如3AX81、3AX31、9012等，B>=80。
IC2用KD9561，是四音模拟集成电路。
IC2的外围元件只有一只振荡电阻R3，取值可在180~510KO范围内，R3阻值越小，报警节奏就越快，反之则慢。
BL采用0.8W、8O的电动扬声器，亦可用压电陶瓷代用，必须加装助声腔，尽管如此，其音量还是要小得多。
该装置可用4.5~6V的电池供电，亦可由整流器降压整流后供给。
若将本电路改为由IC1的2脚上挂一电阻接到电源正极，下接一水银开关到电源负极，由水银开关充当触发装置，可使本电路作为任何振动报警器、倾斜报警器、地震报警器、温升报警器等。
10.NE555报警器电路设计与制作
NE555报警器电路设计与制作工作页图1 NE555报警器的电路1、集成块NE555本集成块为8脚封装，双列直插式,合理的外接元件可产生振荡电路2、集成块NE555的引脚：1# 接地；2# 6# 7#为震荡信号产生引脚；4#为控制引脚，高电平有效；3#为输出引脚。
3、工作原理⑴R1 R2和C1串联与NE555的22# 6# 7#组成震荡电路；⑵当4#为高电平时，震荡信号从3#输出;反之当4#为低电平时，3#无输出;⑶3#输出的信号经容C1 R4送到三极管的基极，经三极管放大后由集电极送入扬声器发出报警声音；4、思考问题（1）电路中C3的作用是什么？（2）如何获得第4#的高电平信号？（3）图中三极管的工作在什么状态？作用是什么？任务二：NE555报警器中元器件的清点与检测1、套件清单与检测2、集成块NE555，管脚向下，画出管外行示意图，标出管脚名称。
3、三极管的标注面向下，管脚指向自己，画出管外行示意图，标出管脚名称。
任务三：设计PCB图依据NE555报警器工作原理图，由学生分小组讨论，设计更加科学的PCB图。
任务四：NE555报警器电路板的装配与焊接1、装配要求要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。
2、电路板的焊接要求焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净、无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。
任务五：NE555报警器的检测与调试1、检查电路无误后，接通电源，测量三极管VT1在下列情况下的C、E间的电压。
①不报警时，VT1的C、E间的电压为 (V)；②报警时，VT1的C、E间的电压为 (V)；2、接通电源，测量集成块NE555引脚电压。
①不报警时，4#电压为 (V)；4#电压为 (V)；②不报警时，4#电压为 (V)；4#电压为 (V)；3、电容C3起作用，4、NE555报警器通电时，4#导线断开不产生报警，为何？5、综合评价。
多路防盗报警器（555）
多路防盗报警器（555）
555 3DG12 3AX31
如图所示为多路防盗报警电路。
该电路由共用音响报警电路、三路相同的防盗触发电路和交流、直流电源电路等组成。
以第l路为例进行说明。
合上电源开关K，若有情况发生将触碰开关S1接通，则BG1延时导通，SCR1触发导通，这样由IC2、BG4、BG5组成的音响电路的电源电路接通，音响电路发生报警。
其中IC2和C4、R13、R14组成无稳态多谐振荡器，其振荡频率f=1.44／(R13+2R14)C4，图中所示参数对应的频率约为1kHz。
第1路中的R1、W1和C1组成延时触发电路，延时在5秒以内，以便使用者调试或离开现场。
由于555集成电路的基准电压是由三个误差极小的5kΩ电阻组成的，分压精度高，故称为555集成电路。
该时基电路的特点有：在电路结构上由模拟电路和数字电路组合而成，能将模拟功能和数字功能兼容为一体，能产生精确的时间延迟和振荡，采用单电源；可独立构成一个定时电路，且定时精度高；最大输出电流可达200mA，带负载能力强，可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载工作。
NE555触摸报警器课设报告.10081410黄志武资料
测试与光电工程学院课程设计任务书测控技术与仪器系 100814 班学号 10 姓名黄志武课题名称： 555触摸报警电路设计课题要求：1．采用分立元件设计一触摸报警电路，以起到触摸防盗的功能。
要求：（1）当有人触摸到金属片的时候，报警器发出报警，若再次触摸则再次报警。
（2）报警时间可调。
（3）电源电压为9V直流。
2．采用电子线路仿真Proteus软件对电路进行仿真。
3．查阅资料和手册，熟悉电路主要电子元器件的性能参数。
4．实物焊接与调试，善于在调试中发现问题和解决问题。
5. 写出完整的课程设计总结报告。
指导教师：金信鸿摘要以触摸式报警器电路为题，学生交流讨论为主，教师指导为辅，查阅相关材料，设计电路，并制作产品。
解决过程的可能出现的理论问题和实操技术难点，在实践与理论的学习中得到提高。
本实验针对触摸报警器选择用NE555芯片组成单稳态触摸报警器，并选择了一种相对来说较简单的设计方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。
最后将设计好的模块组合调试，并在Protel 99和Protus软件上仿真通过。
关键词：NE555芯片 Protel 99软件 Protus 软件单稳态输出高电平有效目录引言 (4)第一章、课程设计基础 (4)1.1 设计题目 (4)1.2 课程设计目的 (4)1.3 设计要求 (4)第二章、电子电路课程设计内容 (4)2.1 NE555 触摸报警器方案设计 (4)2.2元件明细表 (5)2.3 NE555 芯片功能 (5)2.4实验原理分析 (9)2.5元件参数 (10)第三章、Protus的简介与应用 (11)3.1 Protus 的软件简介 (11)3.2 Protus仿真 (13)3.3实验调节 (14)3.4实验结果分析 (14)第四章、Protel99仿真 (15)4.1 Protel99 简介 (15)第五章、组装与调试 (16)第六章、实物焊接 (17)第七章、遇到的问题及解决方法 (18)第八章、改进方法 (18)第九章、本次课程设计的收获与体会 (19)第十章、致谢信 (21)参考文献 (21)引言有由NE555组成的触摸报警器可以广泛的用于防盗报警、危险物触摸报警等。
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南京信息工程大学
滨江学院
实训题目：电子线路设计综合实训——555报警器
系部：电子信息工程系
专业名称：电子科学与技术
班级：电科2班
学号：20102321927
姓名：张洁
指导教师：李敏
【摘要】：利用2个555多谐振荡器构成一个简单电路，利用蜂鸣器的间隙发声达到设计的目的。
555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。
关键词：555；报警器；蜂鸣器发生
目录
引言： (4)
1、555报警器的原理及电路分析................................................................... 错误!未定义书签。
1.1硬件组成.............................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2电路原理图 (4)
1.3 报警器原理......................................................................................... 错误!未定义书签。
2、主要元器件介绍.......................................................................................... 错误!未定义书签。
2.1 555定时器................................................................................... 错误!未定义书签。
2.2蜂鸣器 (5)
3、555延时计算 (6)
4、焊接及调试 (6)
5、焊接好后的成品图 (6)
心得 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献............................................................................................................ 错误!未定义书签。
引言：
555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。
只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名
555定时器的电压范围宽，双极型555定时器为5~16 V，CMOS 555定时器为3~18 V。
可提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。
555定时器还可以输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。
它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电器与电子玩具等领域都用着广泛的应用。
TTL单定时器型号的最后3位数为555，双定时器的为556；CMOS但定时器的最后4位数为7555，双定时器的为7556.它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
555定时器声光报警电路是利用两个555定时器组成的振荡电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响。
1、555报警器的原理及电路分析
1.1 硬件组成
本电路包括555定时器、蜂鸣器、开关以及一些电容电阻组成。
焊接时需要必要的焊接工具，调试时需要+5V电源。
1.2电路原理图
1.3 报警器原理
电路由两个555多谐振荡器组成，第一个振荡器的振荡频率为1~2Hz时，第二个振荡器的振荡频率为1000Hz。
将第一个振荡器的输出(3脚)接到第二个振荡器的复位端(4脚)。
在输出高电平时，第二个振荡器振荡;输出低电平时，第二个振荡器停振。
这样，蜂鸣器将发出间隙声响。
2、主要元器件介绍
2.1 555定时器
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。
555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
2.1.1 555定时器的电路结构及其功能
NE555时基电路封形式有两种，一是DIP双列直插8脚封装，另一种是SOP-8小型（SMD）封装形式。
其他HA17555、LM555、CA555分属不同的公司生产的产品。
内部结构和工作原理都相同。
NE555属于CMOS工艺制造，下面我们将对其进行介绍。
图1是NE555的外形封装图，图2是它的内部功能原理框图，图3是它的内部
等效电路。
NE555的内部中心电路是三极管Q15和Q17加正反馈组成的RS触发器。
输入控制端有直接复位Reset端，通过比较器A1，复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。
输出端为F，另外还有集电极开路的放电管DIS。
它们控制的优先权是R、T、TH。
2.2蜂鸣器
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。
2.2.1蜂鸣器的结构原理
1．压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。
当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。
在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2．电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。
接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。
振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。
3、555延时计算
T=1.1R*C
R:与第二个555芯片的第二管脚连的电阻阻值
C:与第二个555芯片的第二个管脚想连的电容容值，且与R并联。
4、焊接及调试
查询相关资料，对元器件进行焊接，焊接前需重新检测元器件的实际值，并做好相关记录。
焊接完成后，检查焊点质量，是否有虚焊、漏焊，并检查电路是否完整，如若一切正常，则进行上电调试。
用5V电源接上电路板，注意电源极性。
按动开关，注意蜂鸣器的响声。
是否会停下来，如若响一段时间后停下，则电路正常，实现成功，否则，重新检查电路连接。
5、焊接好后的成品图
心得：
在初到这个学校的第一次实训，内心激动又担忧。
对于本次试验，可以说收获颇丰！
首先，其实本次试验，对我来说有比较好的启示或者说有比较好的引导作用，因为本次实训老师交给我们的并不仅仅是交给我们关于专业的相关知识，他更主要是交给我们关于写实验报告的一些要点、技巧，为以后的毕业设计打下了一个比较坚实的基础。
其次，在调试过程中，我出现了上电后没声音的情况，内心的失望涌上心头，我回到位置上，依据电路图，一个元器件一个元器件的检查，终于，功夫不负有心人，终于找到了错误的地方，非常忐忑的去进行又一次的测试，不出意料的，我听到了清脆的响声。
通过这次实训，我懂得了，做事要认真小心，马虎不得，有错误就要冷静细心的检查，我相信只要这样，就一定可以做出属于自己的作品。
谢谢老师不厌其烦的指导，您教我们的并不仅仅是专业上的知识，更有做事的耐心，毅力。
参考文献
[1]杨志忠、卫桦林编，杨志忠主编《数字电子技术》第2版
[2]胡晏汝主编，耿苏燕副主编《模拟电子技术》第2版。