救护车警笛发生器讲解.docx
- 文档编号:6252419
- 上传时间:2023-01-04
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:383.66KB
救护车警笛发生器讲解.docx
《救护车警笛发生器讲解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《救护车警笛发生器讲解.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
救护车警笛发生器讲解
救护车警笛发生器
一、设计任务与要求
1、设计任务:
设计一个可以产生类似于家用防盗报警器声音的信号发器。
2、设计要求:
(1)、高低两种音频交替出现
(2)、高低音频持续时间都在两秒以内
二、总体框图:
555多荡器
计数器
数据选择器
数据选择器
灯泡X1
灯泡X1
设计思路:
用555设计一个多谐振荡器提供时钟信号,输入计数器使得计数器进行计数,在计数器的输出端接两个数据选择器选择不同等输出状态,使得灯泡显示不同的亮灭情况从而达到设计目的。
二、器件选择:
器件名称
件数
555芯片
1件
CT74LS160芯片
1件
CT74LS151芯片
2件
电阻
2件
电容
2件
灯泡
2件
1、555芯片的介绍:
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。
555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以
实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
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定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图4所示。
它
内部包括两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放
电管T及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控
制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当5脚悬空
时,则电压比较器A1的反相输入端的电压为2VCC/3,A2的同相输入
端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3,则比较器A2
的输出为1,可使RS触发器置1,使输出端OUT=1。
如果阈值输入端
TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则A1的输
出为1,A2的输出为0,可将RS触发器置0,使输出为0电平。
555定时器的集成电路外形、引脚、内部结构如图
(a)外引线排列(b)内部结构图
CO:
控制电压端TH:
高触发端VCC:
电源端OUT:
输出端
:
:
复位端D:
放电端VCC:
电源端GND:
接地端
:
低触发
CO
UTH
UTR
UOUT
T的状态
0
0
*
*
UOL
导通
5
0
UOL
导通
不变
不变
*
UOH
截止
1
>VCO
UOL
导通
UOL 不变 * 不变 截止 5定时器应用举例 施密特触发器: 1.电路组成: 只要将555定时器的2号脚和6号脚接在一起,就可以构成施密特触发器。 图(1—1)555定时器构成的施密特触发器 (1)VI=0V时,Vo1输出高电平。 (2)当VI上升到 时,Vo1输出低电平。 当VI由 继续上升,Vo1保持不变。 (3)当VI下降到 时,电路输出跳变为高电平。 而且在VI继续下降到0V时,电路的这种状态不变。 图中,R、VCC2构成另一输出端Vo2,其高电平可以通过改变VCC2进行调节。 2.施密特触发器的应用举例 1).用作接口电路----将缓慢变化的输入信号,转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形。 2).用作整形电路----把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。 图1—3慢输入波形的TTL系统接口图1—4脉冲整形电路的输入输出波形 3.)用于脉冲鉴幅——将幅值大于VT+的脉冲选出。 单稳态触发器 单稳态触发器具有下列特点: 第一,它有一个稳定状态和一个暂稳状态;第二,在外来触发脉冲作用下,能够由稳定状态翻转到暂稳状态;第三,暂稳状态维持一段时间后,将自动返回到稳定状态,而暂稳状态时间的长短,与触发脉冲无关,公决定于电路本身的参数。 1.电路组成及其工作原理 由555构成的单稳态触发器及工作波形如图所示将555的6号脚和7号脚接在一起,并添加一个电容和一个电阻,就可以构成单稳态触发器我们简记为“七六搭一,上R下C”。 图(2—1)用555定时器构成的单稳态触发器及工作波形 2.主要参数估算 (1)输出脉冲宽度TW 输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间,也就是定时电容的充电时间。 由图2—1(b)所示电容电压VC的工作波形不难看出VC(0+)≈0V,VC(∞)=VCC,VC(TW)= ,代入RC过渡过程计算公式,可得 上式说明,单稳态触发器输出脉冲宽度TW仅决定于定时元件R、C的取值,与输入触发信号和电源电压无关,调节R、C的取值,即可方便的调节TW。 3.单稳态触发器的应用 (1)延时 在图2-4中,VO的下降沿比VI的下降沿滞后了时间TW,即延迟了时间TW。 单稳态触发器的这种延时作用常被应用于时序控制中。 (2)定时 在图2-4中,单稳态触发器的输出电压V/O,用做与门的输入定时控制信号,当V/O为高电平时,与门打开,VO=VF,当V/O为低电平时,与门关闭,VO为低电平。 显然与门打开的时间是恒定不变的,就是单稳态触发器输出脉冲V/O的宽度TW。 图12.2.2-4单稳态触发器用于脉冲的延时与定时选通 (3)整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号VI,整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲VO。 VO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平,宽度TW。 决定时间。 多谐振荡器——产生矩形脉冲波的自激振荡 1.电路组成及其工作原理 图3—1用555定时器构成的多谐振荡器 如图3—1为555定时器构成的多谐振荡器,接通VCC后,VCC经R1和R2对C充电。 当uc上升到2VCC/3时,uo=0,T导通,C通过R2和T放电,Uc下降。 当Uc下降到VCC/3时,UO又由0变为1,T截止,VCC又经R1和R2对C充电。 如此重复上述过程,在输出端Uo产生了连续的矩形脉冲。 2.振荡频率的估算 电路谐撼振频率f的估算: 振荡周期为: 振荡频率为: 3.多谐振荡器的应用 图示为用两个多谐振荡器构成的模拟声响电路。 将振荡器Ⅰ的输出电压Uo1,接到振荡器Ⅱ中555定时器的复位端(4脚),当Uo1为高电平时振荡器Ⅱ振荡,为低电平时555定时器复位,振荡器Ⅱ停止震荡。 2、CT74LS160芯片: 74160,是一个4位二进制的计数器,它具有异步清除端与同步清除端不同 的是,它不受时钟脉冲控制,只要来有效电平,就立即清零,无需再等下一个计 数脉冲的有效沿到来。 1.异步清零功能 只要(CR的非)有效电平到来,无论有无CP脉冲,输出为“0”。 在图形符号中,CR的非的信号为CT=0,若接成七进制计数器,这里要特别注意,控制清零端的信号不是N-1(6),而是N(7)状态。 其实,很容易解释,由于异步清零端信号一旦出现就立即生效,如刚出现0111,就立即送到(CR的非)端, 使状态变为0000。 所以,清零信号是非常短暂的,仅是过度状态,不能成为计 数的一个状态。 清零端是低电平有效。 2.同步置数功能 当(LD的非)为有效电平时,计数功能被禁止,在CP脉冲上升沿作用下 D0~D3的数据被置入计数器并呈现在Q0~Q3端。 若接成七进制计数器,控制 置数端的信号是N(7)状态,如在D0~D3置入0000,则在Q0~Q3端呈现 的数据就是0110。 1,集成十进制同步加法计数器CT74LS160 (1)CT74LS160的引脚排列图和逻辑功能示意图 D 74LS160真值表图 2、CT74LS160的逻辑功能: ① =0时异步清零.C0=0 ② =1, =0时同步并行置数. ③ = =1且CPT=CPP=1时,按照BCD码进行同步十进制计数. ④ = =1且CPT·CPP=0时,计数器状态保持不变. (74LS160的逻辑图) 小总结: 集成十进制同步加法计数器74LS16074LS16、的引脚排列图与 74LS161、74LS163相同,不通的是,74LS160是十进制的同步加法计数器,而 74LS161、74LS163是四位二进制加法同步计数器。 此外,74LS160采用的是异 步清零的方式,74LS162采用的是同步清零的方式。 3,数据选择器: 数据选择器有多个输入,一个输出。 其功能类似于单刀多掷开关,故又 称多路开关(MUX)。 在控制端的作用下可从多路并行数据中选择一路送输 出端。 数据选择器的主要用途是实现多路信号的分时传送、实现组合逻辑函 数进行数据的串-并转换。 1数据选择器主要品种、性能及功能 双极型数据选择器及性能见表2-3,数据选择器主要品种及性能见表2-4。 表2-3中延迟时间的两个数值指数据输入D到输出端Z或 的延迟时间或 使能端到Z或 的延迟时间。 表2-3双极型MUX主要品种及性能 功能 型号 输出 功耗(mW) 延迟时间(ns) 四2选1MUX 74157 74LS147 原码 150 49 9,14 5,8 双4选1MUX 74153 74LS153 原码 180 31 14,17 14,17 8选1MUX 74151 74LS151 原、反码 145 30 8 11 16选1MUX 74150 反码 200 11,18 表三 表2-4CMOSMUX的主要品种及性能 功能 型号 输出 VDD(V) 传输延迟时间tpd(ns) 转换时间tTHL、tTLH(ns) 四2选1MUX 74HC157 74HC158 74HC257 原码 反码 原码 5 5 5 20 20 12 10 15 15 双4选1MUX 74HC153 74HC253 原码 原码 5 5 16 24 5 5 8选1MUX CD4512 原码 5 10 15 200 85 60 100 50 40 表四 数据选择器的功能以74LS151为例说明,其功能见表2-5。 (2)数据选择器的应用 1用数据选择器实现逻辑函数 数据选择器是典型的“与或”门阵列,用它可直接实现“与或”式逻辑函数。 例如 又可表示为 三变量函数有8个最小项,用8选1数据选择器74LS151就可实现。 将变量A、B、C接数据选择器控制端A2、A1、A0,令D1=D2=D4=D7=1, D0=D3=D5=D6,输出端Z实现函数F,见下图 (1)、 (2)。 表2-574LS151功能表 控制 使能 输出 A2 A1 A0 Z × × × 1 0 1 0 0 0 0 D0 0 0 1 0 D1 0 1 0 0 D2 0 1 1 0 D3 1 0 0 0 D4 1 0 1 0 D5 1 1 0 0 D6 1 1 1 0 D7 图 (1) 图 (2) 对于三变量的逻辑函数,也可用4选1数据选择器来实现,只要将其中 一个变量分离出来,加到数据选择器的输入端,其余两个变量加到控制端。 对于上例,分离出变量C,即可用4选1数据选择器实现函数。 二、功能模块: 第一、用555接成的多谐振荡器。 连接图如下图所示,接示波器观察 其波形如下图所示: 通过改变电阻电容的数值可得到不同的输出信号,上图中的参数可据公式: : 振荡周期: 振荡频率: 通过改变电阻电容的数值可得到不同的输出信号,上图中的参数可据公式: 振荡周期: 振荡频率: 第二、计数器: 图B 由第一部分图A产生的始终信号从计数器的CLK端输入,计数器会通过计数 输出000—111八种不同的状态,供数据选择器选择。 3、数据选择器 当计数器在时钟脉冲的输入下产生(000--111)八种状态循环时,数据选 择器会对这八组数据进行选择。 数据选择器X1对输000--011—100--101--111; 进行数据选择器X2对输入的001—011--101--111进行选择,数1.2把所选择 来数据分别接到负载灯X1、X2上给出不同的输入状态,对应的X1、X2显示不同灭 情况,使得X1、X2交替并以持续时间在两秒以内发亮。 三、总体设计电路图: 电路开始工作时,由图A的多谐振荡器产生时钟信号输给图B的计 数器,经过计数器计数产生的八个状态输入图C的数据选择器,经过数据选择器的选择给灯泡输入不同的状态,从而出现不同的亮灭情况。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 救护车 警笛 发生器 讲解
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)