设计十四：五路灯控制及双音报警器电路制作

2018年06月20日 15:35 姚滟莉杨文云点击：[]

设计十四：五路灯控制及双音报警器电路制作

（姓名：姚滟莉学号：20061042131 姓名：杨文云学号：20061042149）

摘要： 555定时器构成多谐振荡器,当555定时器的3端输出高电平时,发光极LED1管被导通发光,当3端输出底电平时,LED1 截止不发光.。CP1输入4个时钟脉冲，Q1输出两个脉冲，脉冲宽度增加1倍，Q2输出1个脉冲，脉冲宽度增加2倍。Q1和其反向端、Q2和其反向端对应变化，即它们分别交替发光。VT1——VT4组成驱动电路，当其基极输入高电平时三极管导通，对应发光二极管点亮发光。

关键词：555定时器、JK触发器、发光而极管和构成多谐振荡器

实验器材：

（1）电阻：六个1K的、5个20K的、二个10K的、二个5.1K的、一个6.8K的、一个200K的定位器

（2）电容：一个3.3uf的电解电容、两个0.01uf的陶瓷电容、一个100uf的陶瓷电容、一个0.047uf的陶瓷电容

（3）芯片：两片555定时器芯片、一个JK触发器（74LS112）

（4）三极管：五个NPN三极管

（5）二极管：五个发光二极管

实验设计：

一、引言：

555定时器构成多谐振荡器,当555定时器的3端输出高电平时,发光极LED1管被导通发光,当3端输出底电平时,LED1 截止不发光.。CP1输入4个时钟脉冲，Q1输出两个脉冲，脉冲宽度增加1倍，Q2输出1个脉冲，脉冲宽度增加2倍。Q1和其反向端、Q2和其反向端对应变化，即它们分别交替发光。

二、原理：

1、555定时器的功能

555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。

图8-1 555定时器内部框图

2、555电路的工作原理

555电路的内部电路方框图如图8-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

3、构成多谐振荡器

如图8-4，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，对应的波形如图8-5所示。

图8-4 555构成多谐振荡器图8-5 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

f=1/T

其中，为V_C由上升到所需的时间，为电容C放电所需的时间。

555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ，但两者之和应不大于3.3MΩ。

外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。

4、JK触发器的功能

JK触发器的状态方程为：

　　　　　　Qⁿ⁺¹ ＝Jⁿ＋Qⁿ

J和K是数据输入端，是触发器状态更新的依据，若J、K有两个或两个以上输入端时，组成“与”的关系。Q与为两个互补输出端。通常把 Q＝0、＝1的状态定为触发器“0”状态；而把Q＝1，＝0定为“1”状态。

图8－2 74LS112双JK触发器引脚排列及逻辑符号

下降沿触发JK触发器的功能如表8－2

表8－2

输入					输出
_D	_D	CP	J	K	Qⁿ⁺¹	ⁿ⁺¹
0	1	×	×	×	1	0
1	0	×	×	×	0	1
0	0	×	×	×	φ	φ
1	1	↓	0	0	Qⁿ	ⁿ
1	1	↓	1	0	1	0
1	1	↓	0	1	0	1
1	1	↓	1	1	ⁿ	Qⁿ
1	1	↑	×	×	Qⁿ	ⁿ

注：×— 任意态　 ↓— 高到低电平跳变 ↑— 低到高电平跳变

Qⁿ（ⁿ ）— 现态 Qⁿ⁺¹（ⁿ⁺¹）— 次态 φ— 不定态

5、原理图

该电路由两部分组成，第一部分由第一个555定时器构成多谐振荡器,其频率为2HZ到20HZ，当555定时器的3端输出高电平时,发光极LED1管被导通发光,当3端输出底电平时,LED1 截止不发光.。CP1输入4个时钟脉冲，Q1输出两个脉冲，脉冲宽度增加1倍，Q2输出1个脉冲，脉冲宽度增加2倍。Q1和其反向端、Q2和其反向端对应变化，即它们分别交替发光。VT1——VT4组成驱动电路，当其基极输入高电平时三极管导通，对应发光二极管点亮发光。第二部分由第一个555定时器与第二个555定时器构成双音报警器，当JK触发器不是正常工作是产生报警。