四川信息职业技术学院毕业设计说明书
图2-10 单稳触发电路和工作波形
1接通电源后，未加负脉冲，Vi?VCC，而C充电，VC上升，当VC?2VCC 时，
33电路V0输出为低电平，放电管T导通，C快速放电，使VC= 0。这样，在加负脉冲前，这是电路的稳态。在t = t0时刻Vi负跳变（TL端电平小于VCC），V0为低电平，VC= 0，
2而 VC= 0（TH端电平小于VCC），所以输出VO翻为高电平，T截止，C充电。VC按
313指数规律上升。t = t1时，Vi负脉冲消失。t = t2时VC上升到
2VCC（此时TH端电平321大于VCC，TL端电平大于VCC），V0又自动翻为低电平。在t0~t2这段时间电路处
33于暂稳态。t > t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。由分析可得：输出正脉冲宽度 tW = 1.1RC
注意：图2-10（a）电路只能用窄负脉冲触发，即触发脉冲宽度Ti必须小于Tw。
图 2-11控制器设计原理图
以上是控制器的设计原理图。
由上图（2-11）可以知道这是单稳态触发器，其中2与光电耦合器IC连接，R9是IC2单稳态输出沿时的调节电阻，R9值正比于沿时时间，R8、C1、BG2组成报警器初始启动沿时电路。没有触发信号时电路工作在稳态， 若接通电源后，
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u1?UIH，555定时器中基本RS触发器是处于1状态，即Q=1，Q=0、u0?UOH、
TD截止，则这种是不稳定的，经过一段时间之后，电路会自动地返回到稳态。因为电源VCC会通过R9对C2进行充电，uc将逐渐升高，当uc?uTH上升到TD截止，
2VCC3时，比较器C1输出0，将基本R C触发器复位到0状态，Q=0、Q=0、u0?UOH、TD饱和导通，电容C通过TD迅速放电，使uc?0，即电路返回到稳态。
单稳态触发器具有下列特点：第一，它有一个稳态和一个暂稳态；第二，在外来触发脉冲的作用下，能够由稳态状态翻转到暂稳态状态，第三，暂稳态维持一段时间以后，将自动返回到稳态转状态，而暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。
2.4.2 主要参数计算
(1)确定R，假设输出脉冲宽度tw=15s,C=470uf
uc????uc0? Tw=?1ln
uc????uc?tw???
=RCln
VCC?0VCC?2\\3VCC =RCln3=1.1RC
可得R=30K，由此可得C=470uf (2)恢复时间tre
恢复时间tre，就是暂态结束后，定时电容C经饱和导通的晶体三极管TD放电的时间，一般取tre=3~5?2，即认为3~5倍时间常数电容就放电完毕。由于?2?RCES?C，而RCES很小，所以tre极短。 (3)最高工作频率fmax
若输入的触发信号U1是周期为T的连续脉冲时，为了保证单稳态触发器能够正常工作，不难理解，应满足下列条件：
T ?tw?tre 即U1周期的最小值Tmin应为tw?tre，即 Tmin?tw?tre
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因此，单稳态触发器的最高工作频率应为 fmax?1Tmin?1 tw?tre2.4.3 芯片
前面介绍了555定时器的内部框图和芯片功能表
下面介绍555时基电路，图中（2-12）的各管脚的功能简述如下：
图 2-12 555芯片
比较器C1的反向输入端U6(接引脚 6)称为阈值输入端，用TH来表示，比较器C2的同向输入端U2(接引脚2)称触发输入端，用TR标注。C1和C2的参考电压(电压比较的基准)UR1和UR2由电源VCC经三个5kΩ的电阻分压给出。当控制电压输入端UCO悬空时，UR1=2/3Ucc,UR2=1/3Ucc；若UCO外接固定电压，则UR1=Uco,UR2=1/2Uco。RD为异步置 0 端（对应管脚4），只要在RD端加入低电平，无论U6、U2的输入电平如何，基本RS触发器就置 0，电路输出UO为零。平时RD处于高电平； 管脚6称为高触发端，该引脚的电平与2/3Ucc作比较；管脚2称为低触发端，该引脚与1/3Ucc作比较，所以在RD=1时，U6和U2有三种状态组合。使555定时器电路的输出UO有低电平0、保持和高电平1三种状态。定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发器和放电管V1状态的控制。
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第3章 工作原理
由热释电传感器SD检出的正、负偏差电压，经IC1 358双运放成的双门限电压比较器，检出偏差脉冲（发光管D1、D2指示正负偏差讯号）。由光电耦合器PC817耦合的输出信号，触发器555组成的沿时报警电路。只要传感器每输出一个角度偏差电压，即可得到一个沿时数秒至数分的报警电压，以推动讯响器发声。
W1、W2是比较器上、下电压偏差的灵敏度调节器。传感器静止时，先测得0点中值电压V0值，然后调节W1，使测试点A的电压值比V0高0.05-0.1V，调节W2，使测得试点B电压值，比V0低0.05-0.1V。A、B点与0点电压偏差值，反比于报警器的灵敏度，正比于稳定性。调试时上述电压的取值，使灵敏度和稳定性互相兼顾。R9是IC2 555单稳态输出沿时的调节电阻，R9值正比于沿时时间。R8、C1、BG2组成报警器初始沿时电路。
附录3是EWB仿真出来后的现象，灯泡发光，说明555定时器输出正常，等几秒后D3发光，说明由R8、C1、BG2组成报警器初始沿时电路正常工作，由此宣告实验成功。
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第4章 结论
经过此次的设计，使我学习了很多知识，譬如：传感器的概念、分类用法等。很多知识，让我再次学习并且巩固所学的专业知识。让我了解到知识的重要性，还有就是理论与实际联系的重要性，也让自己知道自己也有很多不足，多亏赵文宣老师的帮忙，让我学到了很多知识。希望自己能将所学的东西在以后的人生道路上运用好！
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