555时基集成电路在铁路道口声光报警中的应用

555时基集成电路在铁路道口声光报警中的应用

卓汉泉

广东省韶钢松山股份有限公司物流部检修作业区  广东省韶钢  512122

摘要：韶钢铁路道口目前主要有自动道口，远程集中控制、全自动控制道口三种控制模式，其中远程集中控制、全自动控制道口为近年智能化改造控制模式道口，智能化程度高，而由自主设计、施工的自动道口使用时间相对较长，已投入使用二十几年，采用继电器联锁控制模式，其声光报警电路采用并接电容，利用电容的充、放电原理来实现控制闪光继电器工作，该应用方法稳定性差、灯光闪烁效果不良，故障率高。本文利用555时基集成电路特性，将555时基集成电路应用于铁路道口警报电路中，其应用大大提高道口警报光信号警示效果，光信号闪烁频率便于调整，随后在区域自动道口声光警报控制电路中推广应用，经过现场运用考验，取得良好效果，该应用对生产定时、延时电路相关电子产品企业及玩具生产企业具备一定的借鉴作用。

关键词: 555集成电路; 铁路道口;声光报警；应用。

1 韶钢铁路道口警报电路应用555时基集成电路实施背景

铁路与公路形成的平交道口一直是铁路运输安全管理的难点、痛点，平交点极易发生交通事故，甚至车毁人亡，为不可承受之风险，无人值守的自动道口通行安全性依赖道口设备提供稳定的声、光信号及路外行人的良好行为养成，而韶钢铁路自动道口声光报警电路采用并接电容，利用电容的充、放电原理来实现控制闪光继电器SGJ工作，如下图1所示，但稳定性不好，闪烁频率调整范围小，电容易烧损，故障率高，且自动道口无电动路障，道口行车安全性得不到保障。

                 图1    闪光继电器工作原理图

2 LM555时基集成电路简介及工作原理

LM555 时基电路内部由分压器、比较器、触发器、输出管和放电管等组成，是模拟电路和数字电路的混合体。其中 6 脚为阀值端（TH），是上比较器的输入。2 脚为触发端（TR），是下比较器的输入。3 脚为输出端（OUT），有 0 和 1 两种状态，它的状态由输入端所加的电平决定。7 脚为放电端（DIS），是内部放电管的输出，它有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定。4 脚为复位端（R），叫上低电平（< 0.3V）时可使输出端为低电平。5 脚为控制电压端(CV )，可以用它来改变上下触发电平值。8 脚为电源（VCC），1 脚为地（GND）。

一般可以把 LM555 电路等效成一个大放电开关的 R-S 触发器。这个特殊的触发器有两个输入端：阀值端（TH）可看成是置零端 R，要求高电平；触发端（TR）可看成是置位端 S，低电平有效。它只有一个输出端 OUT，OUT 可等效成触发器的Q端。放电端（DIS）可看成由内部放电开关控制的一个接点，放电开关由触发器的反 Q端控制：反 Q=1 时 DIS 端接地；反 Q=0 时 DIS 端悬空。此外这个触发器还有复位端 R，控制电压端 CV，电源端 VCC 和接地端 GND。

这个特殊的 R-S 触发器有两个特点：（1）两个输入端的触发电平要求一高一低：置零端 R 即阀值端TH要求高电平，而置位端S即触发端 TR 则要求低电平。（2）两个输入端的触发电平，也就是使它们翻转的阀值电压值也不同，当CV端不接控制电压是对TH（R）端来讲，大于2/3VCC 是高电平1，小于2/3VCC 是低电平0；而对 TR（S）端来讲，小于1/3VCC 是高电平1，大于 1/3VCC 是低电平0。如果在控制端CV加上控制电压VC，这时上触发电平就变成VC值，而下触发电平则变成 1/2VC。可见改变控制端的控制电压值可以改变上下触发电平值。

3  555时基集成电路的特点：

（1）555时基电路是一种将模拟电路和数字电路巧妙结合在一起的电路。

（2）555时基电路可以采用4．5～15V的单独电源，也可以和其它的运算放大器和TTL电路共用电源。

（3）一个单独的555时基电路，可以提供近15分钟的较准确的定时时间。

（4）555时基电路具有一定的输出功率，最大输出电流达200mA，可直接驱动继电器、小电动机、指示灯及喇叭等负载。

（5）它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

因此，555时基电路可用作：脉冲发生器、方波发生器、单稳态多谐振荡器、双稳态多谐振荡器、自由振荡器、内振荡器、定时电路、延时电路、脉冲调制电路、仪器仪表的各种控制电路及民用电子产品、电子琴、电子玩具等。

4 555时基集成电路在道口警报光信号中应用原理

 可以看出555时基集成电路板块应用于SGJ励磁电路中，其主要功能是通过555时基电路为3DD15提供电源，集成电路3脚供电时，使3DD15导通，SGJ1-4线圈得电，继电器励磁吸起，3脚断电时，3DD15不导通，SGJ1-4线圈失电落下，如此反复。

5 改进应用后道口光信号控制原理

DKJ平常处于落下↓状态，当机车接近道口，由室内预告或相应的轨道继电器控制该道口继电器（DKJ）励磁吸起↑，DKJ第三组前节点闭合，通过1DJ、2DJ线圈沟通回路，而SGJ在555集成电路作用下反复吸-落，1SHD1、1SHD2及2SHD1、2SHD2交替闪烁，道口交替闪烁的红色光信号刺激警示路外行人，告知道口处于启用状态，提醒公路方向车辆及行人禁止通过道口，达到道口行车安全的目的。

6 应用效果

（1）道口信号机闪光频率精确度高，调整方便。

（2）可靠性好，运行稳定。

（3）温度稳定度好，不易发热烧损。

7 结束语

  555集成电路在道口声光警报电路中应用以来，解决了原来稳定性不好，电容易烧损，闪烁效果差，故障率高等现场实际问题，且555集成块价格便宜，投入小，采用模块式结构，便于检修更换，该应用对生产定时、延时电路相关电子产品企业及玩具生产企业具备一定的借鉴作用。

参考文献

[1]陈传虞主编：《脉冲与数字电路》（第二版）高等教育出版社 1991 年 4 月