电子技术课程设计告叮咚门铃Word文档格式.docx
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八、参考文献…………………………………………9
叮咚门铃设计报告
一、设计任务与要求
在生活中，我们常常由于工作可能会没有注意到亲朋好友的来到，但是只要我们装上了我们所设计的叮咚电子门铃，我想我们就能够很清晰地听见并且知道有人来到了自己的家里。
要求：
1、设计简单并且节省资源，有良好的应用性。
2、门铃电路由555产生680—1230Hz左右的频率工作；
3、电路均安装音频放大器，实现音频放大；
4、电路统一工作在4.5v状态。
5、通过电路的装配和调试进一步掌握用555集成电路组成的叮咚电子门铃电路的工作、振荡频率的调整方法及简单故障的排除。
二、方案设计与论证
叮咚门铃电路的构思方框图
方案一：
它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成。
按下按钮AN（装在门上），振荡器振荡，振荡频率约700Hz，扬声器发出“叮”的声音。
与此同时，电源通过二极管D1给C1充电。
放开按钮时，C1便通过电阻R1放电，维持振荡。
但由于AN的断开，电阻R2被串入电路，使振荡频率有所改变，大约为500Hz左右，扬声器发出“咚”的声音。
直到C1上电压放到不能维持555荡为止。
“咚”声的余音的长短可通过改变C1的数值来改变。
如图所示：
图表2
图1
方案二：
以一块555时基电路为核心组成的叮咚门铃。
SA为门上的按钮开关，平时处于断开状态。
在SA断开情况下，555的4脚呈低电位，使555处于强制复位状态，3脚输出呈低电位。
当有人按压SA后，电源VDD通过SA，D1对C1快速冲电至VDD，555的4脚为高电位，555振荡器起振。
fc1=1.44/（RD+2R3）C2。
f约为1230HZ，扬声器发出“叮”声，而SA按过后，充电回路为VDDR2R3C2。
时间常数加大，放电时间常数仍为R3C2，此时fc2=1.44/（R2+2R3）C2。
得f约为680HZ发出“咚”声，即所谓的“叮咚”。
放电中C1电压变低，当降至0.4v以下后，555处于强制复位状态，即停振。
现在比较两种电路的优缺点：
由于第二种方案的余音可通过调整R1和R2实现，R3是外接振荡电阻，可以改变“叮咚”声节奏的快慢。
该集成电路采用高电平触发，即按动一下按钮开关SB，芯片触发即输出“叮咚”声两下，经外接三极管VT1、VT2组成的复合管放大后推动扬声器发生。
该电路处于静态时，耗电极小。
多谐振荡器的5管脚闲置，这样的话就很容易引起信号干扰，影响发音的质量，不能使音质得到保证。
造综上所述，选用方案一在制成本上相对低廉，在质量性能上也比较好。
图表3
图表4
三、单元电路设计与参数计算
555和R1～R3、VD1、VD2、C2等组成一个多谐振荡器。
SW为门上的按钮开关，平时处于断开状态。
在SW关断的情况下，555的4脚为低电位，使555处于强制复位状态，3脚输出为低电位。
当有人按压SW后，电源VCC通过SA、VD1对C1快速充电至VDD，555的4脚为高电位，555振荡器起振。
此时的振荡频率为
f1=1.44／（RD+2R3）C2
式中的RD为VD1、VD2的直流电阻，约500Ω左右。
此时振荡器的充电回路为：
VDD→VD1→VD2→R3→C2；
放电回路为：
C2→R3→芯片内放电管。
此时的振荡频率约为1230Hz。
松开SW后，C1上的电压继续维持555的4脚为高电平，555振荡器仍将振荡，但此时的充电回路为：
VDD→R2→R3→C2，充电间常数增大，放电时间常数仍为R3C2。
这时电路的振荡频率为
f2=1.44／（R2+2R3）C2
图示参数的振荡频率为680Hz左右，比按压SW时的振荡频率低。
随着C1通过R1放电，C1上电压逐渐降低，当降至0.4V以下后，555处于强制复位状态，随即停振。
由此，门铃在初始发高音“叮”声，后发“咚”声，即“叮咚”音响。
555的输出经R4限流，V1功率管放大后，驱动扬声器发出优美悦耳的叮咚声响。
输出相关参数为：
图表5
Parameter
Value
InitialTStep
5.00000m
InitialTMax
10.00000m
Nominaltemperature
27.00000
Operatingtemperature
Totaliterations
301.00000
Transientiterations
288.00000
CircuitEquations
15.00000
Transienttimepoints
145.00000
Acceptedtimepoints
Rejectedtimepoints
0.00000
TotalAnalysisTime
1.37500
Transienttime
matrixreorderingtime
L-Udecompositiontime
Matrixsolvetime
transientL-Udecomptime
Transientsolvetime
Transientitersperpoint
Loadtime
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
图表6
2．元件清单
图表7叮咚音响电子门铃元器件参数
名称
代号
型号
数量
二极管
VD1～VD2
1N4148
两个
三极管
V1
9013
一个
电阻
R1～R2
10kΩ
均一个
R3
5.6kΩ
电解电容器
C1
100μF
电容
C2
0.1μF
C3
0.01μF
集成块
IC
5G7555
扬声器
B
8Ω
电路板
无
干电池
5号
3节
五、安装与调试
1.先将所有器件在面包板进行连接，待电路在面包板能正常工作时，再在电路板进行焊接，以防出现差错。
2．焊接电路，用示波器分别测试输出频率，并调节电位器使其达到要求值。
3.单独检测音频功率放大器。
输入音频信号，测试各器件是否正常工作，并调节。
4.根据输出波形调节电位器。
1．正确安装元器件和零部件。
2．元器件安装工艺见上节有关内容。
焊接要牢靠，高度适中。
集成电路、按钮开关底面与印制板贴紧。
3．检查无误后，接上电池，扬声器发出悦耳的门铃声。
4.故障诊断及排出：
（1）喇叭声音过小：
通过调节功放电路的电位器，增大信号输入电压从而解决音量过小的问题。
（2）电路时而能正常工作，时而不能正常工作：
检测各焊点
（3）门铃电路焊好后不发声，通过不断调节510K的电位器以改变振荡频率，当调节到适当的频率时能发声。
六、性能测试与分析
焊接完电路板后，要对所焊电路的性能进行测试和分析。
当开关按下时如果没有声音，则首先检查电源是否接触良好，如果电源接触良好，则检查各焊点是否有漏焊或虚焊，如果都没问题，则检查各元件是否安装正确，直到电路能发出声音为止。
如果开关断开时电路一直响，则可能是某部分短路，须仔细检查，直到检查出毛病，电路能发出叮咚两种声音为止。
七、结论与心得
通过这次电子实习，我不仅得到了知识的巩固，而且使我的动手能力得到加强。
我相信在以后的学习和工作中，做的更加美满。
这次电子技术课程设计完成的比较成功,从电路图的设计到原理的分析还有电路的安装与调试,自己还是一步步走过来了,最后,电路确实发出了叮咚声,各项参数也符合标准,不过,其间遇到的困难和问题真的很多.这也让我看到了自己对所学知识掌握得很不扎实.基础知识没有搞懂弄通,单单是原理图的分析,自己就花了近两天的时间,开始总是看不懂电路图,课本,资料书看了三,四本还是糊糊涂涂的,这让我感到课程设计是多么的难,也产生过想要放弃的念头,但想到别人能做好的自己为什么几不能做好,可见工夫还没用到,后来自己静下心认真看了不少讲解结合的例题.终于把555定时器组成的多谐振荡器的工作原理弄懂了,其实,这些知识老师上课都讲过了,自己学的却不扎实,这也给自己敲了个警钟,或许自己在学习上还有更多的不足,自己真的应该对所学知识进行查漏补缺了.其次就是电路的安装,只是简简单单的5个元件自己却焊了两个小时,结果还有个脚码弄错了,费了好大一番工夫才修改过来,这不得不说自己的动手能力太差,应多加练习,在实践中,我先在脑海里构思了几个方案。
要想让扬声器发出叮咚声,必须让电路产生一个连续的且频率不等的信号。
产生此种信号,可以用多种方法来实现。
一种是用模拟电子中的集成运算放大器,还有就是用数字电子中的555定时器或者TTL集成门电路组成多谐振荡器,用来产生矩形脉冲。
通过比较与分析,我最终选取了用555定时器组成多谐振荡器来实现,因为这种方法简单经济。
领到元器件和电路模板后,我首先根据书上的电路图,构思了各种元器件在电路板上的摆放位置,以确保用线最短,焊接最方便。
然后画出电路图,再对照电路图开始焊接。
焊接完后通电试验,却没有听到叮咚声。
后来经过认真的检查,我发现原来我由于粗心把555定时器的两个管脚焊接短路了。
经过改正,最后扬声器终于发出了叮咚声。
这次实践,使我不仅对课本上的知识有了更透彻的理解,而且提高了我的动手能力,增加了我对电子课程的兴趣。
我在实践中深切的体会到,不论做什么事情都必需认认真真,丝毫马虎不得,不然一个小小的失误将造成很严重的后果,尤其是在电子产品中在这次课程设计中,老师和同学给了我很大的帮助,再次感谢我的同学和老师.
八、参考文献
1.<
<
数字电子技术>
>
.杨志忠,高等教育出版社,2002年11月.
2.<
数字电子技术学习指导>
.杨志忠,卫桦林编,2003年8月.
3.<
电路与电子技术基础>
.王金,乔万林,朱建华编,中山大学出版社.2004年8月.
4.<
电工电子实用电路>
.周志敏,周纪华,纪曼华编,电子工业出版社,2005年7月.
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