无线遥控音乐门铃毕业设计Word格式文档下载.docx

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3.5.2系统结构-8-

3.6功能简介-8-

第四章电路原理图、PCB板图的绘制-9-

4.1使用相关软件的介绍-9-

4.2绘制原理图-9-

4.3PCB板的绘制-11-

4.4Protel中常见的问题-13-

第五章无线遥控门铃的组装-14-

5.1清点元器件-14-

5.2检测各元器件-15-

5.3焊接前准备-17-

5.4焊接各元件-17-

5.4.1焊接操作的基本步骤-18-

5.4.2焊接注意事项-19-

5.5整机调试-20-

5.6故障排查更正-20-

5.7整机安装-21-

安装注意事项-21-

5.8产品说明-21-

第六章总结-22-

6.1归纳-22-

6.2心得体会-23-

致谢-24-

参考文献-24-

第一章绪论

1.1当今无线电的应用

无线电在我们生活中发挥着重要的作用，首先应当说的是无线电通信，拿我们日常最常见的手机来说就是最普及的一种无线电通信，这种由手机，基站，交换终端等设备组成的网络系统极大的方便着我们的生活，其次是专网通信，其实CDMA最早是军队研发的，这种系统具有保密性好，信号稳定等特点，现在军队使用的通信大多具有跳频技术，即通信的若干方随时根据一定的规则转换频率，这样就更不容易被截获。

现在说起无线电通信其实多数指的是电台通信，比如在灾害中，当基站或者交换系统无法工作时，电台通信就可以发挥其不依靠网络通信的优势，在应急通信中可以说电台通信具有无法替代的作用，这种通信手段还广泛的应用于武警，消防，林业部门等，而业余无线电爱好者也是这种通信的使用者之一。

还有就是卫星通信，我们现在所看到的电视直播都是通过卫星信号来传播的，以及当宇航员与地面工作人员进行天地通话时也是一种无线电通信。

另一个重要领域是无线电定位，当我们在一个地形复杂的地方需要定位的时候就要用到无线电定位技术，已经被救援机构，海事部门，户外爱好者广泛使用的GPS定位系统就是无线电定位技术。

还有就是无线电控制，当我们在家里轻松的拿着遥控器调换电视频道的时候肯定就体会到无线电控制的巨大作用，当很多特种行业及普通的工业生产中，基于无线电控制的自动化是越来越普及，火箭升空，排爆机器人，深海探测，以及放射性垃圾的处理等等，无线电都是必不可少的。

本毕业设计的题目就是和我们生活相关的无线遥控音乐门铃的设计与制作，其实无线电就是一种传输信号的方式，随着无线电发展，以后必定会更加方便我们的生活。

1.2门铃的发展历程

随着经济的发展，人们的生活水平在不段提高，对产品的要求也越来越高，有线门铃已不在是消费者心目中满意的产品，更多的消费者追求更方便，性能更好的无线遥控门铃，进而市场上的无线门铃也越来越多。

所谓无线门铃是针对传统的有线门铃而讲的。

传统的门铃都为有线门铃，虽然它也极大的方便了我们的日常生活，然而在一些已装修好的室内，由于传统的门铃布置采用导线将门铃的各个设备连接到一起需要布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。

这就需要者有一款能够不需要布线的遥控门铃，伴随着电子的发展，这样的一款产品也就应运而生。

无线门铃不仅安装和使用方便，而且无线遥控音乐门铃能发出各种不同的优美音乐，用户可以通过转换开关选择喜欢的音乐。

在现代家庭中，利用无线电技术制成的无线门铃和无线防盗报警器已广为应用，门铃的发展也将向着智能化、数字化、信息化。

随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，更廉价、功能更多、性能更好的无线遥控音乐门铃将不断被研究出来并生产流入市场。

第二章设计任务

2.1任务

（1）设计出可行的电路

（2）创建绘制原理图符号库

（3）设计绘制电路原理图

（4）绘制PCB元器件封装库

（5）设计PCB印制电路板

（6）实物焊接

（7）调试至最终发出最清脆洪亮的声响

2.2要求

（1）采用无线电进行遥控，要调试出最远遥控距离

（2）在同一区域范围内能有多套系统同时工作而互不影响

（3）具有一定的保密性

第三章无线遥控门铃工作原理

3.1反相器原理

反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成.通常P沟道管作为负载管，N沟道管作为输入管.。

两个MOS管的开启电压VGS（th）P0,通常为了保证正常工作，要求VDD>

|VGS（th）P|+VGS（th）N。

若输入vI为低电平（如0V）,则负载管导通,输入管截止,输出电压接近VDD。

若输入vI为高电平（如VDD）,则输入管导通,负载管截止,输出电压接近0V。

图3-1-1反相器原理图

3.2TC4069UBP

TC4069UBP是6反相器。

所谓反相器，就是么相器都有两端，输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。

如图1脚和2脚为第一个反相器，本文称反相器1，之后称反相器2、3、……，TC4069UBP共有六个反相器。

图3-2-1TC4069UBP内部结构图图3-2-2TC4069UBP实物图

3.3发射板原理

发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。

调制级电路由一块TC4069UBP芯片和32.768KHz晶体完成。

发射器开关按下时，反相器1和2及相关元件组成振荡发生器，产生32.768KHz低频信号。

过程：

反相器1的1脚开始为低电平，2脚就是高电平，4脚也为高电平。

2脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2-X1-反相器2的4脚到负极。

充电时间由X1决定，等效电容为200P。

由于X1的充电，X1上的电压逐渐上升，当升至反相器1的翻转电平时，2脚就由原来的高电平转为低电平，4脚也同时转为低电平。

X1开始放电，放电通路为R2-反相器1的2脚-负极。

放电后X1上的电位降低，到一定程度时1脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对X1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，4脚输出一次低高变化的电平。

之后振荡一直持续下去，反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。

这个信号的频率由晶体决定，为32.768kHz。

这个过程在电路实际工作时完成得极快。

反相器1和反相器2用于产生振荡信号，反相器3-6并联使用，构成输出控制，能提供20-30mA的灌入电流。

反相器3-6的输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。

7脚输出一串数字编码信号，经Q1放大后由L1向外发射。

D1为LED信号发射指示。

图3-3-1发射板原理图

图3-3-29018

Q1、L1、C3和C1电容组成高频振荡器，振荡频率由印刷电感L和C3及三极管的集电结电容C2决定。

一般为200-270MHz。

Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波，再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制，通过印刷电感L发射信号。

按键每按一次就发射一次。

3.4接收板原理

图3-4-1接收板电路图

Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器，L2为绕制线圈，在直径5mm的骨架上绕制，用0.51漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。

当L2的振荡频率与发射端相同时，产生谐振，Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制，L1为色环电感，阻止高频信号通过。

超再生振荡电路具有自检波功能，检波后的调制信号在R14上产生压降，经R3、C7送入TC4069进行放大，整形再放大，这由三个反相器13和12、11和10、1和2（三级高增益放大器）完成，C8滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。

经三极放大后的调制信号与发射端（低频32.768KHz）同频，X1在电路中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入Q2放大整形，该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。

R21限流，C11滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰，本电路采用TQ33G系列三种声音可选择，双音叮咚，西敏寺，爱丽斯。

K1是乐曲选择开关，音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。

图3-4-2音乐芯片TQ33G图3-4-3TQ33G管脚图

3.5系统设计原则与结构

3.5.1设计原则及指导思想

该无线音乐门铃系统用TC4069集成块来作发射和接收主电路，合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，使制造成本最低，使电路更简单。

同时，还要保证系统电路的性能和稳定性，确保电路能正常工作，避免出现因电路电流过大而烧坏元器件的现象。

该系统通过先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术使发射板和接收板产生谐振，通过解调、放大、整形、功率放大推动喇叭发音。

3.5.2系统结构

3-5-1发射板工作原理方框图

3-5-2接收板工作原理方框图

3.6功能简介

接收板由超再生振荡接收器完成接受信号功能。

当有人按下发射板开关时，发射器开始工作，发射出电磁波信号；

接收板产生谐振，经整形、功率放大推动喇叭发声。

第四章电路原理图、PCB板图的绘制

4.1使用相关软件的介绍

当前电子技术发展日新月异，电子绘图和制板技术专业化程度越来越高，电子CAD技术已经成为专业基础技术。

Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。

因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。

Protel设计系统是一套建立在IBM兼容PC环境下的EDA电路集成设计系统，由于其高度的集成性与扩展性，一经推出，立即为广大用户所接受，很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件。

从Protel98开始，Protel公司将所有应用程序代码从16位升级为32位，使性能大大提高。

1999年初，Protel公司推出了Protel99，其最大的改变是引入了设计数据库文件和设计团队的概念，而后又推出了Protel99的改进版--Protel99SE。

Protel99SE（SecondEdition）在原理图设计和电路仿真方面增加了许多小的功能，而其最主要的改进体现在电路板设计系统方面。

使用Protel99SE，你将赞叹其强大的功能和应用的

最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel（PCAD）等知名EDA公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。

Protel99SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。

4.2绘制原理图

1、发射板原理图的绘制

（1）启动Protel99SE，执行File/New/NewDesignDatabase，建立数据库文件并命名为“无线遥控音乐门铃”。

（2）执行File/New/NewDocument/SchematicLibrary，建立原理图元件库文件并命名为“发射板”。

（3）将画原理图所用到的元件一一在元件库文件中绘制出来，并分别命名为C1、C2、R1、R2等。

（4）执行File/New/NewDocument/SchematicDocument，建立原理图文件并命名为“发射板”。

（5）加载元件库“发射板”，并在此库中选择所需要的集成电路、发光二极管、晶振、三极管、色环电感、开关、电阻、电容等。

（6）将所有的元器件排好进行连线。

完成的原理图如下:

图4-2-1发射板原理图

2、接收板原理图的绘制

（1）执行File/New/NewDocument/SchematicLibrary，建立原理图元件库文件并命名为“接收板”。

（4）执行File/New/NewDocument/SchematicDocument，建立原理图文件并命名为“接收板”。

（5）加载元件库“接收板”，并在此库中选择所需要的集成电路、发光二极管、晶振、三极管、色环电感、开关、电阻、电容等。

图4-2-2接收板原理图

4.3PCB板的绘制

1、发射板PCB板的绘制

（1）在发射板原理图中执行Design/CreateNetlist生成网络表文件“发射板.NET”。

（2）执行File/New/NewDocument/PCBLibraryDocument，建立PCB元件库文件并命名为“发射板”。

（3）将画PCB板所用到的元件一一在元件库文件中绘制出来，并分别命名为C1、C2、R1、R2等。

（4）执行File/New/NewDocument/PCBDocument，建立PCB文件并命名为“发射板”。

（5）打开PCB文件“发射板”，加载PCB元件库为“发射板”，并在KeepOutLayer层绘制出板的外框大小，大小按实际测量值。

（6）执行Design/LoadNets加载网络表，当显示全部网络宏正确无误，执行Execute，然后按照实物PCB板上元器件的位置进行摆放。

（7）执行AutoRoute/All命令，生成PCB板。

完成的发射板PCB板图如下：

图4-3-1发射板PCB图

2、接收板PCB板的绘制

（1）在接收板原理图中执行Design/CreateNetlist生成网络表文件“接收板.NET”。

（2）执行File/New/NewDocument/PCBLibraryDocument，建立PCB元件库文件并命名为“接收板”。

（4）执行File/New/NewDocument/PCBDocument，建立PCB文件并命名为“接收板”。

（5）打开PCB文件“接收板”，加载PCB元件库为“接收板”，并在KeepOutLayer层绘制出板的外框大小，大小按实际测量值。

完成的接收板PCB板图如下：

图4-3-2接收板PCB图

【注】网络表是连接原理图和PCB图的桥梁，一定要确保网络表的正确性。

4.4Protel中常见的问题

1、原理图常见错误：

（1）ERC报告管脚没有接入信号：

a.创建封装时给管脚定义了I/O属性；

b.创建元件或放置元件时修改了不一致的grid属性，管脚与线没有连上；

c.创建元件时pin方向反向，必须非pinname端连线。

（2）元件跑到图纸界外：

没有在元件库图表纸中心创建元件。

（3）创建的工程文件网络表只能部分调PCB:

生成netlist时没有选择为global。

（4）当使用自己创建的多部分组成的元件时，千万不要使用annotate.

2、PCB中常见错误：

（1）网络载入时报告NODE没有找到：

a.原理图中的元件使用了PCB有的封装；

b.原理图中的元件使用了PCB称不一致的封装；

c.原理图中的元件使用了PCB库中pinnumber不一致的封装。

如三极管：

sch中pinnumber为e,b,c,而PCB中为1,2,3。

（2）加载网络表时显示错误封装没有找到，解决办法是到原理图中找到对应元器件，双击并写入相应封装，然后从新生成网络表再加载。

第五章无线遥控门铃的组装

5.1清点元器件

元件清单如下：

表5-1

接收板清单

元件

名称规格

用量

位号

线路板

0802

1块

导线

100MM

1支

B+

集成电路

TC4069UBP

U1

B-

门铃IC

TQ33G

U2

螺丝

BT2.6×

4MM

4个

发光二极管

Φ3绿色

1只

D1

8MM

2个

晶振

32.768KHZ

X1

喇叭

8Ω0.5W

三极管

9018H

Q3

塑胶

一套

9014C

Q2

说明书

1份

9015

Q1

发射板清单

铜心线圈

2T5

L2

色环电感

10UH

L1

0802R

开关

SK-23D06EG6

EG6

K1

IC1

电阻

100R.1R

R21.R9

方灯

100R

R21

32.768KHZ

560R

R19

三级管

4.7K

R20

5.6K

R3

MS118

SW1

6.8K

R1

470R

R4

10K

2只

R15.R18

47K

R17

120K

R14

1M

R2

270K

R16

瓷介电容

4P

C2

3只

R2.R4.R5

6P

C1