门铃电路设计.docx
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门铃电路设计
新疆大学课程设计
题目：
门铃电路设计
指导老师:
学生姓名：
所属院系：
电气工程学院
专业：
班级：
学号：
完成日期：
2013年01月07日
新疆大学
本科生课程设计任务书
班级：
姓名：
设计题目：
门铃电路设计
要求完成的内容：
1.要求设计出一个门铃电路，当按下门铃后扬声器以4KHz持续响10秒。
2．设计出详细的电路图。
选择原件参数要详细计算过程，公式要写清晰。
3．设计出按键电路和对应的编码逻辑电路
4．写出详细原理说明。
指导教师：
教研室主任：
一，摘要
555定时器是集模拟、数字于一体的中规模集成电路,它具有广泛的应用。
本文首先介绍了555定时器的功能然后根据555定时器能够产生导通、截止和不变的结果设计出门铃的电路图以及将555定时器和各元器件根据电路图进行焊接并对组装好的门铃进行调试使之发出叮咚的响声
二，555定时器的电路结构
555定时器的外引脚排列图如图1所示及内部结构电路如图2所示。
555内由放电三极管T以及缓冲器G组成，三个5KΩ的电阻串联组成分压器，为比较器C1、C2提供参考电压，当控制电压端（5）悬空时（可对地接上0.01µF左右的滤波电容），比较器C1和C2的基准电压分别为2VCC/3和VCC/3。
图1555定时器的结构图
Vi1是比较器C1的信号输入端，称为阈值输入端；Vi2是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。
如果控制电压端（5）外接电压Vic，则比较器C1和C2的输出控制SR锁存器和放电三极管T的状态。
放电三极管T为外接电路提供放电通路，在使用定时器时，该三极管的集电极（7）脚一般都要外接上拉电阻。
为直接复位输入端，当它为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出端Vo即为低电平。
当Vi1>2VCC/3，Vi2>VCC/3时，比较器C1低电平，比较器C2输出高电平；当Vi1<2VCC/3，
Vi2VCC/3时，简单SR锁存器R=1，S=1，锁存器状态不变，电路保持原状态不变。
三，555定时器的功能
555定时器既有模拟功能，又有逻辑功能，可以说它是模拟电路和数字电路结合的典范。
就整体而言，它的功能主要有以下三点：
（1）早期的电路内部有3个5KΩ电阻的电阻分压器，可以产生精确的时间延迟和振荡；
（2）电源电压范围宽（双极型：
5～16V，CMOS：
3～18V），可以提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平；（3）可输出一定的功率，输出端电流可以达到200mA，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。
555定时器芯片的功能表
输入
输出
阈值输入（V11）
出发输入（V12）
复位（R0）
输出（V0）
放电管T
X
X
0
0
导通
<
<
1
1
截止
>
>
1
0
导通
<
>
1
不变
不变
图3555定时器工作波形
四，设计电路图
图4555定时器门铃设计电路图
五，555定时器设计门铃的工作原理
当按下开关时，NE555计时器4引脚于高电平，元件工作，电容C1充电，且2、6引脚达到高电平，此时输出端3为低电平，扬声器发出响声；松开开关后，电容C1放电，在2、6引脚大于1/3VCC前，3端为低电平，扬声器工作；当放电使2、6端电平小于1/3VCC，3端为高电平，扬声器不工作。
电容C2与滑动变阻器一起控制引脚4的状态，使置零输入端呈不同的临界电压，从而控制扬声器响音时间的长短。
当电路转换时，2、6端电压不同，使得输出端3低电平电压也不同，从而实现扬声器发出声音。
六，元件参数的详细计算
如图3所示555
（1）构成单稳态触发器，由3端输出一正向脉冲给555
（2）。
555
（2）构成多谐振荡器。
当开关S按下时，触发555
（1）的3端产生一正向脉冲，在此正向脉宽持续期，555
（2）多谐振荡。
根据任务书可知555
（1）的正向脉冲
应为10s，555
（2）的振荡频率f应为4000Hz。
因此
设
，则
；
；
又因为
；
；
设
，则
；
；
因此
，
。
元器件清单如下：
NE555定时器两个
电容：
10µF一个、0.22µF一个、0.01µF两个，C1、C2、C3、C4。
电阻：
910KΩ一个、390Ω一个，700Ω一个，R1、R2、R3。
扬声器、按键开关各一个。
七，电路仿真结
图6电路单稳态部分的触发仿真
图7电路单稳态触发部分的输出波形
图5电路多谐振荡部分的仿真波形
图8设计的门铃电路
图9设计的门铃电路仿真输出波形
八，结论
设计应当从各方面入手对于设计电路进行考虑，多设计几种方案进行仿真比较选择出最适合的方案或者将多种方案好的地方经行结合得到最终的实现方案。
在实现方案的过程中要进行全方面的考察和调试并得到最完美电路的。
九，心得体会
我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能。
指导教师评语：
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