555门铃课程设计报告书2.docx
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555门铃课程设计报告书2
《555门铃电路设计》
学院：
电气系
专业：
机电一体化
班级：
10机电五年制
（1）班
姓名：
2014年3月
摘要
鉴于现今社会商品化的进程，顾客对商家服务的态度越来越高，现在很多商家用上大量的人力物力在商店门口招呼顾客，这样就造成了对资源的浪费，如果采用本文所要设计的迎客，送客，语音留言门铃，就可以完全节省这部分成本，而且这部分门铃不需要机械开关，具有电路新颖，结构简单，灵敏度高，性能稳定和安全可靠等特点，并且可以代替主人向来客的到访或离开表示一种礼貌上的欢迎，表达对客人的尊敬，让人有一种宾至如归的感觉。
本文介绍一种具有简单识别来人功能的语音门铃，适合在宾馆，商场等公共场所的门前安装使用。
当有人进门时，他会礼貌的发出“欢迎光临”声，有人出门时则自动发出“谢谢光临”的欢送语，使人倍感亲切。
此外，它还具有复用性，平时能够当作一般的时钟来用。
关键词：
555定时器：
目录………………………………………………………3
一、课程设计的目的和意义………………………………………4
二、电路说明……………………………………………………4
三、电路原理……………………………………………………5
四、电路数据……………………………………………………6
五、利用Multisim绘制原理图…………………………………7
六、元器件功能…………………………………………………8
七、555定时器组成图及工作原理………………………………9
八、电路板制作流程……………………………………………13
1、简化电路图………………………………………13
2、试验………………………………………………13
3、焊接调试…………………………………………13
4、测试电路……………………………………………13
九、设计结论…………………………………………………14
555门铃电路设计
1、课程设计目的、意义
目的：
1.掌握555叮咚音响电子门铃电路的组成、工作原理。
2.了解并掌握电路的一半设计方法。
具备初步的独立设计能力。
3.学习Multisim绘图软件设计一个叮咚门铃电路。
4.再设计电路的过程中熟练掌握555定时器以及有他构成的各种电路的结构和用途。
意义：
在设计的过程中锻炼动手能力，增强合作意识，加强了对知识的了解，通过设计了解自己对哪方面的知识了解不足。
2、电路说明
本电路是用NE555集成电路接成的多谐振荡器。
当按下S1，电源经D2对C3充电，当集成电路4脚（复位端）电压大于1V时，电路振荡，扬声器发出“叮”声。
松开按钮S1，C3电容储存的电能经R4电阻放电，但集成电路4脚继续维持高电平而保持振荡，但这时因R1电阻也接入振荡电路，振荡频率变低，使扬声器发出“咚”声。
当C3电容器上的电能释放一定时间后，集成电路4脚电压低于1V，此时电路将停止振荡。
再按一次按钮，电路将重复上述过程。
C3、R4放电时间的长短决定了断开S1后余音的长短，所以要改变余音的长短可调整C3、R4的数值，一般余音不易过长。
本电路可采用5V直流稳压电源供电，等待电流约为3.5mA，鸣叫电流约为120mA。
3、电路原理
本电路是以NE555定时器为核心组成的“叮咚”门铃。
电路图中的NE555和R1、R2、R3、D2、D4、C3构成了一个多谢振荡器，J1是叮咚门铃的按钮开关，在平日，按钮开关处于断开的状态，此时D2没有导通，D4反向截止，R3接地，所以NE555的4号端口一直处于低电平，而NE555的4接口是复位端，当接入低电平时使其复位，所以3号端口无输出，扬声器不响。
并且C3通过R1、R2充电，充电完成后C4两端电压约等于电源电压。
当J1闭合时，D2正向导通，通过R3向C4充电，C4两端电压升高，此时NE555的4号端处于高电平，无法使其复位，与此同时，C3则通过R2向NE555的7端口放电，它们以及NE555和C5构成了一个多谢振荡器。
此时f=1/0.7（2R+2R2）C2约等于1386Hz（R为D2与D4的电阻和，约为300欧）。
松开J1时，已经充满电的C4开始放电，R2、R3、C3和NE555构成一个多谢振荡器，此时f=1/0.7（R1+2R2）C2约等于717Hz
4、电路数据
1.门铃电路
元器件
数量
数值
电阻
4
47K
电解电容
1
10uF
电容
2
103
1
104
二极管1N4148
3
按键开关
1
9013三极管
1
NE555
1
扬声器
1
2.+5V电源电路
电解电容
1
25V、330uF
1
1000uF
9V变压器
1
稳压器LM7805
1
二极管IN4007
1
5、利用Multisim绘制原理图
首先打开Multisim软件，新建文件并改文件名为555门铃。
在默认库及Component库中查询电路元件并合理摆放。
在电气规则检查无误后再添加网络表，并合理、美观的绘制Multisim图。
1.门铃电路图
2.+5V电源电路图
6、元器件功能
电子元器件
功能
电阻
限流、分压
电容
通高频阻低频
二极管
整流
三极管
电流放大
扬声器
发出叮咚生
稳压器LM7805
稳压电路的输出电压为+5V
9V变压器
将220V交流变为9V交流
7、555定时器组成图及工作原理
555定时器的图形符号及管脚图如图1所示，其中管脚1是接地端，管脚2为触发端，管脚3为输出端，管脚4为复位端，管脚5是控制电压输入端，管脚6为门限端，管脚7是内部三极管的放电端，管脚8是电源Vcc端。
图1
555定时器的内部电路方框图如图2所示，该集成电路由四部分组成：
电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、输出缓冲器和放三极管。
比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。
A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号输入并超过2Vcc/3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时充电，开关管截止。
MR是复位端，当其为0时，555输出低电平。
平时该端开路或接Vcc。
CO是控制电压端（5脚），平时输出2Vcc/3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
1、电阻分压器
电阻分压器由三个阻值相同的电阻（R）串联而成。
由于集成运放具有高输入阻抗的特点，当CO端不施加电压时，uco=2/3VDD,运放B的“+”端电压为1/3VDD
2、电压比较器
定时器的主要功能取决于集成运放A、B组成的比较器。
比较器的输出直接控制基本RS触发器和放电管V的状态。
比较器输出输入之间的关系为：
uTH>2/3VDD,uo1=1；
uTH<2/3VDD,uo1=0。
u/TR>1/3VDD,uo2=0；
u/TR<1/3VDD,uo2=1。
式中TH为阀值输入端，/TR为触发器输入端。
3、基本RS触发器
基本RS触发器由或非门G1、G2组成。
/R是外部复位端，低电平有效，当/R=0时，Q=0，基本RS触发器不管比较器的输出如何而强制复位；当/R=1时，定时器工作，基本RS触发器状态取决于比较器的输出。
4、放电管V和输出缓冲级
放电管为N沟道增强型MOS管。
当G5开通时，V截止，D端与地断开；当G5关闭时，V导通，D端与地接通。
G5、G6组成输出缓冲级，其作用是提高定时器的带负载能力，同时隔离负载对定时器的影响。
8、门铃电路板制作过程
1、简化电路图
按照门铃电路原理图，画出他的简化电路图，使焊接过程更加清晰，明确。
2、试验
按照简化电路图以面包板为载体，连接线路，观察实验结果
3、焊接调试
工具：
35V烙铁、焊锡、松香、螺丝刀、钳子……
按照原理图在电路板上进行焊接元件，调试完毕后通电，直到发出叮咚的门铃声后停止操作。
4、测试电路
基本操作步骤描述：
测试前的准备观察负载电压波形聆听扬声器清理现场
（1）测试前的准备：
555定时器门铃的测试电路。
安装完成后，对照测试线路图和装配图进行检查。
（2）用万用表检测电源是否有短路问题，无误后插上集成电路，方可通电测试。
（3）将电路的8脚与电源相连接。
按下按钮SB，再松开SB，用示波器观察uc、uo的波形。
（4）聆听扬声器的声音。
9、设计结论：
本电子门铃从另一个角度扩展了电子门铃的功能。
而且系统电路简单，运行稳定。
如果要记录大量的来访信息，只需要更换同系列且容量更大的存储芯片，并在软件上对存储信息的相关起始地址作简单的修改即可。
通过这次电子门铃的设计，使我更加对门铃有了更深刻的了解和认识，获得了许多关于门铃方面的知识，也认识到自己学习中的不足，促使我会在今后的学习中更加努力学习。
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