精品课程设计叮咚门铃实验说明书Word格式.docx

1、（7）撰写设计说明书，进行答辩.3、撰写课程设计说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师,日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论;5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排:课程设计时间：18周19周18周：明确任务，查阅资料,提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；19周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。指导教师签名：年月日系主任（或负责老师）签名：（一）设计方案 1（二）实现方案 11设计指标 22.设计方案及其比较 32。1方案一 31.1原理图 31.方案一原理图 32.1.2电

2、路原理 31.3电路数据 41.4数据计算 42.1.5调节数据 41.6元器件功能 42方案二 52.2。1原理图 52.方案二原理图 52电路原理 52.3电路数据 64数据计算 62.3方案三 72.3。1电路原理图 73.方案三原理图 73.2电路原理 73。3参数计算 84调节数据 82.4方案比较 8实现方案 91器件介绍 93.2原理图 123.3电路器件 124电路数据 125电路原理 126参数计算 133.7调节数据 138元器件功能 133.9布线图 143.10思考题 154.调试过程及结论 154。1调试过程 152设计结论 155。心得体会 156。参考文献 161

3、设计指标 声,松开按钮，发出较低频率的“咚”声。正常人听力范围在20Hz20000Hz，而1000Hz5000Hz则是人耳最敏感的声音频率范围,因此，“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。“叮咚”两声频率要求差距比较大,声音持续时间要求适合。电路最好能功耗低。门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调.设计方案及其比较1方案一 1.1原理图1。方案一原理图2.1.2电路原理此电路是以NE555为核心组成的叮咚门铃电路。NE555和R1、R2、R3、D1、D2、C2组成了一个多谐振荡器,SA是门上的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C2通过R2R3充电，C2处电压接近电源电压。由

4、于D1D2的阻截，C1没法充电，因此C1处电压为零，使NE555的4端口一直处于低电平，而NE555的4接口是复位段，低电平使其复位，所以3端口输出为0，扬声器不响。当闭合J1A时，D1正向导通，通过R1向C1充电,C1处电压升高,NE555的4端为高电平，无法复位，于此同时，C2则通过R3向NE555的7端口放电,它们以及NE555和C3构成了一个多谐振荡器，此时f=1。44/（R+2R3）C2约等于1252Hz（R为D1D2的电阻，约为400欧）松开J1A时，已经充满电的C1开始放电,R2、R3、C2和NE555构成一个多谐振荡器，此时f=1。44/（R2+2R3）C2约等于680Hz2.

5、1。3电路数据 R1=10k；R2=10k；R3=5。6k;R4=150;C1=100u；C2=0。1u；C3=0.01u；VCC=6.0V4数据计算按下J1A之后：叮的频率f=1。44/（2R+2R3）*C2=1252HzC2充电时间t11C2*（R3+2R）=0.00059sC2放电时间t12C2R3=0.00056s由于叮间隔的间隔特别的小，人耳无法分辨出间断的叮声，所以人们听到的是持续的叮声松开J1A之后： 咚的频率f=1。44/（R2+2R3）*C2=680HzC2充电时间t11C2*（R3+R2）=（1。56e-3）sC2放电时间t12C2R3=（5。6e-4）sC1放电时间t=C

6、1*R1=1s咚声持续的时间为:1s2.1.5调节数据叮的频率：减小R、R3,频率变大，反之则变小;减小C2,频率变大，反之则变小咚的频率：减小R2、R3,频率变大，反之则变小：减小C1，频率变大，反之则变小咚声持续的时间:减小C1、R1，则持续时间变短，反之则变长1.6元器件功能R1：给C1充放电R2:J1A断开后，给C2充电R3：给C2充放电 C1：充放电控制NE555的4端口的，来控制扬声器的工作C2：充放电来控制NE555，使其发出脉冲波C3：滤波,防止干扰D1、D2：防止闭合SA后，还有电流流过C1使其充电J1A:开关按钮，控制“叮咚”声的开始和叮声的结束扬声器：使其发出叮咚的声音2

7、方案二1原理图2.方案二原理图2电路原理该叮咚电子门铃电路由触发控制电路、音频振荡器A,音频振荡器B和音频输出电路组成。触发控制电路：由门铃按钮J1A、二极管D1、电容器C2和电阻器R1,R2组成音频振荡器A：由四与非门集成电路和电阻器R3、电容器C3组成音频振荡器B：由与非门和电位器R4，电容器C4组成音频输出电路：由电阻器R4、R5、二极管D2、D3和扬声器组成。平时，两个音频振荡器均不工作,扬声器不发声。当客人按下门铃按钮S时，C2快速放电，两个音频振荡器同时工作，产生的音频信号经D2,D3混合后，驱动扬声器发出“叮”声。当客人松开J1A时，C2快速充电，音频振荡器A停止工作,音频振荡器

8、B产生的音频信号推动扬声器发出“咚声2.3电路数据R1=12k;R2=12k;R3=20k；R4=6k；C1=47u；C2=0.022u;C3=0.1u;C4=100u2.2.4数据计算闭合J1A后：f=1/（2。2R3C3）+1/（2.2R4*C4）=1790.6Hz断开J1A之后:咚的频率:f=1/（2.2R4C4）=757.6HzC1充电的时间：t=C1*R2=1。128s咚声持续的时间为1。2.3方案三1电路原理图3.方案三原理图3.2电路原理J1是门上的按钮开关,在平日没有按下的时候，C1无法接通不进行充电,因而C1处的电压为0，NE555的4端口（复位端）一直处于低电平，导致3端口

9、输出一直为0，扬声器无法工作。而C2通过R2、R3、R4进行充电，充满电后,其电压约为电源电压。当闭合J1时,VCC的电流流过二极管对C1经行充电，其两端电压升高，4端口的电压也开始逐渐升高.同时C2开始对端口7进行放电，电容的电压下降，当其由VCC下降到2/3的VCC时,放电管导通，3端口输出为低电平，但当下降到1/3VCC时，放电管截止，C2则开始充电，3端口理应输出高电平，但是由于控制4端口的电容C1的电压还没有充好点,4端口仍旧输出0使输出端口3强制输出0，扬声器不工作.当C1充好电之后，4端口为高电平，然后输出端3即可输出1，这时扬声器可以工作，发出“叮”的响声（C2的充放电过程不断

10、的重复进行）。当断开J1时，VCC则不能通过二极管对C2充放电，只能通过R2、R3、R4充放电，由于电阻值的改变，使其频率发生改变,电阻变大，频率变低，发出“咚的声响。与此同时，C1开始放电，当使其的电压不断下降，最终4端口输入为低电平，强制将其复位，扬声器不再工作。3.3参数计算闭合J1A之后：44/（R+R3+2R4）C2=1000HzC2充电时间t11C2（R3+R+R4）=0.001sC2R4=（5.0e5）s叮的时间间隔十分的小,因此人耳无法分辨间断的叮声，所以人听到的是持续的叮声断开J1A之后：咚的频率f=1.44/（R2+R3+2R4）C2=480HzC2充电时间t11C2*（R

11、3+R2+R4）=0.0025sC2*R4=0.0005sC1放电时间t=C1*R1=2。209s咚声持续的时间为：2.3.4调节数据减小R、R3、R4,频率变大,反之则变小；减小C2，频率变大，反之则变小减小R2、R3、R4，频率变大，反之则变小:减小C1,频率变大，反之则变小咚声持续的时间：2.4方案比较方案比较表方案一方案二方案三器件的数目较少多电路的功耗较大比较大布线的复杂程度中等复杂反映速度比较快较慢很快造价较便宜高便宜综上:选择方案三作为实现方案实现方案1器件介绍NE555的介绍NE555（TimerIC）大约在1971由SigneticsCorporation发布，在当时是唯一非

12、常快速且商业化的TimerIC，在往后的30非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电，尽管近CMOS技术版本的TimerIC如MOTOROLA的MC1455已被大的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前可直接的代用此芯片内使用了3个精度较高的5K分压电阻，型号由此而得名.NE555是双极性器件的集成电路，内含2个555电路的型号为NE556，为14脚.另有CMOS工艺的7555和7556。NE555电压使用范围为4。5V-18V.7555则为3V15V。NE555时基电路主要的基本应用单稳态多谐振荡器MonostableMutlivibrator无稳态多谐振荡器AstableMultivibrator4.NE555的内部结构5NE555的管脚分布图2.NE555的工作表6.工作曲线图3.2原理图7实现方案原理图3.3电路器件电阻4个、电容4个、直流电源、按钮开关、扬声器、二极管2个3.4电路数据R1=33k；R3=10k;R4=10k；C3=0.01u;VCC=6V5电路原理J1是门上的按钮开关，在平日没有按下的时候，C1无法接通不进行充电，因而C1处的电压为0，NE555的4端口（复位端）一直处于低电平，导致3端口