555叮咚双音门铃.docx

1、555叮咚双音门铃项目六 555叮咚双音门铃探亲访友，敲门是经常有的事，遗憾的是存在诸多不便：1、声音太小，往往听不见；太大，影响左邻右舍。2、门响，不知是敲自家的门还是邻居的门，开门发现不是你的菜。鉴于此，我们就通过学到的电子技术知识来解决这个问题555叮咚双音门铃,门外装个按钮，门内装上555叮咚双音门铃和扬声器，有人来时按按钮就会发出“叮咚”声响，绝不会误判，既方便又经济实惠。一、项目准备与要求1.1 项目准备 1、555双音门铃套件，4.5V直流电源或干电池；2、5mm螺丝刀、镊子、斜口钳、烙铁、焊锡、导线、松香；3、万用表、示波器；4、锉刀3把；备用烙铁头、烙铁芯、30W电烙铁各3个

2、；5、教师准备学生实训资料和器具，学生提前上网搜集、查阅资料。1.2 项目要求 1、项目功能要求：组装焊接叮咚双音门铃电路，按下复位按钮时，扬声器发出门铃的较高频率“叮”声，松开按钮，扬声器发出较低频率的“咚”声。 2、项目完成时间：12课时（两天）3、项目知识与技能要求：掌握555叮咚双音门铃电路的组成、工作原理。了解斯密特触发器和NE555集成定时器的基本原理。理解延时电路、RS触发器的原理。掌握根据电路图进行电路焊接、组装与调试。 掌握测量与故障排除。二、项目分析2.1 555双音门铃电路与框图图1（a）555双音门铃电路图图1（b）555双音门铃电路详图图1（c）555双音门铃电路框图

3、2.2 555时基电路内部结构及工作原理：555 时基电路是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，内部包括两个电压比较器，三个5K的等值串联电阻（所以叫555），一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。成本低，性能可靠，电流最大为0.2A，广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子玩具、电子测量及自动控制等方面。其只需外接少量阻容元件，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。555内部框图和外引脚排列分别如图2、3所示，图4是实物。图2 555内部电路框图比较器C1、C1的输出电压控制G1、G2组成的基本RS 触发器和放电管TD的状态。加上电源电压，当 5

4、脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2/3VCC，C2 的反相输入端的电压为1/3VCC。若触发输入端 TR 的电压小于1/3VCC，则比较器 C2 的输出为 0,可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。补充知识：比较器 C2 的输出为 0，可理解为同相输入端“+”减去反相输入端“-”，结果小于等于零时比较器输出为0。注意：TH是接C1的反相端，而TR接C2的同相端，所以：。 逻辑电平里面的“1”，就是高电平，此处为比电源电压少1.7伏的高电平。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2/3VCC，同时 TR端的电压大于1/3VCC，则C1 的输出为0，C2 的输出为 1，可

5、将RS触发器置0，使输出为0电平。参照表1。 图3 引脚排列图图4 实物图图波形解析 输入输出阀值输入（）等同输入为触发输入（）等同输入为复位（）输出（）放电管T-00导通1011截止0110导通111不变不变表1 555时基电路的功能表555时基电路分TTL型和CMOS型：TTL型：用555表示，采用4.55.5V电压，输出电流大，可直接驱动执行器件和继电器；CMOS型：用7555表示，采用218V电压，功耗低，输入阻抗高。555时基电路输入输出波形解析如图所示。2.3 基本RS触发器： 基本RS触发器又称为锁存器，是构成同步RS触发器、JK触发器、T触发器、D触发器的基本单元。1、电路结构

6、：由两个与非门G1、G2的输入端与输出端交叉连接而成，如图6，输入端上方加小横线表示低电平有效。Q与Q互补，即一个为低电平时另一个为高电平。图6（）逻辑电路（）逻辑符号2、真值表：表示触发器状态更新前的状态，称为原态，表示触发器状态更新后的状态，称为次状态或现态。“”表示任意状态，0或1都可。输入输出逻辑功能000不定（禁止）10100置0101001置1111100保持11表2 RS触发器真值表2.4 电路分析： 1、元件作用：S1：门铃按钮开关，要想门铃响，就按S1，按下时门铃发“叮”声，松开时发“咚”声，连起来就是“叮咚”声。C1、C4：高频旁路电容，防止电源的高频干扰和按键时的冲击脉冲

7、。R4、C3：延时电路，保证“咚”音的发出。电容越大，电阻越大，放电越慢，“咚”越长；反之使电阻减小或使电容减小都会导致“咚”音短促。R2、R3、C2：构成“叮”音的选频回路，此时按键已按下，电源从S1D1R2， R1被短路。充电时间 R1、R2、R3、C2：构成“咚”音的选频回路，此时按键已松开，电流必须从R1流到R2。放电时间D2：为555时基电路的复位端4脚提供电源电压，从而使555正常工作。同时向C3充电，以便S1断开时继续为提供一段时间的高电平，直到C3通过R4放电到电压小于1V，即4脚为低电平时，555的3脚输出端强制输出为0。D3、Q1：3脚输出后的驱动，相当于放大，以使扬声器发

8、声更响，有些设计没有这两个元件，不影响工作，只是发声会小些。LS1：扬声器，将音频电信号转变成声音。2、工作原理：以555时基电路为核心，当按下开关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

9、、R4的数值，一般余音不宜过长。本电路可采用三节1.5V电池（4.5V）供电，等待电流约为3.5mA，鸣叫电流约为120mA。闭合S1时，VCC流过D2对C3经行充电，4端口的电压也开始逐渐升高，当C3端电压上升为高电平时，即4端口输入的是高电平，555定时器启动，所以D1、R2、R3和C2组成的多谐振荡器开始工作，输出频率f1。断开S1时，C3开始放电，R1、R2、R3和C2组成多谐振荡器开始工作，输出频率为f2。当C3放电完毕的时候，4端口又恢复低电平，555定时器停止工作。三、项目实施3.1 元件核对与测量表3 元器件清单标号名称规格数量测量结果R1、R2、R3、R4电阻47K4C1瓷片

10、电容1041C2、C4瓷片电容1032C3电解电容10uF1D1、D2、D3二极管1N41483Q1三极管9013/80501IC1集成电路NE5551IC座8P1S1复位开关6*6*101X1、X2接线座2P2LS1小喇叭8/0.6W1PCB板35*65mm11、小组长领取并发放555双音门铃套件，学生根据表3所示的元件清单核对名称数量有无差错，如图7；2、对每个元件进行测量，测量结果填表3中，确认无误后方可焊接。图7 元件识别与测量3.2 组装，按图8顺序，5部曲图8 第一步：首先焊接电阻和二极管第二步：焊接集成电路插座第三步：把两个接线座扣在一起再焊接第四步：焊接电容、按键第五步：装上5

11、55集成块剪10cm长红、黑带皮导线各2根，用螺丝刀，1红1黑分别接接线柱X1的“+”端“GND”端，1红1黑分别焊接在扬声器的两个接线端（导线先上锡），再分别连接到X2的“OUT”端和“GND”端。3.3 调试1、万用表打到直流20V档，调节测量直流稳压电源的输出端电压，得到4.5V的电压就OK，用鳄鱼夹线红接X1的红导线，黑接X1的黑导线，极性一定不能错。2、用万用表测各引脚电压：表4没按S1时各脚电压测量值按下S1不放时各脚电压测量值引脚1引脚8引脚2引脚7引脚2引脚7引脚3引脚6引脚3引脚6引脚4引脚5引脚4引脚53、将输出端接示波器，观察S1按下前后的波形，并记录下来。时间档位： 周

12、期：T= 幅度档位： 峰-峰值：VP-P= 3.4 故障分析与检修指出故障原因和检修过程1、按键后不发声音：2、按键后发声不好听：3、发声小：四、项目评价项目名称学生姓名完成时间评价者得分序号评价项目评价内容和要求评分标准分值得分1元件测量所有元件都要测量并准确的记录在表3中测量误差10%以内，否则1个扣1分102工艺布局板上元件紧贴电路板，元件无歪斜、悬空现象歪、悬空1个元件扣1分103焊接焊点圆润光亮，无堆焊、虚假错焊、漏焊，焊后引脚剪切合适，裸线镀锡绝缘皮长短合适，整体焊接时间不宜太长焊锡过多堆焊、漏焊、虚焊1个焊点扣1分；裸线太长扣1分104调试熟练使用示波器和万用表测量电压和波形，并

13、会正确记录和画波形测电压1分1个，测波形并画波形12分265故障分析与检修出现问题解决问题并撰写分析检修过程每个8分，无故障者写完整也每个只得5分246台面清理整理仪器仪表、烙铁、镊子、斜口钳、凳子按要求摆放好，无损坏，台面清理干净一样没摆好扣3分107责任心与安全操作项目圆满完成，按要求通电，实验结束关电源开关、拔掉所有插头，没拔插头扣3分；跳闸一次扣5分，烧毁设备扣10分10五、作业1、撰写项目实操体会；2、上网学习，搜集双音门铃的其他类型和工作原理（至少写出两种）3、复习555定时器、RS触发器的工作原理六、拓展根据自己掌握的知识和上网学习，自己设计一个更时尚的门铃。因为按键开关会坏，可用触摸式的；双音门铃太单调，可用音乐门铃（门铃音乐芯片，如下图）；楼下用的，可设计成无线的，总之尽量实用而又弥补缺陷，解决问题。