門(mén)鈴設(shè)計(jì)報(bào)告

1、電子工程學(xué)院課外學(xué)分設(shè)計(jì)報(bào)告題目： 叮咚門(mén)鈴設(shè)計(jì) 班 級(jí)： b1032 姓 名： 方志威 學(xué) 號(hào)： 30 專(zhuān) 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 實(shí) 驗(yàn) 室： 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011 年 10 月 27 日 2011 年 12 月 16 日評(píng)定成績(jī)： 審閱教師： 陳朝峰 目錄1綜合設(shè)計(jì)任務(wù).32方案設(shè)計(jì)與論證.43硬軟件設(shè)計(jì).64安裝與調(diào)試.85性能測(cè)試與分析.96總結(jié).107參考文獻(xiàn).101.綜合設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 背景 隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視生活質(zhì)量的提高。假如你在自家客廳或其他離門(mén)比較遠(yuǎn)的地方。有客人來(lái)，并敲了門(mén)，你可能無(wú)法聽(tīng)到。導(dǎo)致客人認(rèn)為你不在家。這給我們帶來(lái)了許多不便與麻煩。因此我

2、設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴很有必要。它能讓你清楚的知道是否有人在門(mén)外。從而替代敲門(mén)帶來(lái)的不便。 設(shè)計(jì)這個(gè)電路的時(shí)候，我根據(jù)從穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性選擇電子線路和電子器件，找到適合的功能電路。從穩(wěn)定性，節(jié)能型，安全性等多方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)多種途徑設(shè)計(jì)出電路圖，采用盡量簡(jiǎn)單的原理，與器件進(jìn)行焊接，最終得到預(yù)期目的，并且具有較高的實(shí)用性。1.2目的1、 掌握叮咚電子門(mén)鈴的電路組成、工作原理。2、 了解并掌握電路的一般設(shè)計(jì)方法，具備初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。3、 學(xué)習(xí)protel繪圖軟件設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴電路。4、 在設(shè)計(jì)電路的過(guò)程中熟練地掌握各個(gè)元器件的用途。5、 了解電路板的制作流程。6、 掌握電路板的焊接

3、方法與技巧。1.3實(shí)驗(yàn)要求電子門(mén)鈴是音樂(lè)集成電路的最基本、最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)要求在按下門(mén)鈴開(kāi)關(guān)按鈕后，門(mén)鈴會(huì)產(chǎn)生較高頻率的“?！甭暎?dāng)松開(kāi)按鈕后，則會(huì)發(fā)出較低頻率的“咚”聲。2. 方案設(shè)計(jì)與論證此設(shè)計(jì)是為了門(mén)鈴發(fā)出“叮咚”聲響，按下按鈕an（裝在門(mén)上），振蕩器振蕩，振蕩頻率約700hz，揚(yáng)聲器發(fā)出“?！钡穆曇?。與此同時(shí)，電源通過(guò)二極管d1給c1充電。放開(kāi)按鈕時(shí)，c1便通過(guò)電阻r1放電，維持振蕩。但由于an的斷開(kāi)，電阻r2被串入電路，使振蕩頻率有所改變，大約為500hz左右，揚(yáng)聲器發(fā)出“咚”的聲音。直到c1上電壓放到不能維持555振蕩為止?！斑恕甭暤挠嘁舻拈L(zhǎng)短可通過(guò)改變c1的數(shù)值來(lái)改變。 本次設(shè)

4、計(jì)要求完成門(mén)鈴設(shè)計(jì)，要發(fā)出叮、咚的聲音，即產(chǎn)生兩種不同頻率的聲音。要改變聲音的頻率，就是改變電路中電容充放電的時(shí)間，即通過(guò)開(kāi)關(guān)的閉合與打開(kāi)接入不同的電阻來(lái)改變周期，從而實(shí)現(xiàn)頻率的改變。本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵可以分為兩個(gè)模塊： 1）設(shè)計(jì)控制模塊根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，要實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易電子的設(shè)計(jì)就要選擇555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩電路。 2）設(shè)計(jì)蜂鳴器模塊通過(guò)喇叭發(fā)出兩個(gè)不同頻率的聲音:發(fā)出“?！钡恼袷庮l率設(shè)定為700hz，發(fā)出：“咚”的振蕩頻率設(shè)定在500hz2.1結(jié)構(gòu)框圖及說(shuō)明所設(shè)計(jì)的電路分為幾個(gè)模塊，模塊如圖3-1。1 二極管d1通過(guò)電源給c1充電2 555定時(shí)器將電信號(hào)通過(guò)震蕩轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)。開(kāi)光閉合555定時(shí)器

5、電信號(hào) d1給c1充電揚(yáng)聲器頻率信號(hào) 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)c1放電 圖 3-1 叮咚門(mén)鈴方框圖 2.2系統(tǒng)原理圖及工作原理下圖3-2是一種能發(fā)出“叮、咚”聲的門(mén)鈴的電路原理圖。 它的核心器件是555接成的多諧振蕩器、放大器（三極管）、蜂鳴器。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，r3和r4接入電路，振蕩器開(kāi)始振蕩，振蕩頻率約700hz，揚(yáng)聲器發(fā)出“?！钡穆曇簟Ｅc此同時(shí)，電源通過(guò)二極管d1給c1充電。 放開(kāi)按鈕時(shí)，c1便通過(guò)電阻r1放電，維持振蕩。但由于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)，電阻r2串入電路，使振蕩頻率有所改變，大約為500hz左右，揚(yáng)聲器發(fā)出“咚”的聲音。直到c1上電壓放到不能維持555振蕩為止。“咚”聲的余音的長(zhǎng)短可通過(guò)改變c1的數(shù)值來(lái)

6、改變。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1.當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)r2和 r3接入電路，振蕩周期為t=（r2+2r3）cln2,頻率約為700赫茲；2.當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)r1、r2、r3接入電路，振蕩周期為t=(r1+r2+2r3)cln2,頻率約為500赫茲。（c=50nf）3. 硬軟件設(shè)計(jì)3.1腐蝕電路板1、一般情況下，腐蝕電路板是用三氯化鐵。因?yàn)殡娐钒宓谋砻嬗幸粚鱼~，通過(guò)三氯化鐵的腐蝕，會(huì)使未被炭粉覆蓋的銅本反應(yīng)掉，保留被炭粉覆蓋的區(qū)域，這樣就形成了連通的電路。鐵的化學(xué)性質(zhì)有三價(jià)和二價(jià)，其實(shí)三價(jià)的鐵有強(qiáng)氧化性，三氯化鐵是一種強(qiáng)氧化劑，可以與銅起反應(yīng)，別的東西很難與銅反應(yīng)，按化學(xué)穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)也可以用硝酸銀等與之反應(yīng)，但是代價(jià)太高了，

7、而且反應(yīng)后置換出的銀等會(huì)留在電路板，只有三氯化鐵最合適。2、但是，三氯化鐵的腐蝕速度有些慢，一般需要5以還可以用鹽酸+雙氧水+水來(lái)腐蝕，腐蝕速度會(huì)比三氯化鐵快上許多。7天完成，所3.2加工電路板1、取出腐蝕好的印制電路板，用清水清洗干凈，并把水漬擦干。2、打孔：用專(zhuān)用的打孔工具，對(duì)腐蝕好的電路板進(jìn)行打孔。3、打孔完成后，用磨砂紙將印制電路板表面上的炭粉擦凈，則印制電路板的加工完成。3.3proteus的仿真實(shí)驗(yàn)1）proteus軟件介紹1、proteus isis是英國(guó)labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(spice)各種仿真器件

8、和集成電路。有如下特點(diǎn)：2、 實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和spice電路仿真相結(jié)合。3、 支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。4、 提供軟件調(diào)試功能。5、 具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。6、 .pcb設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線。2）proteus的仿真1、打開(kāi)proteus的集成環(huán)境，新建，根據(jù)組件明細(xì)表中的組件，在keywords中輸入所找的組件名單，然后點(diǎn)擊右下角的ok，組件被添加了。2、依次放好組件，使組件擺放美觀。3、連接電路，在需要連接的組件接線處，點(diǎn)擊左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，可看到導(dǎo)線的出現(xiàn)，再在導(dǎo)線的另一端在另一個(gè)組件的端點(diǎn)處點(diǎn)擊，從而連接了電路。如下圖：，4.安裝與調(diào)試1.先將所有器件在面包板進(jìn)行連接，待電路在面包板能

9、正常工作時(shí)，再在電路板進(jìn)行焊接，以防出現(xiàn)差錯(cuò)。2焊接電路，用示波器分別測(cè)試輸出頻率，并調(diào)節(jié)電位器使其達(dá)到要求值。3.單獨(dú)檢測(cè)音頻功率放大器。輸入音頻信號(hào)，測(cè)試各器件是否正常工作，并調(diào)節(jié)。4.根據(jù)輸出波形調(diào)節(jié)電位器。5.故障診斷及排出：(1)喇叭聲音過(guò)小：通過(guò)調(diào)節(jié)功放電路的電位器，增大信號(hào)輸入電壓從而解決音量過(guò)小的問(wèn)題。(2)電路時(shí)而能正常工作，時(shí)而不能正常工作：檢測(cè)各焊點(diǎn)(3)門(mén)鈴電路焊好后不發(fā)聲，通過(guò)不斷調(diào)節(jié)510k的電位器以改變振蕩頻率，當(dāng)調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)念l率時(shí)能發(fā)聲。5性能測(cè)試與分析焊接完電路板后，要對(duì)所焊電路的性能進(jìn)行測(cè)試和分析。當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)如果沒(méi)有聲音，則首先檢查電源是否接觸良好，如果電

10、源接觸良好，則檢查各焊點(diǎn)是否有漏焊或虛焊，如果都沒(méi)問(wèn)題，則檢查各元件是否安裝正確，直到電路能發(fā)出聲音為止。如果開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電路一直響，則可能是某部分短路，須仔細(xì)檢查，直到檢查出毛病，電路能發(fā)出叮咚兩種聲音為止。6總結(jié)通過(guò)這次電子實(shí)習(xí)，我不僅得到了知識(shí)的鞏固，而且使我的動(dòng)手能力得到加強(qiáng)。我相信在以后的學(xué)習(xí)和工作中，做的更加美滿(mǎn)。這次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)完成的比較成功,從電路圖的設(shè)計(jì)到原理的分析還有電路的安裝與調(diào)試,自己還是一步步走過(guò)來(lái)了,最后,電路確實(shí)發(fā)出了叮咚聲,各項(xiàng)參數(shù)也符合標(biāo)準(zhǔn),不過(guò),其間遇到的困難和問(wèn)題真的很多.這也讓我看到了自己對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握得很不扎實(shí).基礎(chǔ)知識(shí)沒(méi)有搞懂弄通,單單是原理圖的分

11、析,自己就花了近兩天的時(shí)間,開(kāi)始總是看不懂電路圖,課本,資料書(shū)看了三,四本還是糊糊涂涂的,這讓我感到課程設(shè)計(jì)是多么的難,也產(chǎn)生過(guò)想要放棄的念頭,但想到別人能做好的自己為什么幾不能做好,可見(jiàn)工夫還沒(méi)用到,后來(lái)自己靜下心認(rèn)真看了不少講解結(jié)合的例題.終于把555定時(shí)器組成的多諧振蕩器的工作原理弄懂了,其實(shí),這些知識(shí)老師上課都講過(guò)了,自己學(xué)的卻不扎實(shí),這也給自己敲了個(gè)警鐘,或許自己在學(xué)習(xí)上還有更多的不足,自己真的應(yīng)該對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺了.其次就是電路的安裝,只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的5個(gè)元件自己卻焊了兩個(gè)小時(shí),結(jié)果還有個(gè)腳碼弄錯(cuò)了,費(fèi)了好大一番工夫才修改過(guò)來(lái),這不得不說(shuō)自己的動(dòng)手能力太差,應(yīng)多加練習(xí),在實(shí)踐中

12、,我先在腦海里構(gòu)思了幾個(gè)方案。要想讓揚(yáng)聲器發(fā)出叮咚聲,必須讓電路產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的且頻率不等的信號(hào)。產(chǎn)生此種信號(hào),可以用多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種是用模擬電子中的集成運(yùn)算放大器,還有就是用數(shù)字電子中的555定時(shí)器或者ttl集成門(mén)電路組成多諧振蕩器,用來(lái)產(chǎn)生矩形脈沖。通過(guò)比較與分析,我最終選取了用555定時(shí)器組成多諧振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn),因?yàn)檫@種方法簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。領(lǐng)到元器件和電路模板后,我首先根據(jù)書(shū)上的電路圖,構(gòu)思了各種元器件在電路板上的擺放位置,以確保用線最短,焊接最方便。然后畫(huà)出電路圖,再對(duì)照電路圖開(kāi)始焊接。焊接完后通電試驗(yàn),卻沒(méi)有聽(tīng)到叮咚聲。后來(lái)經(jīng)過(guò)認(rèn)真的檢查,我發(fā)現(xiàn)原來(lái)我由于粗心把555焊接短路了。經(jīng)過(guò)改正,最后揚(yáng)聲器終于發(fā)出了叮咚聲。這次實(shí)踐,使我不僅對(duì)課本上的知識(shí)有了更透徹的理解,而且提高了我的動(dòng)手能力,增加了我對(duì)電子課程的興趣。我在實(shí)踐中深切的體會(huì)到,不論做什么事情都