電子綜合實(shí)訓(xùn)-叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)最終版

1、學(xué) 號(hào)：電子綜合實(shí)訓(xùn)題目叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)學(xué)院理學(xué)院專(zhuān)業(yè)XXX班級(jí)XXX姓名XXX指導(dǎo)教師賈信庭201X年 X 月 X 日專(zhuān)業(yè)班級(jí)：XXXXXXXX工作單位：武漢理工大學(xué)理學(xué)院系主任（或負(fù)責(zé)老師）簽名:2016年 7 月 8 日電子綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名：XXXX指導(dǎo)老師：賈信庭題目：叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì) 初始條件：直流可調(diào)穩(wěn)壓電源一臺(tái)、萬(wàn)用表一塊、面包板一塊、元器件若干、剪刀、鑷子 等必備工具要求完成的主要任務(wù)：（包括電子綜合實(shí)訓(xùn)工作量及其技術(shù)要求以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要 求）1、技術(shù)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴電路，設(shè)一個(gè)按鈕，按下按鈕時(shí)發(fā)出門(mén)鈴的較高頻率?！甭暎砷_(kāi)按鈕，發(fā)出較低頻率的 咚”聲。門(mén)

2、鈴叮咚聲的聲音頻率和聲音持續(xù)時(shí)間可調(diào)。2、主要任務(wù)：（一）設(shè)計(jì)方案（1）按照技術(shù)要求，提出自己的設(shè)計(jì)方案（多種）并進(jìn)行比較；（2） 以NE555時(shí)基集成電路為主，設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴電路（實(shí)現(xiàn)方案）；（3）依據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行預(yù)答辯；（二）實(shí)現(xiàn)方案（4）根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案，畫(huà)出電路邏輯圖和裝配圖；（5）查閱資料，確定所需各元器件型號(hào)和參數(shù)；（6）在面包板上組裝電路；（7）自擬調(diào)整測(cè)試方法，并調(diào)試電路使其達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求；（8）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，進(jìn)行答辯。3、撰寫(xiě)電子綜合實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū)：封面：題目，學(xué)院，專(zhuān)業(yè)，班級(jí)，姓名，學(xué)號(hào)，指導(dǎo)教師，日期 任務(wù)書(shū)目錄（自動(dòng)生成）正文：1、技術(shù)指標(biāo)；2、設(shè)計(jì)方案及其比較；

3、3、實(shí)現(xiàn)方案；4、調(diào)試過(guò)程及結(jié)論；5、心得體會(huì)；6、參考文獻(xiàn)成績(jī)?cè)u(píng)定表 時(shí)間安排：電子綜合實(shí)訓(xùn)時(shí)間：19周-20周19周：明確任務(wù)，查閱資料，提出不同的設(shè)計(jì)方案（包括實(shí)現(xiàn)方案）并答辯;20周：按照實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行電路布線(xiàn)并調(diào)試通過(guò)；撰寫(xiě)電子綜合實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū)。指導(dǎo)教師簽名:2016年 6 月 27日目錄1 技術(shù)指標(biāo) 12 設(shè)計(jì)方案及比較 1.2.1 方案一 1.2.1.1 方案一設(shè)計(jì)原理 1.2.1.2 元器件參數(shù) 2.2.1.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 2.2.1.4 聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析 2.2.2 方案二 3.2.2.1 方案二設(shè)計(jì)原理 3.2.2.2 元器件參數(shù) 3.2.2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算

4、4.2.2.4 聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析 4.2.3 方案三 4.2.3.1 方案三設(shè)計(jì)原理 4.2.3.2 元器件參數(shù) 5.2.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 5.2.3.4 聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析 5.2.4 方案比較 5.3 實(shí)現(xiàn)方案 63.1 實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)原理 6.3.2 元器件參數(shù) 6.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 7.3.4 聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析 7.3.5 實(shí)物圖 74 調(diào)試過(guò)程及結(jié)論 8.5 心得體會(huì) 86 參考文獻(xiàn) 9武漢理工大學(xué)電子綜合實(shí)訓(xùn)H說(shuō)明書(shū)叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)1技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴電路，設(shè)一個(gè)按鈕，按下按鈕時(shí)發(fā)出門(mén)鈴的較高頻率叮”聲，松開(kāi)按鈕，發(fā)出較低頻率的

5、 咚”聲。門(mén)鈴叮咚聲的聲音頻率和聲音持續(xù)時(shí)間可調(diào)。2設(shè)計(jì)方案及比較2.1方案一2.1.1方案一設(shè)計(jì)原理圖1方案一的原理圖方案一的原理圖如圖1所示，該方案是以NE555時(shí)基集成電路為核心組成的 叮咚”門(mén) 鈴電路。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，D1沒(méi)有導(dǎo)通，D2反向截止，又因?yàn)镽3接地，所以 555的4號(hào)端口一直處于低電平。而 555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì) 使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低電平，揚(yáng)聲器不工作。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，D1正向?qū)ǎㄟ^(guò)R3向C1充電，C1兩端的電壓升高，此時(shí)555的4號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。R4,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器， 使驅(qū)

6、動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出 ?！钡穆曇?。松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿(mǎn)電的 C1開(kāi)始放電，R1,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩 器，使揚(yáng)聲器發(fā)出 咚”的聲音。2.1.2元器件參數(shù)表1方案一兀器件參數(shù)表元器件R1R2R3R4參數(shù)（單位歐姆）：20k5k1001k元器件C1C2C3C4參數(shù)（單位法拉）1m0.1u0.01u100u2.1.3相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算?！钡念l率:1f1 (R4 2R2)C2 ln 21299 Hz(1)咚”的頻率：1f2(R1 2R2)C2 In 2476 Hz咚”聲持續(xù)的時(shí)間：t R3 C10.1s(3)2.1.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析C2，頻率變大，反之則變小。C2，頻率變大，反之則

7、變小。?！钡念l率:減小R2,R4,頻率變大，反之則變?。粶p小咚”的頻率:減小R1,R2,頻率變大，反之則變小：減小咚”聲持續(xù)的時(shí)間：減小C1,R3,持續(xù)時(shí)間變短，反之則變長(zhǎng)2.2方案二221方案二設(shè)計(jì)原理方案二的原理圖如圖2所示，該方案是以NE555時(shí)基集成電路為核心組成的 叮咚”門(mén) 鈴電路。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，D1沒(méi)有導(dǎo)通，D2反向截止，又因?yàn)镽3接地，所以 555的4號(hào)端口一直處于低電平。而 555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì) 使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低電平，揚(yáng)聲器不工作。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，D1正向?qū)?，通過(guò)R3向C1充電，C1兩端的電壓升高，此 時(shí)555的4

8、號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。R4,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器， 使驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出 叮”的聲音。松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿(mǎn)電的C1開(kāi)始放電，R1,R4,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振 蕩器，使揚(yáng)聲器發(fā)出 咚”的聲音。2.2.2元器件參數(shù)表2方案二兀器件參數(shù)表元器件R1R2R3R4參數(shù)（單位歐姆）20k5k1005k元器件C1C2C3C4參數(shù)（單位法拉）1m0.1u0.01u100u223相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算叮”的頻率：f1(R4 2R2)C2 In 2 1952Hz咚”的頻率：f2(R R4 2RJC2 In 2 1408Hz(5)咚”聲持續(xù)的時(shí)間：t R3 Ci 0.1s2.2.4聲

9、音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析叮”的頻率:減小R2,R4,頻率變大，反之則變小；減小 C2，頻率變大，反之則變小。咚”的頻率:減小R1,R2,R4,頻率變大，反之則變小：減小 C2,頻率變大，反之則變小 咚”聲持續(xù)的時(shí)間：減小C1,R3,持續(xù)時(shí)間變短，反之則變長(zhǎng)。2.3方案三2.3.1方案三設(shè)計(jì)原理方案三的原理圖如圖3所示，該方案是以NE555時(shí)基集成電路為核心組成的 叮咚”門(mén) 鈴電路。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，D1沒(méi)有導(dǎo)通，D2反向截止，又因?yàn)镽3接地，所以555的4號(hào)端口一直處于低電平。而 555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì) 使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低電平，揚(yáng)聲器不工作

10、。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，D1正向?qū)ǎㄟ^(guò)R3向C1充電，C1兩端的電壓升高，此 時(shí)555的4號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。R4,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器， 使驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出 叮”的聲音。松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿(mǎn)電的 C1開(kāi)始放電，R1,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩 器，并通過(guò)三極管放大，使揚(yáng)聲器發(fā)出咚”的聲音。2.3.2元器件參數(shù)表3方案三兀器件參數(shù)表元器件R1R2R3R4參數(shù)（單位歐姆）；20k5k1001k元器件C1C2C3參數(shù)（單位法拉）1m0.1u0.01u2.3.3相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算叮”的頻率:(8)(9)1 f,(R4 2R2)C2 In 2 11299 Hz咚”

11、的頻率：1f2(R1 2R2)C2 In 2476Hz咚”聲持續(xù)的時(shí)間：t R3 C10.1s2.3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析C2，頻率變大，反之則變小。C2，頻率變大，反之則變小。叮”的頻率:減小R2,R4,頻率變大，反之則變小；減小咚”的頻率:減小R1,R2,頻率變大，反之則變?。簻p小咚”聲持續(xù)的時(shí)間：減小C1,R3,持續(xù)時(shí)間變短，反之則變長(zhǎng)2.4方案比較表4方案比較仿真精度使用器材數(shù)量操作難度結(jié)論萬(wàn)案一三套方案仿真 精度相差不大相對(duì)較少三套方案的操作 難度均相近將第一套設(shè)計(jì)方 案作為實(shí)現(xiàn)方案最為合理萬(wàn)案一萬(wàn)案三較多（多了三極管）3實(shí)現(xiàn)方案3.1實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)原理LMC2 luF*

12、D1OlOOED2HFF11 R11AuCV3DCTH TH圖4實(shí)現(xiàn)方案的原理圖本欲將方案一作為實(shí)現(xiàn)方案，但由于所發(fā)實(shí)驗(yàn)器材與設(shè)計(jì)方案中的不盡相同，故將方 案一做了些許調(diào)整（主要是電阻方面的調(diào)整），最終構(gòu)成實(shí)現(xiàn)方案如圖4所示。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，D1沒(méi)有導(dǎo)通，D2反向截止，又因?yàn)镽3接地，所以555的4號(hào)端口一直處于低電平。而 555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì) 使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低電平，揚(yáng)聲器不工作。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，D1正向?qū)?，通過(guò)R3向C1充電，C1兩端的電壓升高，此 時(shí)555的4號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。R4,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多

13、諧振蕩器， 使驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出 ?！钡穆曇簟Ｋ砷_(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿(mǎn)電的 C1開(kāi)始放電，R1,R2,C2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩 器，使揚(yáng)聲器發(fā)出 咚”的聲音。3.2元器件參數(shù)表5實(shí)現(xiàn)方案兀器件參數(shù)表元器件R1R2R3R4參數(shù)（單位歐姆）33k5k10k10k元器件C1C2C3C4參數(shù)（單位法拉）47u0.1u0.01u100u3.3相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算?！钡念l率：fi(R42RJC2In 2 1714Hz(10)咚”的頻率：f2 (R2RJC2In 2 1332Hz(11)咚”聲持續(xù)的時(shí)間：tR3Ci0.47 s(12)3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析?！钡念l率:減小R2,R4,頻率變大，反之則變

14、??；減小 C2，頻率變大，反之則變小 咚”的頻率:減小R1,R2,頻率變大，反之則變小：減小 C2，頻率變大，反之則變小 咚”聲持續(xù)的時(shí)間：減小C1,R3,持續(xù)時(shí)間變短，反之則變長(zhǎng)。3.5實(shí)物圖根據(jù)原理圖，將準(zhǔn)備好的器件組裝成型，如圖5所示：圖5實(shí)現(xiàn)方案的實(shí)物圖4調(diào)試過(guò)程及結(jié)論在這一次的實(shí)訓(xùn)中，由于所發(fā)的器材與所設(shè)計(jì)的方案有所區(qū)別，所以我們先將原先的 方案進(jìn)行了些許調(diào)整（主要是電阻方面的調(diào)整），最終構(gòu)成實(shí)現(xiàn)方案。但調(diào)整過(guò)后的實(shí)現(xiàn) 方案在proteus中仿真出現(xiàn)了一些小錯(cuò)誤，用所擁有的器材怎么也無(wú)法在proteus中設(shè)計(jì)出一個(gè)能仿真成功的方案。但仔細(xì)檢查所設(shè)計(jì)的方案后，卻并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有什么錯(cuò)誤，理

15、論上 完全可行，最終我們不管proteus的問(wèn)題，將實(shí)物直接按照所設(shè)計(jì)的電路圖鏈接好。事實(shí)證明所設(shè)計(jì)的方案是正確的，鏈接好的電路確實(shí)正確的運(yùn)行了。在去給老師檢驗(yàn)之后，老師 提出了?！甭曨l率較低，需要進(jìn)行調(diào)整，于是我們將R2由原來(lái)的10千歐替換成了 5千歐， 將R4由原來(lái)的20千歐替換成了 10千歐，以此達(dá)到了目的。在調(diào)試過(guò)程中，我們將理論進(jìn)行了實(shí)際檢驗(yàn)，用實(shí)際現(xiàn)象驗(yàn)證了理論的正確性，排除 proteus軟件自身的錯(cuò)誤，本次實(shí)驗(yàn)是圓滿(mǎn)成功的。5心得體會(huì)本次電子綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)對(duì)NE555時(shí)基集成芯 片的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，大致原理就是讓 555芯片構(gòu)成的多諧振蕩電路提供不同

16、頻率的交流電壓供 揚(yáng)聲器工作，并用電容控制555芯片的置位端，使其在電源提供的高電平取消后能通過(guò)電 容放電繼續(xù)短時(shí)間工作?？偟膩?lái)說(shuō)，本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容并不復(fù)雜，在試驗(yàn)過(guò)程中所碰到的阻礙主要是：在理論正 確的情況下，proteus仿真卻是失敗的，仿真出現(xiàn)的具體的錯(cuò)誤是在門(mén)鈴開(kāi)關(guān)沒(méi)有閉合的情 況下?lián)P聲器還是處于工作狀態(tài)，然而在實(shí)際操作中卻沒(méi)有這樣的的現(xiàn)象。這很讓人費(fèi)解， 可能是軟件本身的問(wèn)題吧。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中我充分認(rèn)識(shí)到了實(shí)踐與理論的差別，從書(shū)本上學(xué)到的知識(shí)如果不加以 實(shí)踐總會(huì)有一些差漏，將所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用才能使我們得到提升。經(jīng)過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)我相對(duì)于上學(xué)期第一次參加電子電工實(shí)訓(xùn)的我，有了很大的

17、 進(jìn)步?；叵肷蠈W(xué)期，我第一次參加電子電工實(shí)訓(xùn)，什么都不太了解，像一只無(wú)頭的蒼蠅， 很是迷茫，做完一件事之后就不知道下一件事該做什么，而這一次的實(shí)驗(yàn)，我有了較為詳 細(xì)的規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)過(guò)程也是有序的進(jìn)行完畢了，這就是經(jīng)驗(yàn)的差距。總的來(lái)說(shuō)這次的電子綜合實(shí)訓(xùn)讓我收獲頗多，希望學(xué)校多多開(kāi)設(shè)這樣的實(shí)踐課程讓我 們將課本上所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用，加深我們的理解。實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。6參考文獻(xiàn)1 王公望.現(xiàn)代電子電路應(yīng)用基礎(chǔ)西安電子科技大學(xué)出版社，20052 張健.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社,20063 高廣任.現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)解題及教學(xué)參考清華大學(xué)出版社,20054 謝自美.電子線(xiàn)路設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第三版）華中科技大學(xué)出版設(shè),2006 伍時(shí)和,吳友宇.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京: