門鈴電路設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)新疆大學(xué)課程設(shè)計題 目：門鈴電路設(shè)計 指導(dǎo)老師： 學(xué)生姓名：所屬院系：電氣工程學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級： 學(xué) 號：完成日期： 20新疆大學(xué)本科生課程設(shè)計任務(wù)書班 級： 姓 名： 設(shè)計題目： 門鈴電路設(shè)計 要求完成的內(nèi)容： 1.要求設(shè)計出一個門鈴電路，當(dāng)按下門鈴后揚聲器以2KHz持續(xù)向15秒。 2設(shè)計出詳細(xì)的電路圖。選擇元件參數(shù)要有詳細(xì)的計算過程，公式要寫清晰。 3設(shè)計出按建電路和對應(yīng)的編碼邏輯電路。 4寫出詳細(xì)的原理說明。 指導(dǎo)教師： 希望， 努爾買買提

2、 教研室主任： 概述：555定時器是一種集成電路的簡稱，是一種使用方便靈活、用途廣泛的多功能器件。只要外部配接少量阻容元件便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。555定時器在脈沖波形的產(chǎn)生和變換，儀器與儀表，測量與控制，家用電器與電子玩具等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。它將模擬與邏輯功能巧妙地結(jié)合在一起，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用電壓范圍寬、工作速度快、定時精度高、驅(qū)動能力強等優(yōu)點。工作原理2.1由555定時器組成多諧振蕩器的工作原理：（a）電路圖 （b）工作波形圖2.1-1 555定時器構(gòu)成的多謝振蕩器第一暫穩(wěn)態(tài)接通電源后，經(jīng)電阻和對電容充電，其電壓有0按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)時，電壓比較器和的輸

3、出分別為，基本觸發(fā)器被置0，即，輸出躍變到低電平。與此同時，放電管飽和導(dǎo)通，電容經(jīng)電阻和放電管放電，電路進入第一暫穩(wěn)態(tài)。第二在穩(wěn)態(tài)隨著電容的放電，隨之下降。當(dāng)下降到時，則電壓比較器和的輸出分別為，基本觸發(fā)器被置為1，即，輸出由低電平躍變到。電路進入第二暫穩(wěn)態(tài)。返回第一暫穩(wěn)態(tài)在第二暫穩(wěn)態(tài)時，為高電平時，所以，放電管截止，電源又經(jīng)電阻和對電容充電。當(dāng)時，電壓比較器的輸出，基本觸發(fā)器被置0，躍變?yōu)榈碗娖?，電路返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。因此，電容上的電壓將在和之間來回充放電，從而使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。由圖2.1-1（b）可知多謝振蕩器的振蕩周期為其中為電容上的電壓由充到所需的時間，充電回路的時間常數(shù)為

4、，可用下式估算： （2.1-1）為電容上的電壓由充到所需的時間，放電回路的時間常數(shù)為，可用下式估算： （2.1-2）所以，由555定時器構(gòu)成的多謝振蕩器的周期為 （2.1-3）其振蕩頻率為 （2.1-4）2.2由555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理：（a）電路圖 （b）工作波形圖2.2-1 555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器穩(wěn)定狀態(tài)在沒有施加觸發(fā)信號時，為高電平。按通電源后經(jīng)電阻R時電容C進行充電，當(dāng)電容上的電壓充到，電壓比較器輸出=0，而在此時為高電平，且，電壓比較器輸出=1，基本RS觸發(fā)器置0，即=0，=1，此時，三極管VT飽和導(dǎo)通，電容C經(jīng)VT迅速放完電，=0,電壓比較器輸出=1，這時基本

5、RS觸發(fā)器的兩個輸入信號都為高點平1，保持0狀體不變。所以，在穩(wěn)定狀態(tài)時，=0,=0。出發(fā)進入暫穩(wěn)態(tài)當(dāng)輸入由高電平躍變到小于1/的低電平時，電壓比較器輸出=0,由于此時=0,因此，=1，基本RS觸發(fā)器被置1，即=1, =0，輸出由低電平躍變到高電平。同時三極管VT截止，這時電源經(jīng)電阻R對電容C充電，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)期間由輸入電壓回到高電平。自動返回穩(wěn)態(tài)狀態(tài)隨著電容C的充電，電容C上的電壓逐漸增大。當(dāng)電壓升到=2時，電壓比較器的輸出=0，由于此時已為高電平，電壓比較器輸出=1,基本RS觸發(fā)器置0，即=0，=0,輸出由高電平躍變到低電平UO。同時，三極管VT飽和導(dǎo)通，C經(jīng)VT迅速放完電，=

6、0.電路返回穩(wěn)定狀態(tài)。由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度為暫穩(wěn)態(tài)維持的時間，它實際上為電容上電壓由0 V充到所需要的時間可按下式計算： 2.4門鈴電路的工作原理：2.4-1原理圖電路構(gòu)成： 圖2.4-2 555集成電路引腳 圖2.4-3 555定時器的電路圖它的各個引腳功能如下： 1腳：外接電源負(fù)端或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源，雙極型時基電路的范圍是516V，CMOS型時基電路的范圍是318V，一般用5V。 3腳：輸出端Vo。 2腳：低觸發(fā)端。 6腳：TH高觸發(fā)端。 5腳：為控制端電壓，若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該段串入一只0.

7、01F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端，該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器、基準(zhǔn)電壓分別為和的情況下，555實際電路的功能表如表1所示。表2.4-1 555定時器的功能表 清零端 高觸發(fā)器端TH 低觸發(fā)端 Q 放電管T 功能0 X X 0 導(dǎo)通 直接清零1 0 1 X 保持上一狀態(tài) 保持上一態(tài)1 1 0 X 保持上一狀態(tài) 保持上一態(tài) 1 0 0 1 導(dǎo)通 置1 1 1 1 0 截止 清零工作原理：當(dāng)按下開關(guān)時，555計時器4引腳于高電平，元件工作，電容充電，且2、6引腳達(dá)到高電平，此時輸出端3為低電平，揚聲器發(fā)出響聲；松開開關(guān)后，電容放電

8、，在2、6引腳大于前，3端為低電平，揚聲器工作；當(dāng)放電使2、6端電平小于，3端為高電平，揚聲器不工作。電容與滑動變阻器一起控制引腳4的狀態(tài)，使置零輸入端呈不同的臨界電壓，從而控制揚聲器響音時間的長短。當(dāng)電路轉(zhuǎn)換時，2、6端電壓不同，使得輸出端3低電平電壓也不同，從而實現(xiàn)揚聲器的叮咚的聲音。按鍵電路圖（對應(yīng)的邏輯電路圖）：圖3-1 多諧振蕩器 圖3-2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器計算過程：555（1）定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，確定揚聲器持續(xù)響的時間；555（2）定時器構(gòu)成振蕩器，確定揚聲器的頻率。555（1）定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，S開關(guān)接通，2管腳為低電平，出發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸出脈寬為的脈沖。而555（1）的

9、輸出接到555（2）的置零輸入端，故在脈寬為的脈寬輸入555（2）時，555（2）正常工作，由于555（2）組成多諧振蕩器，其振蕩持續(xù)時間即為，因此，由于單穩(wěn)態(tài)555定時器有：,且，所以。對于555（2）定時器組成振蕩電路，有高電平時間和低電平時間分別為：于是，周期 又因為 于是 可求得 故 ，接線圖及輸出波形：圖5-1 電路接線圖備注：仿真時為方便觀察波形，我們把電容值減小1000倍；此時波的周期變?yōu)?5ms。圖5-2 輸出波形圖5-3輸出波形（周期）總結(jié)和分析：以上為EDA課程設(shè)計期間所設(shè)計的電子門鈴，它經(jīng)過多次修改和整理，基本可以滿足設(shè)計要求，有一定的實際應(yīng)用價值。這次EDA課程設(shè)計歷時

10、兩個星期，在整整兩個星期的日子里，可以說是很累，但是學(xué)到了很多的東西，同時不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。在編寫頂層文件的程序時，遇到了不少問題，特別是各元件之間的連接，總是有錯誤。在大量的檢查下，終于找出了錯誤和警告，排除困難后，程序編譯就通過了。也是我知道了，在設(shè)計的時候一定要細(xì)心，因為一但出現(xiàn)錯誤很難檢查到。體會：通過對555定時器門鈴論文的設(shè)計，從中真正學(xué)到了很多東西，從原理圖的設(shè)計到測量印制電路板元器件的繪制在到最后的布線以及整個板的焊接都是一絲不茍完成的。在這期間，不僅掌握了555定時器的原理和其他元器件如各種電容、電阻、二極管、揚聲器及按鍵開

11、關(guān)這些元器件的原理及應(yīng)用，了解了設(shè)計門鈴的基本知識，還通過具體的電路圖，掌握了簡單電路元器件裝配，對故障的診斷和排除。在電子電路設(shè)計過程中，不僅培養(yǎng)我們的實踐能力和創(chuàng)新精神，加強了動手能力，對問題的分析能力，以及發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力。還有心態(tài)也是個很重要的問題，有好的心態(tài)就會努力，做事也會事半功倍。還要有扎實的理論知識，在操作時知道自己的目的，使學(xué)到的理論知識得到驗證。通過這次課程設(shè)計使我更加扎實的掌握了有關(guān)555定時器方面的知識在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了愿意所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作

12、，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不領(lǐng)悟，不斷獲齲最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉” 的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題 就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘， 而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可 能得到社會及他人對你的認(rèn)可!參考文獻： 1.現(xiàn)代數(shù)字電路技術(shù) 主編：楊澤林 重慶大學(xué)出版