實用門鈴課程設(shè)計1

杭州師范大學錢江學院信息與機電工程分院實用門鈴電路課程設(shè)計設(shè)計題目：實用門鈴班級：電子091學號：0965121008姓名：金城指導教師：胡克用設(shè)計時間：12月20日一12月30日摘要叮咚門鈴就是利用開關(guān)按鈕，根據(jù)不同頻率，發(fā)出“叮咚”的聲響。整個電路是通過改變頻率讓其發(fā)出“叮咚”的門響。該門鈴廣泛用于生活中各家各戶中。因為你電路原理較簡單，市場價格相對便宜。而且效果不錯。因此，深受人們喜歡。本次設(shè)計需要用到一塊555定時器，555定時器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成與一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。其在工業(yè)控制、定時、檢測、報警等方面有廣泛應(yīng)用。555時基集成電路具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動電流大和一定的負載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實用的各種小電路，遠遠優(yōu)于三極管電路。在此設(shè)計中需要注意555定時器的各引腳的作用。還有如何調(diào)節(jié)頻率，使門鈴能發(fā)出“叮咚”聲。關(guān)鍵詞：門鈴頻率定時器TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述4\o"CurrentDocument"課程設(shè)計任務(wù)及要求5\o"CurrentDocument"設(shè)計任務(wù)5\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計要求5\o"CurrentDocument"理論設(shè)計6\o"CurrentDocument"3.1方案論證6\o"CurrentDocument"3.2系統(tǒng)設(shè)計73.21結(jié)構(gòu)框圖及說明73.2.2系統(tǒng)原理圖及工作原理8\o"CurrentDocument"信號處理9\o"CurrentDocument"555定時器的介紹及工作原理94.2由555定時器組成的多諧振蕩器10\o"CurrentDocument"Proteus的仿真實驗12\o"CurrentDocument"Proteus軟件介紹12\o"CurrentDocument"Proteus的仿真12\o"CurrentDocument"5.3實驗調(diào)節(jié)14\o"CurrentDocument"安裝調(diào)試154.1安裝調(diào)試過程15結(jié)論15\o"CurrentDocument"使用儀器設(shè)備清單16\o"CurrentDocument"收獲和體會16參考文獻171.概述隨著經(jīng)濟水平的發(fā)展，人們越來越重視生活質(zhì)量的提高。假如你在自家客廳或其他離門比較遠的地方。有客人來，并敲了門，你可能無法聽到。導致客人認為你不在家。這給我們帶來了許多不便與麻煩。因此我設(shè)計一個叮咚門鈴很有必要。它能讓你清楚的知道是否有人在門外。從而替代敲門帶來的不便。設(shè)計這個電路的時候，我根據(jù)從穩(wěn)定性、可靠性、實用性、經(jīng)濟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，安全性等多方面進行設(shè)計，通過多種途徑設(shè)計出電路圖，采用盡量簡單的原理，與器件進行焊接，最終得到預(yù)期目的，并且具有較高的實用性。2課程設(shè)計任務(wù)及要求2.1設(shè)計任務(wù)：一個人一組，設(shè)計一個叮咚門鈴，能夠在按下開光時，發(fā)出“叮咚”的聲響。一個蜂鳴器相連，使得在電路連接正確的前提下，通過開關(guān)的閉合發(fā)出兩個頻率不同的聲音，用來模擬“?！焙汀斑恕钡穆曇簦桓鶕?jù)設(shè)計方案進行電路設(shè)計，完成電路參數(shù)計算、元器件選型、繪制電路原理圖；首先要進行理論設(shè)計，成功之后再進行軟件仿真，經(jīng)指導老師驗收之后，由老師簽字，領(lǐng)取實驗所需器材，最后進行實物連接，觀察能否與理論相吻合；4..完成課題實驗報告2.2設(shè)計要求:通過調(diào)節(jié)合適的電阻，使電路得到合適的頻率，發(fā)出“叮咚”聲。要正確的連接555定時器的各個引腳。3理論設(shè)計3.1方案論證此設(shè)計是為了門鈴發(fā)出“叮咚”聲響，按下按鈕AN（裝在門上），振蕩器振蕩，振蕩頻率約700Hz，揚聲器發(fā)出“叮”的聲音。與此同時，電源通過二極管D1給C1充電。放開按鈕時，C1便通過電阻R1放電，維持振蕩。但由于AN的斷開，電阻R2被串入電路，使振蕩頻率有所改變，大約為500Hz左右，揚聲器發(fā)出“咚”的聲音。直到C1上電壓放到不能維持555振蕩為止。“咚”聲的余音的長短可通過改變C1的數(shù)值來改變。本次設(shè)計要求完成門鈴設(shè)計，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間，即通過開關(guān)的閉合與打開接入不同的電阻來改變周期，從而實現(xiàn)頻率的改變。本次設(shè)計的關(guān)鍵可以分為兩個模塊：1）設(shè)計控制模塊根據(jù)設(shè)計題目要求，要實現(xiàn)簡易電子的設(shè)計就要選擇555定時器構(gòu)成多諧振蕩電路。2）設(shè)計蜂鳴器模塊通過喇叭發(fā)出兩個不同頻率的聲音:發(fā)出“叮”的振蕩頻率設(shè)定為700Hz，發(fā)出：“咚”的振蕩頻率設(shè)定在500Hz

3.2系統(tǒng)設(shè)計3.2.1結(jié)構(gòu)框圖及說明所設(shè)計的電路分為幾個模塊，模塊如圖3-1。二極管D1通過電源給C1充電555定時器將電信號通過震蕩轉(zhuǎn)換為頻率信號。開光閉合D1給C1充電>1開光閉合D1給C1充電>1C1放電揚聲器開關(guān)斷開圖3-1叮咚門鈴方框圖3.2.2系統(tǒng)原理圖及工作原理當有人閉合開關(guān)后，R3和R4接入電路，振蕩器開始振蕩，振蕩頻率約700Hz,揚聲器發(fā)出“叮”的聲音。與此同時，電源通過二極管D1給C1充電。放開按鈕時，C1便通過電阻R1放電，維持振蕩。但由于開關(guān)的斷開，電阻R2串入電路，使振蕩頻率有所改變，大約為500Hz左右，揚聲器發(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短可通過改變C1的數(shù)值來改變。實驗驗證當開關(guān)閉合時R2和R3接入電路，振蕩周期為T=（R2+2R3）Cln2,頻率約為700赫茲；當開關(guān)打開時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）4信號處理555定時器的介紹及工作原理：555定時器是一種將數(shù)字電路和模擬電路集成與一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。其在工業(yè)控制、定時、檢測等方面有廣泛應(yīng)用。555時基集成電路具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動電流較大和有一定的負載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實用的各種小電路，遠遠優(yōu)于三極管電路。555時基集成電路的參數(shù)為（以NE555為樣）電源電壓4.5?16V。輸出功率較大，驅(qū)動電流約達200mA。作定時器使用時，定時精度為1%。定時時間從微秒級到小時級。作振蕩使用時，輸出的脈沖的最高頻率可達500KHz?？晒ぷ饔跓o穩(wěn)態(tài)與單穩(wěn)態(tài)兩種方式。常見的555時基電路為塑料雙列直插式封裝（見圖4-1），正面印有555字樣，左下角是腳1，管腳號按逆時針方向排列。8765□□n□"INE555uuuu1234

Vcc電源復位圖4-2555內(nèi)部結(jié)構(gòu)Vcc電源復位4.2由555定時器組成的多諧振蕩器由555定時器和外接組件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路也不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電Dc端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容c在w%。和%%。之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波形，對應(yīng)的波形如圖4-4所示。

Vcc圖四4-3由555構(gòu)成的多諧振蕩器」Vcc圖四4-3由555構(gòu)成的多諧振蕩器由于555定時電路內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，用555定時器組成的多諧振蕩器的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。外部組件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時器配以少量的組件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣泛。5.Proteus的仿真實驗Proteus軟件介紹ProteusISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析（SPICE）各種仿真器件和集成電路。有如下特點：1）實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。2）支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。3）提供軟件調(diào)試功能。4）具有強大的原理圖繪制功能。5）.PCB設(shè)計以及自動布線。Proteus的仿真一，打開Proteus的集成環(huán)境，點擊禧，新建設(shè)計，根據(jù)2.2組件明細表中的組件，點擊P，版面出現(xiàn)如下圖所示，isislivei-ISISProfessional文件堡）查看以）褊輯堡）工具d）設(shè)計@圖形⑥源文件昏調(diào)試國）庫心模極血）系統(tǒng)。幫助殂）知Q9(?:鴕茨1QM.TEl0'S■cTfffffffrO'■cTfffffffrO'-I，I?I?I?I?I?+―UI—???????-|oKeywords:Results(NoFilter):ILibrarySchematicPreview:DeviceMatchWholeWords?QHDEVICESLED-GiREENLED-REDLM324Category:MINRES1KPOT-LINVARISTORAnalogIC$CapacitorsCMOS4000QHDEVICESLED-GiREENLED-REDLM324Category:MINRES1KPOT-LINVARISTORAnalogIC$CapacitorsCMOS4000seriesConnectorsDataConvertersDebuggingToolsDiodesECL10000SeriesElectromechanicalInductorsLaplacePrimitivesMemoryICsMicroprocessorIC$MiscellaneousModellingPrimitivesOperationalAmplifiersOptoelectronicsPLDs&FPGAsResistorsSimulatorPrimitivesSpeakers&SoundersSub-category:Manufacturer:(Nothingselectedforpreview)PCBPreview:Nosearchciteria.Pleaseenteroneormorekeywordsand/or

selectaCategory,Sub-categoryorManufacturer.(Nothingselectedforpreview)Cancel圖5-1在keywords中輸入所找的組件名單，然后點擊右下角的OK,組件被添加了。二，依次放好組件，使組件擺放美觀。三，連接電路，在需要連接的組件接線處，點擊左鍵，移動鼠標，可看到導線的出現(xiàn)，再在導線的另一端在另一個組件的端點處點擊，從而連接了電路。如圖5-2所示（其中x1代替揚聲器）

22：kOhmDIDIODE_VIRTUALR3ZZkOhmDIODEVIRTUAL丁ai47kOhmvccRSTOUT——DISTHRTRICON555VIRTUALC3HFluF圖5-25.3實驗調(diào)節(jié)22：kOhmDIDIODE_VIRTUALR3ZZkOhmDIODEVIRTUAL丁ai47kOhmvccRSTOUT——DISTHRTRICON555VIRTUALC3HFluF圖5-2在Proteus環(huán)境版面中點擊左下角，如圖所示I>|||點擊〉，系統(tǒng)開始運行，如有出錯，則系統(tǒng)將報錯，點擊報錯處，查找出錯原因，予以改正，當滿足已知條件燈亮時，此時調(diào)試已經(jīng)成功。6安裝調(diào)試調(diào)試過程首先，在連接好電路后，用萬用表將電路各個支路進行檢測，檢查有沒有斷路或短路。檢查方法是將萬用表調(diào)到歐姆檔，測試各個支路。在檢查后，沒有發(fā)現(xiàn)問題。于是，我接通了電源，按下了開關(guān)。然而沒有發(fā)出“叮咚”聲，于是，我仔細檢查了電路，發(fā)現(xiàn)有一處支路本不應(yīng)該接通的，卻被我接通了。然后，只好重接處的支路。我再次接通電源，按下開關(guān)。發(fā)出了聲響，不過“叮咚”聲不明顯。于是，我決定更換電阻大小，使其得到適合的頻率。通過一次一次的調(diào)試，使其門鈴發(fā)出“叮咚”聲。7結(jié)論1、在整個設(shè)計的過程中，本著節(jié)約的精神，我們使用的都是簡單廉價的元器件，降低了設(shè)計的成本；2、本次課題設(shè)計需要我對模數(shù)電路有個初步認識，在設(shè)計過程中，首先要對自己設(shè)計的電路有深刻的認識，明白其工作原理，再將電路進行仿真。然后，進行實物連接，進行調(diào)試。在實踐中，對電路更加有深刻的認識。這次的課程設(shè)計就相當于時讓我順便進行模數(shù)電的復習，加深和鞏固了我所學到的知識，同時也使我獲得了搭建和調(diào)試實驗電路的能力；3、鍛煉了我自主學習的能力、與他人合作的能力，還可以從各種管道獲得一定的數(shù)據(jù)共同加以研究學習，提高了我們的綜合動手能力。

8使用儀器設(shè)備清單面包板1