双音门铃的设计与制作 - 图文 双音门铃的设计与制作一、 设计要求：1. 每次按下按键能先后发出i---5---两个音调 i〔1045Hz〕音持续时间0.5s，5〔784Hz〕二 、电路原理框图：1．双音门铃电路组成框图如图2-1所示按键 单稳态触发器 单稳态触发器 压控振 荡器 喇叭 反相求和与反相比例运算电路图2-1 双音门铃电路组成框图2．各局部的作用及要求〔1〕按键：限制触发脉冲的产生〔2〕单稳态触发器：单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关本设计中采纳555定时器构成单稳态触发器 第一块单稳态触发器主要用于产生0.5S的定时时间，来限制i的音调 其次块单稳态触发器主要用于产生1S的定时时间，来限制5的音调 〔3〕反相求和与反相比例运算电路：该局部电路能先后产生两个不同的电压，本设计中采纳双运算放大器LM358，采纳双电源供电〔4〕压控振荡器：由电压限制，先后产生两个不同的震荡频率本设计中采纳555构成压控振荡器。
〔5〕喇叭：由压控振荡器产生的频率经三极管驱动后先后输送到喇叭，从而先后发出i---5---两个音调 三、 工作原理图及参数计算工作原理图如图3-1所示 图3-1双音门铃电路原理图 图3-1中第一和其次块555定时器均构成单稳态触发器，第三块555构成压控振荡器第一块定时时间应设计为0.5s，其次块定时时间应设计为1s两个定时器定时时间分别为 T1?1.1R2C1 〔1〕 T2?1.1R4C4 〔2〕依据式〔1〕和式〔2〕 取C1=10u，由此可得：R2?0.5?45454.54Ω，取标称值R2?47k1.1?10μT2?1.1R4C4取C4=10u，由此可得：R4?对于第三块555构成的压控振荡器，其定时电容端电压3所示简单求出1?90909.09Ω，取标称值R4?91k1.1?10μvC6与输出电压vo4的波形如图Vt1??1lnCCVt??22?0.5vo3?vo3??R5?R6?C6lnVCCCCV?0.5vo3 〔3〕 ?vo3CCln2?0.7R6C6 〔4〕输出信号周期为VT0?t1?t2?0.7R6C6??R5?R6?C6lnCC设发“i”音时?0.5vo3 (5) VCC?vo3vo3?1/2VCC?2.5V，那么由式〔5〕得3??0.4R5?1.1R6?C6 (6) 2T'o?0.7R6C6??R5?R6?C6ln因为“i”的频率f1“5”的频率?1045Hz，f2?784Hz，令1f1'?TO?(0.4R5?1.1R6)C6?9.57?10?4S 〔7〕给定R6和C6由式〔7〕可确定R5取101K。
''V?0.5vCCo3设T?1?12.76?10?0.7R6C6?(R5?R6)C6ln ，那么 ''f2VCC?vo3''O?4?TO?T\O?T'O?(R5?R6)C6ln3(VCC?0.5v\o3)3(VCC?v\o3)?(12.76?9.57)?10?4S?3.19?10?4S 〔8〕当依式〔7〕确定各元件值后，由式〔8〕可得v\o3?0.7VCC?3.5V (9) 压控振荡器波形图3-2所示 图3-2 压控振荡器波形图vo3 vo4 vC6 VCC ?1?(R5?R6)C6 ?2?R6C6 1vo3 2t o t1 t2运算放大器A1和A2分别构成反相求和与反相比例运算电路，假设将A2设计成反相器，即增益为1，那么：vo3?RvR97o1?R9vo2 〔10〕R8RW1、RW2可用来调整门铃音调vo1和vo2输出高电平约3.5V，当vo1为高电平常，vo3为2.5V，当vo2为高电平常，vo3为3.5V。
RW1、RW2分别用于调整两个音调运放采纳?5V，?5V双电源供电依据式〔10〕，取vo1?3.5V，vo2?0V，vo3?2.5V和vo1?0V，vo2?3.5V，vo3?3.5V两个条件可计算出R7取7.5K，R8取5.1K 四、pcb图PCB图如图4-1所示 图4-1〔双音门铃pcb图〕 五 元器件功能介绍1．555定时器的内部构造及引脚图555的内部构造及引脚如图5-1所示555定时器的1脚是接地端GND，2脚是低触发端TL，3脚是输出端OUT，4脚是去除端Rd，5脚是电压限制端CV，6脚是高触发端TH，7脚是放电端DIS，8脚是电源端VCC只要适当配接少量元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路如图2-4所示是NE555的内部构造及管脚排列图 图5-1 555内部构造及引脚图2．555的工作原理555定时器〔又称时基电路〕是一个模拟与数字混合型的集成电路，是一种常见的集模拟和数字功能于一体的集成电路它含有两个电压比拟器，一个根本RS触发器，R和S高电平有效三极管VT1对清零起跟随作用，起缓冲作用三极管VT2是放电管，将对外电路的元件供应放电通路。
比拟器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比拟器C1同相比拟端和低电平比拟器C2的反相输入端的参考电平为Vcc和VccC1和C2的输出端限制RS触发器状态和放电管开关状态当输入信号输入并超过Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止 RD是复位端，当其为0时，555输出低电平平常该端开路或接VccVco是限制电压端〔5脚〕，平常输出Vcc作为比拟器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即变更了比拟器的参考电平，从而实现对输出的另一种限制，在不接外加电压时，通常接一个0.01?F的电容器到地，起滤波作用，以消退外来的干扰，以确保参考电2313231323平的稳定 T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器供应低阻放电电路 3．555电路的引脚功能555电路的引脚功能如图5-2所示 ——TR 触发 1?Vcc 31?Vcc 31?Vcc 3 TH 阈值 >2Vcc 3—R 复位 高电平 DIS 放电端 导通 OUT 输出 低电平 2?Vcc 3× × 高电平 H高电平 低电平 截止 导通 原状态 高电平 低电平 × 图5-2 555电路引脚功能 六、 电路的调试1．在焊接好的电路板上各引出一条+5V的红色电源线、一条-5V的灰色电源线和一条黑色地线。
2．在试验箱上调出+5V、-5V后，分别将两条电源线和地线接上，先不插芯片 3．翻开试验箱电源开关，用万用表测试下各芯片的电源和地是否满意要求4．满意要求后再插上芯片，重新翻开电源开关进展调试按下按键后，先后发出i---5---两个音调如发觉音调不准，将频率计接到第三块555芯片的3脚，按下按键，依据输出波形图调整Rw1和Rw2使音调i的频率为1045Hz，使音调5的频率为784Hz 5．调出i---5---音调后，再进展各点电平及波形的测量七 、指标测量结果1．按下按键，先后听到i---5---两个音调，而且5的音调时间上较i的音调要长，大约为两倍2．是用万用表测量各点电平值如下：vo1：3.42V vo2：3.48V vo3：3.25V vo4：2.53V vc6:2.50V3．各点波形见附录二图1、2、3、4所示 八、 存在问题与分析 焊接好电路板后，在调试的过程中，发觉了许多问题刚起先调试时，按下按键发觉只会发出一个声音，见过自己动手检查线路板，发觉其次块555焊接短路了，导致芯片无法正常工作，解决好这个问题后，能很清晰的听到两个声音了，可是新的问题接踵而至：按试验要求，第一声时间是0.5s，其次声是1s，可是我的其次声拉的特殊长。
自己琢磨了一天始终没有发觉什么问题，只有求助教师在教师的指导下，用万用表测试发觉其次块555是有脉冲的，那其次声时间就是由C4和R4确定换了个电容后，最终胜利地调出了i---5---两个音调 九、 实习总结 在实习初期绘制电路原理图阶段还是比拟顺当的，初期的难点还是在于pcb版的设计因为本身对于protel软件的不熟识，在布线的一起先感到无从下手在经过几天时间的自学和摸索，渐渐的起先娴熟起来，在指导教师的指引下，最终完成了双音门铃的pcb设计当然作品还是有相当多的缺乏，各方面都有待提高在中期阶段，要将领到的元件焊接到已经制好的电路板上这个过程还是比拟顺当的，只是焊接效果不尽人意，有待加强，在调试中也出现了因为焊接出现的短路问题，不过在调试过程中都解决了经过这次的课程设计，我对protel这个软件的了解又增进一大步，但还是有些功能没用到，我坚信在今后的学习中我必须会彻底地驾驭它的由于大二有过焊接实习根底，焊接对我们来说还算简洁的，但是要焊得美观，还是要有必须技术的与此同时，我还深刻地相识到，在检查电路和调试时耐性是很重要的这次的课程设计还让我们清晰地驾驭了一块板制作出来的整个过程，最重要的是学到了如何通过万用表示波器等器材调试电路板。
我觉得这样的课程设计很有意义，既让我们对学过的理论学问干脆运用到实践上，既对学问加以稳固，又熬炼了我们的实际动手操作实力，对我们踏入社会也是有很大协助全部的这些心得会对我以后的学习和工作有协助作用，忠心感谢教师在设计过程中给我们的谆谆教育，忠心感谢学校给我们供应这次实习时机 附录一：元器件清单 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 名称 一、电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 二、电容 瓷片电容 电解电容 三、电位器 微调电阻 微调电阻 四、集成芯片 双运算放大器 555定时器 五、晶体管 二极管 三极管 六、开关 轻触按钮 七、喇叭 喇叭 八、其它 集成块插座 覆铜板 型号 RT-0.25-510 RT-0.25-5.1k RT-0.25-7.5k RT-0.25-10k RT-0.25-20k RT-0.25-43k RT-0.25-51k RT-0.25-91k RT-0.25-101k CC-63V-0.01uf CD11-10V-10uf WH06-2-5K WH06-2-10。