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1、无线遥控音乐门铃的设计与制作摘要随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速开展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对居住环境的平安、方便提出了越来越高的要求，尤其是在智能化住宅中，人们迫切需要一种不仅平安可靠、使用方便等优点于一体的智能门铃产品，因此无线遥控音乐门铃系统的设计成为本课题研究的目标。本文介绍了一种新型无线遥控音乐音乐门铃做声源,成为一种声音动听、门铃按钮与声源之间免去连线、安装方便的新型遥控高音质门铃.这种门铃具有功耗低,电路简单可靠,抗干扰能力强,遥控距离远,电路体积小等优点,其接收电路连同机电式音乐门铃为一体,可以随意放置在室内有220V交流电源的地方,还可变换门铃各种音乐，使声
2、音悦耳动听，满足不同人的生活需要，具有广阔的开展前景.随着微电子技术、无线技术的开展，由开始的按钮门铃到现在的可视对讲门铃、智能数码门铃，开展速度不断飚升。针对目前世界范围内经济严峻形式和我国经济运行面临新的不确定性因素，如何根据急剧变化的外部经济环境调整企业开展规划和经营方针，成为摆在我国无线音乐门铃企业面前亟待解决的问题。在全球金融危机形势下，无线遥控门铃企业的开展需要我们不断研究、不断创新，向着产品智能化、数字化、信息化方向开展。该无线音乐门铃用TC4069集成块来作发射和接收主电路，该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收由解调、放大、整形、声响电路组成，性能稳定，遥控距离远
3、，功耗低等特点。关键词 无线遥控 TC4069 TQ33G 目录第一章 绪论- 1 -1.1 我国开展智能住宅小区的前景- 1 -1.2 开发研究无线遥控音乐门铃的意义- 1 -第二章 设计任务- 2 -第三章 系统硬件电路设计- 2 -单元电路的选择- 2 -3.1.1 发射机单元电路的选择- 2 -3.1.2 接收机单元电路的选择- 3 -单元电路设计的其他方案- 5 -硬件可靠性及抗干扰设计- 7 -第四章 系统概述- 8 -4.1 方案选择及其论证- 8 -4.2 系统的工作原理- 8 -421反相器原理- 9 -422发射板原理- 9 -423接收板原理- 11 -4.3 系统设计原
4、那么与结构- 13 -4.3.1 系统的设计原那么及指导思想- 13 -4.3.2 系统结构- 14 -4.4 功能简介- 14 -创新思想- 14 -第五章 工艺流程与电路图设计- 15 -5.1 产品组装主要工艺流程- 15 -5.2 电路原理图、PCB板图的设计- 15 -使用相关软件的介绍- 15 -如何绘制原理图- 15 -5.2.3 PCB板的生成- 17 -5.3 电路仿真图的设计- 20 -抗干扰设计- 23 -5.5 Protel使用常见问题- 23 -第六章 安装与调试- 24 -6.1 安装- 24 -单元电路板的焊接- 24 -6.1.2 安装遇到的主要技术问题- 26
5、 -6.2 功能的调试方法、步骤、设备- 27 -发射调整- 27 -接收调整- 27 -6.3 故障检查与改良- 27 -6.4 安装使用考前须知和其他用途- 28 -6.5 产品说明- 28 -第七章 结束语- 29 -7.1 对设计题目的结论性意见及进一步改良的意向说明- 29 -7.2 总结设计的收获与体会- 29 -结论与展望- 30 -致谢- 30 -参考文献- 31 -正文第一章 绪论1.1 我国开展智能住宅小区的前景随着科学技术的飞速开展，全球经济国际化和社会信息化的浪潮汹涌澎湃。住宅功能也日益增强，智能住宅与智能小区应运而生。欧美、日本等兴旺国家从七十年代就开始加强这方面的研
6、究，并专门成立了现代住宅开发公司，建造了一大批样板智能住宅。我国对智能住宅的研究还刚刚起步，但其开展相当迅速，一具有一定智能化水平的住宅在我国一些大城市如上海、南京、广州等兴建。九五年七月华东建筑设计研究院编制了上海市?智能建筑设计标准?，九八年三月十日江苏省地方标准?建筑智能化系统工程设计标准?公布实施；国标?智能建筑设计标准?九九年十二月一日在沪审查通过。这无疑为广阔电子设计人员及工程施工人员提供了标准依据。住宅智能化作为科学技术与现代住宅的桥梁，不断丰富住宅的艺术内涵，不断满足人们信息共享及先进的物业管理的必然要求，相信经过致力智能建筑的设计者和建设者的共同努力，不远的将来会在中国的大地
7、上涌现出一大批智能化住宅。 个人认为大力推进智能小区的建设比拟符合中国国情，一方面可以节省土地，另一面便于加强城市规划和管理。作为一个应用电子学习者，目前最迫切的任务是如何使智能小区设计的功能设定恰到好处、技术路线恰当其分，使智能住宅产品得到市场的最大认同。让我们迎接我国的智能化住宅和智能小区建设春天的到来！1.2 开发研究无线遥控音乐门铃的意义 所谓无线门铃是针对传统的有线门铃而讲的。传统的门铃都为有线门铃，使用方便，极大地方便了大家的生活。如果在豪门大院或经常听不到门铃声的房主，有时总会不能及时接待来客，很是为难。传统的门铃布置采用导线将门铃的各个设备连接到一起，随着技术的开展，无线技术得
8、到广泛的应用，这就出现了无线门铃！简便、灵活的无线安装设计，免去安装时的麻烦及支出，不影响装修美观。空旷地带遥控距离长达100米，超长的能达150米，能满意各式住宅及高层楼宇需求。实际遥控距离视使用环境因素而变化。而且无线遥控音乐门铃能发出各种不同的优美音乐，用户可以通过转换开关选择喜欢的音乐。门铃安装时太靠近金属物会缩短遥控距离。耗电极微，开关内置可更换12伏电池，不按动时不耗电。正常使用寿命为一年按20次/天。接收器插电使用时，功率消耗为1W，等于一年只耗一度电。按钮可装可贴，即使家庭主妇，亦可容易完成安装。门铃装入室内，随意插入任一电源即可，门铃温度60摄氏度为正常。在现代家庭中，利用无
9、线电技术制成的无线门铃和无线防盗报警器已广为应用，但目前市面上所售无线门铃以简易型居多，即遥控器与接收器间的数据传输采用非编码式，这种门铃生产本钱较低。随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速开展以及人们生活水平的大幅度提高，更廉价、功能更多、性能更好的无线遥控音乐门铃不断被研究并生产流入市场。第二章 设计任务任务与要求发射器采用电池供电，静态电流小；采用无线电进行遥控，具有一定的遥控距离；具有一定的保密性；在同一区域范围内能有多套系统同时工作而相互间不影响；门铃按键按下有振铃响起；接收板用5号电池供电；音乐IC可以发出三种音乐，可以转换开关选择喜欢的音乐。第三章 系统硬件电路设计 发射机单元
10、电路的选择发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。1调制级电路选用见下列图，TC4069是6反相器。TC4069可以换用CD4069，选用该芯片主要是可以产生稳定并在一定范围内的频率。本电路关键在于晶振。如果找不到，发射端就将X1换成200P电容，再用820K电阻串一只小型500K可调电阻代替原R2。这种方法增加了制作者的难度，降低了成功的可能性。建议还是用晶振做。图3-1-1 调制级电路2高频振荡级选用Q1、L1、C3和6P电容C1组成高频振荡级见下列图。L有一定的要求，否那么接收的频率和发射的相差太大也是不能收到信号的。它是做在印刷板上的铜箔，规格可做成矩形或圆形，铀箔宽度为1.5mm，外
11、形长宽为1.2cm X 2.7cm,或直径2cm,量内框。因为接收端的频率可调，所以L1的制作只要大体上接近上面的规格即可。这个矩形或圆形线圈不能用漆包线去做，否那么就算调好了日后也容易跑频，发出的信号不能被正常接收到。图3-1-2 高频振荡级电路图 接收机单元电路的选择(1)接收电路主要有振荡接收电路接收信号经过解调、信号放大、选频整形、推挽放大使喇叭发声。振荡接收电路主要由Q3、L2、C4、C16组成超再生振荡接收器如图4-1-3图3-1-3 超再生振荡接收电路图(2)信号放大、选频整形电路选用TC4069、Q2和晶振X2组成，X2的选择和X1一样，前文已阐述。 图3-1-4 信号放大、选
12、频电路单元电路设计的其他方案1发射机 高频振荡级电路还可以用一块TWH630微型无线电发射头代替，当按下发射按键SBl时，它通过内藏天线向空中辐射高频信号。调制振荡器采用一块普通555时基集成电路，将其接成自激多谐振荡器，方波信号由电阻器R3加到TWH630的输人端IN对辐射的高频信号进行调制。接收板也相应接一个TWH631无线电接收头电路图如下：图3-1-5 调制振荡器采用一块普通555时基集成电路即可完成TC4069的功能，利用555构成多谐振荡电路，如下：图3-1-62发射板中用的电池为12V电池，考虑到在我们日常生活中12V电池很难买到，而1.5V电池比拟常见，因此，为了更换电池的方便
13、，设计一个升压电路，使电源电压到达12V供电要求。设计电路如下 图3-1-7其中，标有14的输入端接在TC4069的14脚上；按AN，Q1、L2、R1组成的升压电路把1.5V直流电转换成交流电并升压，D1整流，C1、C2滤波为发射电路提供电源。3发射板电路还可采用下列图电路，其优点在于不要用TC4069芯片，电路较简单，缺点在于其输出发射频率不稳定，致使接收和发射频率相差较大。图3-1-84接收板超再生振荡接收电路也可如(1)所述把该电路接收器换成一个TWH631无线电接收头。 在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，防止在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。
14、形成干扰的根本要素有三个：1干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt， di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。2传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。3敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC， 弱信号放大器等。抗干扰设计的根本原那么是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。类似于传染病的预防 该门铃电路抗干扰设计采用了超再生振荡接收电路，并在接收电路后级设计了一个晶振用来选频，确保接收板接收到发射板信号
15、后才响铃，防止了其他相近信号的干扰。第四章 系统概述 方案选择及其论证1系统的组成：该无线音乐门铃由发射模块和接收模块组成，用TC4069集成块来作发射和接收主电路。发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成，Q3、L2、C4、C16组成超再生振荡接收器，音乐芯片采用TQ33G，可以发出三种音乐双音叮咚，西敏寺，爱丽斯，可以转换开关选择喜欢的音乐。2方案选择：该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收由解调、放大、整形、声响电路组成，性能稳定，遥控距离远，功耗低等特点。该方案主要是通过振荡产生、发射和接收信号，再经过整形放大推动喇叭发音。4.2 系统的工作原理发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成
