雙音門鈴的設(shè)計(jì)與制作報(bào)告.doc

雙音門鈴實(shí)驗(yàn)報(bào)告 指導(dǎo)老師： 學(xué)院： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 雙音門鈴的設(shè)計(jì)與制作報(bào)告一、 設(shè)計(jì)要求：1. 每次按下按鍵能先后發(fā)出i-5-兩個(gè)音調(diào)。i（1045Hz）音持續(xù)時(shí)間0.5s，5（784Hz）二 、電路原理框圖：1雙音門鈴電路組成框圖如圖2-1所示。按鍵單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器壓控振蕩器喇叭反相求和與反相比例運(yùn)算電路圖2-1 雙音門鈴電路組成框圖2各部分的作用及要求（1）按鍵：控制觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生。（2）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作狀態(tài)。在外界觸發(fā)脈沖作用下，它能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后，在自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。本設(shè)計(jì)中采用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 第一塊單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要用于產(chǎn)生0.5S的定時(shí)時(shí)間，來控制i的音調(diào)。 第二塊單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要用于產(chǎn)生1S的定時(shí)時(shí)間，來控制5的音調(diào)。（3）反相求和與反相比例運(yùn)算電路：該部分電路能先后產(chǎn)生兩個(gè)不同的電壓，本設(shè)計(jì)中采用雙運(yùn)算放大器LM358，采用雙電源供電。（4）壓控振蕩器：由電壓控制，先后產(chǎn)生兩個(gè)不同的震蕩頻率。本設(shè)計(jì)中采用555構(gòu)成壓控振蕩器。（5）喇叭：由壓控振蕩器產(chǎn)生的頻率經(jīng)三極管驅(qū)動(dòng)后先后輸送到喇叭，從而先后發(fā)出i-5-兩個(gè)音調(diào)。三、 工作原理圖及參數(shù)計(jì)算工作原理圖如圖3-1所示圖3-1雙音門鈴電路原理圖 圖3-1中第一和第二塊555定時(shí)器均構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，第三塊555構(gòu)成壓控振蕩器。第一塊定時(shí)時(shí)間應(yīng)設(shè)計(jì)為0.5s，第二塊定時(shí)時(shí)間應(yīng)設(shè)計(jì)為1s。兩個(gè)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間分別為 （1） （2）根據(jù)式（1）和式（2）取C1=10u，由此可得：，取標(biāo)稱值。 取C4=10u，由此可得：，取標(biāo)稱值。對(duì)于第三塊555構(gòu)成的壓控振蕩器，其定時(shí)電容端電壓與輸出電壓的波形如圖3所示。容易求出 （3） （4）輸出信號(hào)周期為 (5)設(shè)發(fā)“i”音時(shí)，則由式（5）得 (6)因?yàn)椤癷”的頻率，“5”的頻率，令 （7）給定和由式（7）可確定取100K。設(shè) ，則 （8）當(dāng)依式（7）確定各元件值后，由式（8）可得 (9) 壓控振蕩器波形圖3-2所示vo3vo4 vC6vo3VCCt2t1ot圖3-2 壓控振蕩器波形圖運(yùn)算放大器和分別構(gòu)成反相求和與反相比例運(yùn)算電路，若將設(shè)計(jì)成反相器，即增益為1，則： （10）、可用來調(diào)整門鈴音調(diào)。和輸出高電平約，當(dāng)為高電平時(shí)，為，當(dāng)為高電平時(shí)，為。、分別用于調(diào)節(jié)兩個(gè)音調(diào)。運(yùn)放采用，雙電源供電。根據(jù)式（10），取，和，兩個(gè)條件可計(jì)算出取7.5K，取5.1K。四、PCB圖PCB圖如圖4-1所示圖4-1（雙音門鈴pcb圖）五 元器件功能介紹1555定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖5-1所示。555定時(shí)器的1腳是接地端GND，2腳是低觸發(fā)端TL，3腳是輸出端OUT，4腳是清除端Rd，5腳是電壓控制端CV，6腳是高觸發(fā)端TH，7腳是放電端DIS，8腳是電源端VCC。只要適當(dāng)配接少量元件，即可構(gòu)成時(shí)基振蕩、單穩(wěn)觸發(fā)等脈沖產(chǎn)生和變換的電路。如圖2-4所示是NE555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳排列圖。圖5-1 555內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖2555的工作原理555定時(shí)器（又稱時(shí)基電路）是一個(gè)模擬與數(shù)字混合型的集成電路，是一種常見的集模擬和數(shù)字功能于一體的集成電路。它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，R和S高電平有效。三極管VT1對(duì)清零起跟隨作用，起緩沖作用。三極管VT2是放電管，將對(duì)外電路的元件提供放電通路。比較器的參考電壓由三只5K的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為和。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)輸入并超過時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。 是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí)該端開路或接。Vco是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。 T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。3555電路的引腳功能555電路的引腳功能如圖5-2所示 觸發(fā) 閾值 復(fù)位IS 放電端 輸出高電平導(dǎo)通低電平高電平原狀態(tài)H高電平截止高電平低電平導(dǎo)通低電平圖5-2 555電路引腳功能六、 電路的調(diào)試1在焊接好的電路板上各引出一條+5V的紅色電源線、一條-5V的灰色電源線和一條黑色地線。2在實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)出+5V、-5V后，分別將兩條電源線和地線接上，先不插芯片。3打開實(shí)驗(yàn)箱電源開關(guān)，用萬用表測(cè)試下各芯片的電源和地是否滿足要求。4滿足要求后再插上芯片，重新打開電源開關(guān)進(jìn)行調(diào)試。按下按鍵后，先后發(fā)出i-5-兩個(gè)音調(diào)。如發(fā)現(xiàn)音調(diào)不準(zhǔn)，將頻率計(jì)接到第三塊555芯片的3腳，按下按鍵，根據(jù)輸出波形圖調(diào)節(jié)Rw1和Rw2使音調(diào)i的頻率為1045Hz，使音調(diào)5的頻率為784Hz。5調(diào)出i-5-音調(diào)后，再進(jìn)行各點(diǎn)電平及波形的測(cè)量。七 、指標(biāo)測(cè)量結(jié)果1按下按鍵，先后聽到i-5-兩個(gè)音調(diào)，而且5的音調(diào)時(shí)間上較i的音調(diào)要長(zhǎng)，大約為兩倍。2是用萬用表測(cè)量各點(diǎn)電平值如下：vo1：3.42V vo2：3.48V vo3：3.25V vo4：2.53V vc6:2.50V3各點(diǎn)波形見附錄二圖1、2、3、4所示。八、 存在問題與分析焊接好電路板后，在調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)了很多問題。剛開始調(diào)試時(shí)，按下按鍵發(fā)現(xiàn)只會(huì)發(fā)出一個(gè)聲音，見過自己動(dòng)手檢查線路板，發(fā)現(xiàn)第二塊555焊接短路了，導(dǎo)致芯片無法正常工作，解決好這個(gè)問題后，能很清楚的聽到兩個(gè)聲音了，可是新的問題接踵而至：按實(shí)驗(yàn)要求，第一聲時(shí)間是0.5s，第二聲是1s，可是我的第二聲拉的特別長(zhǎng)。自己琢磨了一天始終沒有發(fā)現(xiàn)什么問題，只有求助老師。在老師的指導(dǎo)下，用萬用表測(cè)試發(fā)現(xiàn)第二塊555是有脈沖的，那第二聲時(shí)間就是由C4和R4決定。換了個(gè)電容后，最后成功地調(diào)出了i-5-兩個(gè)音調(diào)。九、 實(shí)習(xí)總結(jié)焊接元器件，有一些是必須注意的，在插元器件時(shí)很容易會(huì)插反，所以要很小心，要不在都焊接好了以后再拆就不容易了，還有就是焊接我們首先找一些廢板練習(xí)，因?yàn)楹附拥臅r(shí)候容易出錯(cuò)，一不小心就會(huì)焊到線路上照成短路，還有在焊接接點(diǎn)時(shí)不能放太多的焊錫，太少也不行，總之要細(xì)心。這次的電子實(shí)習(xí)，不僅鍛煉了我們的動(dòng)手能力，讓我們學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識(shí)，也在一定程度上鍛煉了我們團(tuán)隊(duì)合作、與人交流合作等等的軟能力。我們通過自己的付出并取得成功的過程，將會(huì)在我們未來學(xué)習(xí)、生活和工作中的產(chǎn)生積極的影響，鼓舞我們勇往直前，無畏艱險(xiǎn)！序號(hào)名稱型號(hào)單位備注一 電阻1碳膜電阻RT-0.25-2k20*1只R122碳膜電阻RT-0.25-5.1k20*4只R8 R9 R13 R143碳膜電阻RT-0.25-7.5k20*2只R7 R104碳膜電阻RT-0.25-10k20*1只R115碳膜電阻RT-0.25-20k20*2只R1 R36碳膜電阻RT-0.25-43k20*1只R27碳膜電阻RT-0.25-51k20*1只R68碳膜電阻RT-0.25-91k20*1只R49碳膜電阻RT-0.25-100k20*1只R5二 電容10瓷片電容CC-63V-0.01uf20*4只C2 C3 C5 C611電解電容CD11-10V-10uf20*2只C1 C4三 電位器12微調(diào)電阻WH06-2-5K20*1只Rw113微調(diào)電阻WH06-2-10K20*1只Rw2四 集成芯片14雙運(yùn)算放大器LM35820*1只A1 A215555定時(shí)器LM55520*3只555(1) 555(2) 555(3)五 晶體管16二極管1N400720*1只D117三極管805020*1只T六 開關(guān)18輕觸按鈕6*620*1只K七 喇叭19喇叭0.5w20*1只SP