雙音門鈴的制作

1、雙音門鈴的設(shè)計與制作專業(yè)班級 自動化1101班 姓名 學(xué)號 雙音門鈴的設(shè)計與制作一 設(shè)計目的1、 掌握雙音電子門鈴的電路組成、工作原理。2、 了解電路的一般設(shè)計方法，具備初步的獨立設(shè)計能力。3、 學(xué)習(xí)protel繪圖軟件設(shè)計一個雙音門鈴電路。4、 在設(shè)計電路的過程中熟練地掌握各個元器件的用途。5、 了解電路板的制作流程。6、 掌握電路板的焊接方法與技巧。二 工作原理1雙音門鈴電路組成框圖如圖所示。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算電路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：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。在外界觸發(fā)脈

2、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)維持一段時間以后，在自動返回穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長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)計中采用555定時器構(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的定時時間，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的定時時間，來控制5的音調(diào)。（3）反相求和與反相比例運算電路：該部分電路能先后產(chǎn)生兩個不同的電壓，本設(shè)計中采用雙運算放大器LM358，采用雙電源供電。（4）壓控振蕩器：由電壓控制，先后產(chǎn)生兩個不同的震蕩頻率。本設(shè)計中采用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)動后先后輸送到喇叭，從

3、而先后發(fā)出i-5-兩個音調(diào)。3555的工作原理555定時器是一個模擬與數(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。它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，R和S高電平有效。三極管VT1對清零起跟隨作用，起緩沖作用。三極管VT2是放電管，將對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)輸入信號輸入并超過時，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于時，觸發(fā)器置位

4、，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關(guān)管截止。 是復(fù)位端，當(dāng)其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接。Vco是控制電壓端（5腳），平時輸出作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一個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，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。三 工作原理圖工作原理圖如圖所示四 參數(shù)計算圖中第一和第二塊555定時器均構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，第三塊555構(gòu)成壓控振蕩器。第一塊定時時間應(yīng)設(shè)計為0.5s，第二塊定時時間應(yīng)設(shè)計為1s。兩個定

5、時器定時時間分別為 （1） （2） 根據(jù)式（1）和式（2）取C1=10u，由此可得：，取標稱值。 取C4=10u，由此可得：，取標稱值。對于第三塊555構(gòu)成的壓控振蕩器，其定時電容端電壓與輸出電壓的波形如圖3所示。容易求出 （3） （4）輸出信號周期為 (5)設(shè)發(fā)“i”音時，則由式（5）得 (6)因為“i”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)運算放大器和分別構(gòu)成反相求和與反相比例運算電路，若將設(shè)計成反相器，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，為，當(dāng)為高電平時

6、，為。、分別用于調(diào)節(jié)兩個音調(diào)。運放采用，雙電源供電。根據(jù)式（10），取，和，兩個條件可計算出取7.5K，取5.1K。五 線路板的制作（一）繪制原理圖1、下載并且安裝一個protel DXP應(yīng)用軟件。2、在protel中設(shè)計原理圖。3、畫出原理圖，并進行標注。4、檢查所選元器件的封裝形式，在實驗中我們一般采用插孔式封裝，所以，要將所有的封裝形式更改為插孔式封裝。5、對原理圖進行檢驗，如果發(fā)現(xiàn)錯誤，需要進行修改，直到?jīng)]有錯誤為止。（二）導(dǎo)入原理圖1、當(dāng)原理圖沒有錯誤后，就將圖導(dǎo)成電路板模式。2、將導(dǎo)入的電路圖中的元器件圖進行合理的排列，排列合理后，進行自動布線，使各個元器件之間進行導(dǎo)線相連。3、將

7、布線后的電路圖進行整理和調(diào)整，使導(dǎo)線不相交，導(dǎo)線的轉(zhuǎn)角角度不得小于90度，并且使導(dǎo)線與導(dǎo)線之間平行越少越好。4、將線布好后，則進行線的調(diào)整，把線調(diào)粗一些，以有利與后面的操作。（三）打印圖紙1、將設(shè)計好并且調(diào)整好的電路圖進行打印預(yù)覽。2、調(diào)出需要的層，如：Top Overlay、Top Layer、Bottom Layer等。3、將設(shè)計好的印板圖或文字用打印機打印(或復(fù)印)在轉(zhuǎn)印紙的光滑面。打印后的轉(zhuǎn)印紙切勿折疊、觸揍、劃傷。（四）印制圖樣1、印制板預(yù)處理：將無銹蝕敷銅板，用銅絲刷、去污粉等去油污、打光，清洗干凈。2、取出印制電路板和打印好的熱轉(zhuǎn)印紙，將圖紙有圖樣的一面放在印制電路板上，并且使圖

8、紙上的圖全部都在印制電路板上。3、將圖紙和印制電路板吻合放置好后，取熨斗對圖紙有圖的一面進行熨燙，直到圖紙上的圖全部轉(zhuǎn)印到印制電路板上。4、待轉(zhuǎn)印完的敷銅板恢復(fù)常溫后，輕輕揭掉轉(zhuǎn)印紙，即制成待腐蝕的電路板。（五）、腐蝕電路板1、一般情況下，腐蝕電路板是用三氯化鐵。因為電路板的表面有一層銅，通過三氯化鐵的腐蝕，會使未被炭粉覆蓋的銅本反應(yīng)掉，保留被炭粉覆蓋的區(qū)域，這樣就形成了連通的電路。鐵的化學(xué)性質(zhì)有三價和二價，其實三價的鐵有強氧化性，三氯化鐵是一種強氧化劑，可以與銅起反應(yīng)，別的東西很難與銅反應(yīng)，按化學(xué)穩(wěn)定性來說也可以用硝酸銀等與之反應(yīng)，但是代價太高了，而且反應(yīng)后置換出的銀等會留在電路板，只有三氯化鐵最合適。2、但是，三氯化鐵的腐蝕速度有些慢，一般需要57天完成，所以還可以用鹽酸+雙氧水+水來腐蝕，腐蝕速度會比三氯化鐵快上許多。（六）、加工電路板1、取出腐蝕好的印制電路板，用清水清洗干凈，并把水漬擦干。2、打孔：用專用的打孔工具，對腐蝕好的電路板進行打孔。3、打孔完成后，用磨砂紙將印制電路板表面上的炭粉擦凈，