門鈴設(shè)計報告

1、電子工程學院課外學分設(shè)計報告題目： 叮咚門鈴設(shè)計 班 級： b1032 姓 名： 方志威 學 號： 30 專 業(yè)： 電氣自動化 實 驗 室： 開放實驗室 設(shè)計時間： 2011 年 10 月 27 日 2011 年 12 月 16 日評定成績： 審閱教師： 陳朝峰 目錄1綜合設(shè)計任務(wù).32方案設(shè)計與論證.43硬軟件設(shè)計.64安裝與調(diào)試.85性能測試與分析.96總結(jié).107參考文獻.101.綜合設(shè)計任務(wù)1.1 背景 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(dǎo)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

2、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。1.2目的1、 掌握叮咚電子門鈴的電路組成、工作原理。2、 了解并掌握電路的一般設(shè)計方法，具備初步的獨立設(shè)計能力。3、 學習protel繪圖軟件設(shè)計一個叮咚門鈴電路。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

3、方法與技巧。1.3實驗要求電子門鈴是音樂集成電路的最基本、最簡單的應(yīng)用。實訓要求在按下門鈴開關(guān)按鈕后，門鈴會產(chǎn)生較高頻率的“?！甭暎斔砷_按鈕后，則會發(fā)出較低頻率的“咚”聲。2. 方案設(shè)計與論證此設(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“?！钡穆曇?。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)

4、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500hz2.1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。1 二極管d1通過電源給c1充電2 555定時器將電信號通過震蕩轉(zhuǎn)換為頻率信號。開光閉合555定時器

5、電信號 d1給c1充電揚聲器頻率信號 開關(guān)斷開c1放電 圖 3-1 叮咚門鈴方框圖 2.2系統(tǒng)原理圖及工作原理下圖3-2是一種能發(fā)出“叮、咚”聲的門鈴的電路原理圖。 它的核心器件是555接成的多諧振蕩器、放大器（三極管）、蜂鳴器。當閉合開關(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“?！钡穆曇?。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

6、改變。實驗驗證1.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；2.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）3. 硬軟件設(shè)計3.1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，

7、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5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。7天完成，所3.2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，則印制電路板的加工完成。3.3proteus的仿真實驗1）proteus軟件介紹1、proteus isis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

8、和集成電路。有如下特點：2、 實現(xiàn)了單片機仿真和spice電路仿真相結(jié)合。3、 支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。4、 提供軟件調(diào)試功能。5、 具有強大的原理圖繪制功能。6、 .pcb設(shè)計以及自動布線。2）proteus的仿真1、打開proteus的集成環(huán)境，新建，根據(jù)組件明細表中的組件，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。2、依次放好組件，使組件擺放美觀。3、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(dǎo)線的出現(xiàn)，再在導(dǎo)線的另一端在另一個組件的端點處點擊，從而連接了電路。如下圖：，4.安裝與調(diào)試1.先將所有器件在面包板進行連接，待電路在面包板能

9、正常工作時，再在電路板進行焊接，以防出現(xiàn)差錯。2焊接電路，用示波器分別測試輸出頻率，并調(diào)節(jié)電位器使其達到要求值。3.單獨檢測音頻功率放大器。輸入音頻信號，測試各器件是否正常工作，并調(diào)節(jié)。4.根據(jù)輸出波形調(diào)節(jié)電位器。5.故障診斷及排出：(1)喇叭聲音過小：通過調(diào)節(jié)功放電路的電位器，增大信號輸入電壓從而解決音量過小的問題。(2)電路時而能正常工作，時而不能正常工作：檢測各焊點(3)門鈴電路焊好后不發(fā)聲，通過不斷調(diào)節(jié)510k的電位器以改變振蕩頻率，當調(diào)節(jié)到適當?shù)念l率時能發(fā)聲。5性能測試與分析焊接完電路板后，要對所焊電路的性能進行測試和分析。當開關(guān)按下時如果沒有聲音，則首先檢查電源是否接觸良好，如果電

10、源接觸良好，則檢查各焊點是否有漏焊或虛焊，如果都沒問題，則檢查各元件是否安裝正確，直到電路能發(fā)出聲音為止。如果開關(guān)斷開時電路一直響，則可能是某部分短路，須仔細檢查，直到檢查出毛病，電路能發(fā)出叮咚兩種聲音為止。6總結(jié)通過這次電子實習，我不僅得到了知識的鞏固，而且使我的動手能力得到加強。我相信在以后的學習和工作中，做的更加美滿。這次電子技術(shù)課程設(shè)計完成的比較成功,從電路圖的設(shè)計到原理的分析還有電路的安裝與調(diào)試,自己還是一步步走過來了,最后,電路確實發(fā)出了叮咚聲,各項參數(shù)也符合標準,不過,其間遇到的困難和問題真的很多.這也讓我看到了自己對所學知識掌握得很不扎實.基礎(chǔ)知識沒有搞懂弄通,單單是原理圖的分

11、析,自己就花了近兩天的時間,開始總是看不懂電路圖,課本,資料書看了三,四本還是糊糊涂涂的,這讓我感到課程設(shè)計是多么的難,也產(chǎn)生過想要放棄的念頭,但想到別人能做好的自己為什么幾不能做好,可見工夫還沒用到,后來自己靜下心認真看了不少講解結(jié)合的例題.終于把555定時器組成的多諧振蕩器的工作原理弄懂了,其實,這些知識老師上課都講過了,自己學的卻不扎實,這也給自己敲了個警鐘,或許自己在學習上還有更多的不足,自己真的應(yīng)該對所學知識進行查漏補缺了.其次就是電路的安裝,只是簡簡單單的5個元件自己卻焊了兩個小時,結(jié)果還有個腳碼弄錯了,費了好大一番工夫才修改過來,這不得不說自己的動手能力太差,應(yīng)多加練習,在實踐中

12、,我先在腦海里構(gòu)思了幾個方案。要想讓揚聲器發(fā)出叮咚聲,必須讓電路產(chǎn)生一個連續(xù)的且頻率不等的信號。產(chǎn)生此種信號,可以用多種方法來實現(xiàn)。一種是用模擬電子中的集成運算放大器,還有就是用數(shù)字電子中的555定時器或者ttl集成門電路組成多諧振蕩器,用來產(chǎn)生矩形脈沖。通過比較與分析,我最終選取了用555定時器組成多諧振蕩器來實現(xiàn),因為這種方法簡單經(jīng)濟。領(lǐng)到元器件和電路模板后,我首先根據(jù)書上的電路圖,構(gòu)思了各種元器件在電路板上的擺放位置,以確保用線最短,焊接最方便。然后畫出電路圖,再對照電路圖開始焊接。焊接完后通電試驗,卻沒有聽到叮咚聲。后來經(jīng)過認真的檢查,我發(fā)現(xiàn)原來我由于粗心把555焊接短路了。經(jīng)過改正,最后揚聲器終于發(fā)出了叮咚聲。這次實踐,使我不僅對課本上的知識有了更透徹的理解,而且提高了我的動手能力,增加了我對電子課程的興趣。我在實踐中深切的體會到,不論做什么事情都