無線音樂門鈴的制作方案設計書

1、畢業(yè)設計報告書設計題目：無線音樂門鈴的制彳作設計2008 年 11 月 20日無線音樂門鈴的制作設計摘要無線音樂門鈴在現(xiàn)在這個社會不是什么稀奇的物品，隨處可見。只要將門鈴 安裝在門上，客人只需按下按鈕，在室內(nèi)的接收主機就會響起“叮咚”聲或樂曲 聲，告訴主人有客到，比較方便。其主要是利用TC4069UB集成塊來作發(fā)射和接 收主電路，（已編碼）該電路用先進的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術，接收 由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠，功耗低等特點。本次設計設計的就是這種方便大家生活的無線音樂門鈴。關鍵詞：無線音樂門鈴 TC4069UBP目錄緒論錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。1

2、.1 電子技術的發(fā)展概況 錯 誤！未定義書簽。1.2 應用電子技術培養(yǎng)的目標 錯 誤！未定義書簽。1.3 電子元器件的發(fā)展趨勢 錯 誤！未定義書簽。奧迪聲無線音樂門鈴材料 52.1 無線音樂門鈴的相關知識 52.2 無線音樂門鈴的工作原理 62.2 按材料清單清點全套零件 82.4 電子元器件的檢測 92.4.1 電阻 92.4.2 電解電容和瓷片電容 92.4.3 發(fā)光二極管和喇叭 92.4.4 三極管 9三 無線音樂門鈴原理圖的繪制 103.1 使用相關軟件的介紹 103.2 如何繪制原理圖 113.2.1 發(fā)射板原理圖的繪制 113.2.2 接收板原理圖的繪制 123.3PCB 板的生成

3、 133.3.1 無線音樂門鈴發(fā)射板PCB板的生成 13無線音樂門鈴接收板PCB板的生成 14四無線音樂門鈴的焊接 154.1 如何正確使用電烙鐵 154.2 裝工藝及焊接注意事項 164.3 無線音樂門鈴的焊接 164.4 無線音樂門鈴的實物照片 164.5 部分調(diào)試 17五. 畢業(yè)設計總結 175.1 心得體會 17一緒論1.1 電子技術的發(fā)展概況電子元器件對電子線路來說，就像人的心臟一樣，人無心臟不能維 持生命，電路無“心臟”則不能正常工作。電子元器件的演變和發(fā)展推動了電 子技術的發(fā)展。第一代電子器件是電子管， 1904 年英國科學家弗萊銘發(fā)明了真空二極管1907 年美國學者德福雷斯創(chuàng)制

4、真空三極管的成功，標志著人類控制電子、馴服 電子和駕馭電子的開始。 1925年以后， 陸續(xù)出現(xiàn)了性能更加完善的真空四極管、 五極管及復合管，從而使得短波無線電通訊迅速發(fā)展。第二代電子器件是晶體管。 1948 年美國科學家巴丁、布萊廷和肖克萊發(fā)明 了世界上第一只晶體管，開創(chuàng)了電子器件和電子設備小型化的新紀元。第三代電子器件是集成電路。 20世紀 60年代除集成電路的問世， 標志著人 類進入了微電子時代。第四代電子器件是大規(guī)模集成電路。 20 世紀 60 年代末已出現(xiàn)了包含 1000 個以上晶體管和元件的單塊晶片。第五 代 電子 器件是 超大規(guī)模 集成 電 路。 1977 年，日 本 科學 家在

5、6.1mm*5.8mm 的硅片上，集成了 15 萬多個晶體管。隨著科學的不斷發(fā)展，電子技術也在飛快的進步。1.2 應用電子技術培養(yǎng)的目標培養(yǎng)適應二十一世紀電子技術發(fā)展需要，德、智、體、美全面發(fā)展，初 步掌握電子科學技術、信號分析與處理、自動控制等專業(yè)理論基礎，具有以電 路分析與綜合設計能力和以微處理器（單片機、可編程控制器PLC 、嵌入式系統(tǒng)等）為基本平臺，較熟練地運用計算機 EDA 技術和現(xiàn)代電子設計與制作技術， 從事各種實用性電子設備或產(chǎn)品的應用、開發(fā)、設計；具備較強創(chuàng)新和實踐能 力的高等技術應用性專門人才。本專業(yè)畢業(yè)生能獲得以下幾方面的知識和能力：1、） 掌握應用電子技術的基本理論、專業(yè)

6、知識和基本技能；2、）具備分析、開發(fā)、維修電子產(chǎn)品與電子設備的基本能力，較強的計算機應用能力。在工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控儀器儀表，家用電器開發(fā)、設計、維護和 EDA 技 術方面見長；3、）掌握文獻檢索、查詢的基本方法，具有一定的英文文獻閱讀能力，具 有一定專業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。1.3 電子元器件的發(fā)展趨勢以元器件產(chǎn)品升級換代、滿足提高電子整機本地化率和擴大出口為目標， 發(fā)展片式化、微小型化、多功能化的新型元器件產(chǎn)品，加強新型元器件和新型 顯示器件的開發(fā)，以適應新一代數(shù)字技術產(chǎn)品發(fā)展的需要。二 . 奧迪聲無線音樂門鈴材料2.1 無線音樂門鈴的相關知識“門鈴 ”早已不是有錢人家的專項， “門鈴 ”已經(jīng)在平民百姓

7、人家廣泛普遍應 用。各式各樣的 “門鈴 ”比比皆是。最常見的是 “電子門鈴 ”；一般安放兩節(jié) 5 號 電池在內(nèi)，門外的觸發(fā)電鈕被人按動后，門內(nèi)的 “門鈴”就“嘀嘟 ”地響幾聲。也 有的是由 IC 片播放一段電子音樂的。 “電子門鈴 ”又分為兩種：有線門鈴和無線 音樂門鈴。傳統(tǒng)的門鈴都為有線門鈴，使用方便，極大地方便了大家的生活。 如果在豪門大院或經(jīng)常聽不到門鈴的房主，有時總會不能及時接待來客，很是 尷尬。無線音樂門鈴解決了這種尷尬，方便主人在房內(nèi)各地使用，將門鈴按鈕 安裝在門上，來訪者只要按下按鈕，放在客廳、廚房或臥室的接受主機就會響 起“叮咚”聲或樂曲聲，宏亮悅耳，告知有客人來了，距離在幾米

8、到幾十米，般都有 15到 20米的距離。接收機由三節(jié)五號電池供電2.2無線音樂門鈴的工作原理外型尺寸：發(fā)射 60X80X25mm 接收70XM0>48mm工作電壓：發(fā)射用9V疊層電池 接收用4.5V （3節(jié)5號電池）此次的無線音樂門鈴用TC4069UBP集成塊來作發(fā)射和接收主電路，（已 編碼）該電路用先進的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術，接收由解調(diào)、放大、 整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠，功耗低等特點。發(fā)射器由調(diào)制振蕩級和高頻振蕩級兩級組成。調(diào)制級電路由一塊TC4069UBP和32.768KHZ晶體完成，TC4069UBP是6反相器。所謂反相器， 就是么相器都有兩端，輸入端是高

9、電平時輸出端就轉為低電平，輸入端是低電 平時輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反。如圖1腳和2腳為第一個反相器，本文稱反相器1,之后稱反相器2、3、，總共TC4069UBP有 六個。78695U1A104113TC406912213114圖一TC4069UBP發(fā)射器開關按下時，反相器1和2及相關元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生32.768KHZ低頻信號。過程：反相器1的1腳開始為低電平，2腳就是高電平， 4腳也為高電平。2腳的高電平經(jīng)R2對晶體X1充電，充電電流經(jīng)R2-X1-反相 器2的4腳到負極。充電時間由X1決定，等效電容為200P。由于X1的充電， X1上的電壓逐漸上升，左正右負，當升至

10、反相器1的翻轉電平時，2腳就由原來的高電平轉為低電平，4腳也同時轉為低電平。X1開始放電，放電通路為R2- 反相器1的2腳-負極。放電后X1上的電位降低，到一定程度時 1腳降為低電 平了，輸出端又翻轉成高電平，再次對 X1 充電，至此已完成一個充放電過程， 即一個振蕩周期， 4 腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相 器 2 的 4 腳就會一直輸出高低不斷變化的電平信號。這個信號的頻率由晶體； 決定，為32.768kHz。上面解說的過程在電路實際工作時完成得極快。反相器 1 和反相器 2 用于產(chǎn)生振蕩信號，反相器 36 并聯(lián)使用，構成輸出 控制，能提供20-30mA的灌入電流。反

11、相器36的輸出端接在發(fā)射管Q1的發(fā) 射極對Q1進行調(diào)幅，向外發(fā)射電磁波。 Q1、L1、C3和6P電容組成高頻振蕩 器，振蕩頻率由印刷電感 L1 和 C3 及三極管的集電結電容決定。一般為 200-270MHz 。 Q1 的發(fā)射極如果直接接在負極時就能產(chǎn)生等幅高頻波，再接在 反相器的輸出端就使輸出受 32.768KHz 振蕩信號調(diào)制， 通過印刷電感發(fā)射信號。 按鍵每按一次就發(fā)射一次。Q3、 L2、 C4、 C16 為超再生振蕩接收器， L2 為繞制線圈，在直徑 5mm 的骨架上繞制， 用 0.51 漆包線繞 3圈，骨架中間用銅芯調(diào) 節(jié)。當 L2 的振蕩頻率與發(fā)射端相同時，諧振， Q3 的超再生信

12、號就受發(fā)射端的 調(diào)幅信號控制， L1 為扼流線圈，阻止高頻信號通過。超再生振蕩電路具有自檢 波功能，檢波后的調(diào)制信號在 R4上產(chǎn)生壓降，經(jīng)R5、C9送入IC2進行放大， 整形再放大，這由三個反相器 13和 12、 11和 10、 1 和 2完成， C8 濾波濾除檢 波后的高頻雜波，使用檢波后的有用信號信噪比最大。經(jīng)三極放大后的調(diào)制信 號與發(fā)射端（低頻32.768KHZ）同頻，X1在電路中起選頻作用，同頻率的信號 能順利通過，免除了許多不需要的各種外界信號的干擾，選頻后的信號送入 Q2 放大整形，該信號的幅度還較低，經(jīng)最后兩級開路反相放大后輸出等幅方波信 號。 R21 限流， C11 濾波，對方

13、波進行平滑濾波，并有數(shù)十毫秒的延時，也能消 除外界尖脈沖對觸發(fā)電路的干擾，本電路采用 TQ33G 系列三種聲音可選擇，雙 音叮咚，西敏寺，愛麗斯。 K1 是樂曲選擇開關，音樂信號經(jīng) Q1 放大推動喇叭 發(fā)出優(yōu)美的門鈴音樂聲2.2按材料清單清點全套零件元件清單，如下圖A. ftHE<>兮兒fi真籽：旳仔Jiitti i.L1O0VN】a電血lM:T*IUij9(.BI,Ii.iti r址竝lOOWtfL±BI池Iw：囲1孤:j ； 1 .' - - 1L/V安:Y鳩1J i m.i>iBT2. $： hi2牛硼粧* 7FJ* KHZmXI喇叭HQna 511只

14、找J?MOINfjitg佳401 WZD i0iQj K心：*MU51! 1QI血淞cipr1 JiZ杯科:席馬JI1M色曲業(yè)営IOI；H1H1.1DW) J,庶卜札 231X)6 KG6門！KI帕&電眶TCIOtiMBP1謎<|R1JIRM *夙bi|O04f1 H畑匸賈32. 768 KH2JUXIIURI5WW1 uHI 9t'ii:NOIHIi1 HQ1電取k 7h111K20imtr山jLl'Ml.必菽Hi2LX-m 1SilB MXMiRl>urlI7DK!譏<kfil10K9 | 1KI 5,IPKIRK3*1*81朋HI*117RK只R

15、l換112<HL1JCIM"1駁電琨127OKm町ist介業(yè)WHbmUfllIM3JIHX H L RS瓷斤電榨RFtlll2H< i. ClfiISP! R門ft frHlT；27 PLilI?”2Z2L山一p|02P:',C5 1蟲 117建.；'匕22 ：V.：1r?, c i PT2X 叩:I1-%卜鮑奇loirC1J. Cl 3. Cl 1m loww>tewHFHl119|#*5】亍電 WHlftJH j< l /i電池劇;DSO2f：敕 12 V511WL：ASP' SP1T !清點后發(fā)現(xiàn)，所給材料與清單相符2.4 電子元

16、器件的檢測2.4.1 電阻萬用表校零后，兩表筆搭在電阻兩端就可測出其阻值。也可用色環(huán)比對， 讀出其阻值。2.4.2 電解電容和瓷片電容在安裝電解電容時要求電容的管腳長度要適中，要正確判斷管腳的正，負 極，否則不能完成實現(xiàn)接收功能。判斷方法：正級管腳長，負級管腳短。并且 電解電容要緊貼電路板立式安裝焊接，太高就會影響后蓋的安裝。瓷片電容和 電解電容一樣，要求其管腳的長度要合適。在焊接瓷片電容時不必考慮它的正 負極性。2.4.3 發(fā)光二極管和喇叭發(fā)光二極管主要用來進行發(fā)射端和接收端開關的指示，當開關打開時發(fā)光 二極管亮，反之則不亮。為使二極管正好露出頭，當電路基本焊接好后，適當 和外殼比較，使其管

17、腳的長度正好適合其露出頭。焊接時要注意二極管的正負 極。把喇叭放好后，可用電烙鐵將其周圍的塑料靠近喇叭的邊緣燙下去把喇叭 壓緊，以免其松動不穩(wěn)。2.4.4 三極管當平的那一面面對自己時，三個腳從左到右依次是E、B、C。如圖r2.5 些主要元器件的作用集成塊可以說是電腦系統(tǒng)中各部件的主要核心部分，除了一些隨處可見的 模擬信號處理集成塊以外，如 CPU、RAM、ROM和南、北橋芯片以及顯卡芯 片等均屬于集成塊范疇。這次設計中使用的是 TC4069UBP集成塊。三極管的作用是放大或開關或調(diào)節(jié)，它在電腦主機中為數(shù)不多，但在顯示 器以及一些外設中的數(shù)量就不是很少了。晶體三極管，是半導體基本元器件之 一，

18、具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。二極管屬于半導體，它由N型半導體與P型半導體構成，它們相交的界面 上形成PN結。二極管的主要特點就是單向?qū)?，而反向截止，也就是正電壓?在P極，負電壓加在N極，所以二極管的方向性是非常重要的。電感是用線圈制作的，它的作用多是扼流濾波和濾除高頻雜波，它的外形 有很多種：有的像電阻、有的像二極管、有的一看上去就是線圈。晶振是采用石英晶體的振蕩器，它的精度很高，而且能產(chǎn)生非常穩(wěn)定的 頻率，熱穩(wěn)定性也要好于分立元件式振蕩器。在作用上來看，可以說晶振是各 板卡的心跳”發(fā)生器。三 無線音樂門鈴原理圖的繪制3.1使用相關軟件的介紹當前電子技術發(fā)展日新月異，電子繪圖和

19、制板技術專業(yè)化程度越來越高,電子CAD技術已經(jīng)成為專業(yè)基礎技術。Protel 99 SE共分5個模塊，分別是原理圖設計、PCB設計、自動布線器、原理圖混合信號仿真、PLD設計。美國ACCEL technologies公司于 佃88年推出了當時非常受歡迎的電子線路CAD軟件包一TANGO，可以說是 Protel的前身，Protel Technology公司收購ACCEL Technologies公司，推出了 protel for DOS軟件作為TANGO升級版本。進入界面圖如下Explorer Browse SchBrowse| LibrariesMiscellaneous Devices Ji

20、bBrowse3.2如何繪制原理圖發(fā)射板原理圖的繪制打開 PROTEL99SE,執(zhí)行 FILE NEW SCHEMATIC DOCUMENT,建立文件并命名為“無線音樂門鈴發(fā)射板”添加 Miscellaneous Devices.ddl和“ Protel DOS Schematic Libraries.ddb' 這兩個庫在這兩個庫中選擇所需要的集成電路、發(fā)光二極管、晶振、三極管、色環(huán) 電感、開關、電阻、電容等。集成塊TC4069UBP在庫中找不到，需自己繪制將所有的元器件排好進行連線。原理圖如下：322接收板原理圖的繪制其繪制步驟與發(fā)射板原理圖的繪制基本類似，所需元件如果沒有的也要自

21、己繪制。原理圖如下:3.3 PCB板的生成無線音樂門鈴發(fā)射板PCB板的生成AICADil 執(zhí)行Designcreat netlist生成網(wǎng)絡表H*tDl_K 1 2V2 C.l-l Dl-K ui-7Cl 啦1 fcPCf RAID 1DJF14.1C3-1 ui-2xl JHALlCl 2U 1 HVi-i Ul-3 Ui-G ui? Kl 2a1L2PCl-iC3-iQi-iW«tC2_2C2-2C3-2Ll-iHorVl 10F'j 1Ul10 in13 iriiaJta 2 iTii iKl 1再執(zhí)行Auto route命令，生成PCB板。PCB板圖如下I(39十CN

22、fil9 9999TC4Q69G山R2 |“。7魏無線音樂門鈴接收板PCB板的生成執(zhí)行Designcreat netlist生成網(wǎng)絡表,AELv-iRB 2 / 4tl'b RAIXflL LZA 盜1 AID. 4SV21UFJF3MCCCTCG?1H：®T CIOrC17 t 的HATPKITYUDD.2RAX4 2xs點岸】Jt工0.4222F1DCIOFspSFBklCEFe«需岬d a3PCllRADD.2 lDODPIDIDIODEQ.4 I砂 aiTM2JL虧IKPUP C5SAHO 21)1QQQPL 匚12JRADD.2D21D0DQCPDIODE

23、a.4Q2JDIODEFO-炮1Rr3PHC7職愿D 31遜pj rCISJ1RADD ?IDER13LDODQCPDIODEO.403AXIAIjO.4DIODETO-32ARBS1C0 £AI>d 空測J7F CHTEUDD. 2I _J rEl 4rLOODOCPD6 ALO 4kaDICDEO . 41 -liFIir再執(zhí)行Auto route命令，生成PCB板。PCB板圖如下:AD 09LSR21»<DDl3-tk C9UFR1510k翦P|UK3L6 3 4 R s.K4 oRl12D5Ocl9691 Jfi5IM12aA 9«2* 9oo

24、(JbK K 80 銘乘 2K1I ! sunre四.無線音樂門鈴的焊接4.1如何正確使用電烙鐵焊接技術是一項無線電愛好者必須掌握的基本技術，需要多多練習才能 熟練掌握。1、選用合適的焊錫，應選用焊接電子元件用的低熔點焊錫絲。2、助焊劑，用25%的松香溶解在75%的酒精（重量比）中作為助焊劑。3、電烙鐵使用前要上錫，具體方法是：將電烙鐵燒熱，待剛剛能熔化焊錫時, 涂上助焊劑，再用焊錫均勻地涂在烙鐵頭上，使烙鐵頭均勻的吃上一層錫。4、焊接方法，把焊盤和元件的引腳用細砂紙打磨干凈，涂上助焊劑。用烙鐵 頭沾取適量焊錫，接觸焊點，待焊點上的焊錫全部熔化并浸沒元件引線頭后， 電烙鐵頭沿著元器件的引腳輕輕

25、往上一提離開焊點。5、焊接時間不宜過長，否則容易燙壞元件，必要時可用鑷子夾住管腳幫助散 熱。6、）焊點應呈正弦波峰形狀，表面應光亮圓滑，無錫刺，錫量適中4.2 裝工藝及焊接注意事項 元器件的裝插焊接應遵循先小后大，先輕后重，先低后高，先里后外的原 則，這樣有利于裝配順利進行。在瓷介電容、電解電容及三極管等元件立式安裝時，引線不能太長，否則 降低元器件的穩(wěn)定性；但也不能過短，以免焊接時因過熱損壞元器件。一般要 求距離電路板面2mm，并且要注意電解電容的正負極性，不能插錯。集成電路的焊接： TC4096 為雙列 14腳扁平式封裝，在焊接時，首先要弄清引線腳的排列順序，并與線路板上的焊盤引腳對準，核

26、對無誤后，先焊接1、14 腳用于固定 IC ，然后再重復檢查，確認后再焊接其余腳位。由于 IC 引線腳 較密，焊接完后要檢查有無虛焊，連焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量。焊錫之前應該先插上電烙鐵的插頭，給電烙鐵加熱。 焊接時，焊錫與電路板、電烙鐵與電路板的夾角最好成 45 度，這樣焊錫 與電烙鐵夾角成 90度。焊接時，焊錫與電烙鐵接觸時間不要太長，以免焊錫過多或是造成漏錫； 也不要過短，以免造成虛焊。元件的腿盡量要直，而且不要伸出太長，以 1 毫米為好，多余的可以剪 掉焊完時，焊錫最好呈圓滑的圓錐狀，而且還要有金屬光澤4.3 無線音樂門鈴的焊接使用工具 :萬用表、電烙鐵、焊錫、松香、吸錫器、鉗子、螺絲刀。 焊接前先用萬用表將