實(shí)用門鈴課程設(shè)計(jì)1

杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院信息與機(jī)電工程分院實(shí)用門鈴電路課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：實(shí)用門鈴班級(jí)：電子091學(xué)號(hào)：0965121008姓名：金城指導(dǎo)教師：胡克用設(shè)計(jì)時(shí)間：12月20日一12月30日摘要叮咚門鈴就是利用開關(guān)按鈕，根據(jù)不同頻率，發(fā)出“叮咚”的聲響。整個(gè)電路是通過改變頻率讓其發(fā)出“叮咚”的門響。該門鈴廣泛用于生活中各家各戶中。因?yàn)槟汶娐吩磔^簡單，市場價(jià)格相對(duì)便宜。而且效果不錯(cuò)。因此，深受人們喜歡。本次設(shè)計(jì)需要用到一塊555定時(shí)器，555定時(shí)器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成與一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。其在工業(yè)控制、定時(shí)、檢測、報(bào)警等方面有廣泛應(yīng)用。555時(shí)基集成電路具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動(dòng)電流大和一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實(shí)用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路。在此設(shè)計(jì)中需要注意555定時(shí)器的各引腳的作用。還有如何調(diào)節(jié)頻率，使門鈴能發(fā)出“叮咚”聲。關(guān)鍵詞：門鈴頻率定時(shí)器TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述4\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求5\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)任務(wù)5\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計(jì)要求5\o"CurrentDocument"理論設(shè)計(jì)6\o"CurrentDocument"3.1方案論證6\o"CurrentDocument"3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.21結(jié)構(gòu)框圖及說明73.2.2系統(tǒng)原理圖及工作原理8\o"CurrentDocument"信號(hào)處理9\o"CurrentDocument"555定時(shí)器的介紹及工作原理94.2由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器10\o"CurrentDocument"Proteus的仿真實(shí)驗(yàn)12\o"CurrentDocument"Proteus軟件介紹12\o"CurrentDocument"Proteus的仿真12\o"CurrentDocument"5.3實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)14\o"CurrentDocument"安裝調(diào)試154.1安裝調(diào)試過程15結(jié)論15\o"CurrentDocument"使用儀器設(shè)備清單16\o"CurrentDocument"收獲和體會(huì)16參考文獻(xiàn)171.概述隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，人們?cè)絹碓街匾暽钯|(zhì)量的提高。假如你在自家客廳或其他離門比較遠(yuǎn)的地方。有客人來，并敲了門，你可能無法聽到。導(dǎo)致客人認(rèn)為你不在家。這給我們帶來了許多不便與麻煩。因此我設(shè)計(jì)一個(gè)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(jì)這個(gè)電路的時(shí)候，我根據(jù)從穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)，通過多種途徑設(shè)計(jì)出電路圖，采用盡量簡單的原理，與器件進(jìn)行焊接，最終得到預(yù)期目的，并且具有較高的實(shí)用性。2課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)：一個(gè)人一組，設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門鈴，能夠在按下開光時(shí)，發(fā)出“叮咚”的聲響。一個(gè)蜂鳴器相連，使得在電路連接正確的前提下，通過開關(guān)的閉合發(fā)出兩個(gè)頻率不同的聲音，用來模擬“?！焙汀斑恕钡穆曇簦桓鶕?jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，完成電路參數(shù)計(jì)算、元器件選型、繪制電路原理圖；首先要進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，成功之后再進(jìn)行軟件仿真，經(jīng)指導(dǎo)老師驗(yàn)收之后，由老師簽字，領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)所需器材，最后進(jìn)行實(shí)物連接，觀察能否與理論相吻合；4..完成課題實(shí)驗(yàn)報(bào)告2.2設(shè)計(jì)要求:通過調(diào)節(jié)合適的電阻，使電路得到合適的頻率，發(fā)出“叮咚”聲。要正確的連接555定時(shí)器的各個(gè)引腳。3理論設(shè)計(jì)3.1方案論證此設(shè)計(jì)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(yáng)聲器發(fā)出“?！钡穆曇?。與此同時(shí)，電源通過二極管D1給C1充電。放開按鈕時(shí)，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(yáng)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)值來改變。本次設(shè)計(jì)要求完成門鈴設(shè)計(jì)，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(shí)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(shí)現(xiàn)頻率的改變。本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵可以分為兩個(gè)模塊：1）設(shè)計(jì)控制模塊根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，要實(shí)現(xiàn)簡易電子的設(shè)計(jì)就要選擇555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩電路。2）設(shè)計(jì)蜂鳴器模塊通過喇叭發(fā)出兩個(gè)不同頻率的聲音:發(fā)出“?！钡恼袷庮l率設(shè)定為700Hz，發(fā)出：“咚”的振蕩頻率設(shè)定在500Hz

3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1結(jié)構(gòu)框圖及說明所設(shè)計(jì)的電路分為幾個(gè)模塊，模塊如圖3-1。二極管D1通過電源給C1充電555定時(shí)器將電信號(hào)通過震蕩轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)。開光閉合D1給C1充電>1開光閉合D1給C1充電>1C1放電揚(yáng)聲器開關(guān)斷開圖3-1叮咚門鈴方框圖3.2.2系統(tǒng)原理圖及工作原理當(dāng)有人閉合開關(guān)后，R3和R4接入電路，振蕩器開始振蕩，振蕩頻率約700Hz,揚(yáng)聲器發(fā)出“?！钡穆曇簟Ｅc此同時(shí)，電源通過二極管D1給C1充電。放開按鈕時(shí)，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(yáng)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)值來改變。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)R2和R3接入電路，振蕩周期為T=（R2+2R3）Cln2,頻率約為700赫茲；當(dāng)開關(guān)打開時(shí)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）4信號(hào)處理555定時(shí)器的介紹及工作原理：555定時(shí)器是一種將數(shù)字電路和模擬電路集成與一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。其在工業(yè)控制、定時(shí)、檢測等方面有廣泛應(yīng)用。555時(shí)基集成電路具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動(dòng)電流較大和有一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實(shí)用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三極管電路。555時(shí)基集成電路的參數(shù)為（以NE555為樣）電源電壓4.5?16V。輸出功率較大，驅(qū)動(dòng)電流約達(dá)200mA。作定時(shí)器使用時(shí)，定時(shí)精度為1%。定時(shí)時(shí)間從微秒級(jí)到小時(shí)級(jí)。作振蕩使用時(shí)，輸出的脈沖的最高頻率可達(dá)500KHz?？晒ぷ饔跓o穩(wěn)態(tài)與單穩(wěn)態(tài)兩種方式。常見的555時(shí)基電路為塑料雙列直插式封裝（見圖4-1），正面印有555字樣，左下角是腳1，管腳號(hào)按逆時(shí)針方向排列。8765□□n□"INE555uuuu1234

Vcc電源復(fù)位圖4-2555內(nèi)部結(jié)構(gòu)Vcc電源復(fù)位4.2由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器由555定時(shí)器和外接組件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路也不需要外接觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電Dc端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容c在w%。和%%。之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波形，對(duì)應(yīng)的波形如圖4-4所示。

Vcc圖四4-3由555構(gòu)成的多諧振蕩器」Vcc圖四4-3由555構(gòu)成的多諧振蕩器由于555定時(shí)電路內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。外部組件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時(shí)器配以少量的組件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣泛。5.Proteus的仿真實(shí)驗(yàn)Proteus軟件介紹ProteusISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析（SPICE）各種仿真器件和集成電路。有如下特點(diǎn)：1）實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。2）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。3）提供軟件調(diào)試功能。4）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。5）.PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線。Proteus的仿真一，打開Proteus的集成環(huán)境，點(diǎn)擊禧，新建設(shè)計(jì)，根據(jù)2.2組件明細(xì)表中的組件，點(diǎn)擊P，版面出現(xiàn)如下圖所示，isislivei-ISISProfessional文件堡）查看以）褊輯堡）工具d）設(shè)計(jì)@圖形⑥源文件昏調(diào)試國）庫心模極血）系統(tǒng)。幫助殂）知Q9(?:鴕茨1QM.TEl0'S■cTfffffffrO'■cTfffffffrO'-I，I?I?I?I?I?+―UI—???????-|oKeywords:Results(NoFilter):ILibrarySchematicPreview:DeviceMatchWholeWords?QHDEVICESLED-GiREENLED-REDLM324Category:MINRES1KPOT-LINVARISTORAnalogIC$CapacitorsCMOS4000QHDEVICESLED-GiREENLED-REDLM324Category:MINRES1KPOT-LINVARISTORAnalogIC$CapacitorsCMOS4000seriesConnectorsDataConvertersDebuggingToolsDiodesECL10000SeriesElectromechanicalInductorsLaplacePrimitivesMemoryICsMicroprocessorIC$MiscellaneousModellingPrimitivesOperationalAmplifiersOptoelectronicsPLDs&FPGAsResistorsSimulatorPrimitivesSpeakers&SoundersSub-category:Manufacturer:(Nothingselectedforpreview)PCBPreview:Nosearchciteria.Pleaseenteroneormorekeywordsand/or

selectaCategory,Sub-categoryorManufacturer.(Nothingselectedforpreview)Cancel圖5-1在keywords中輸入所找的組件名單，然后點(diǎn)擊右下角的OK,組件被添加了。二，依次放好組件，使組件擺放美觀。三，連接電路，在需要連接的組件接線處，點(diǎn)擊左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，可看到導(dǎo)線的出現(xiàn)，再在導(dǎo)線的另一端在另一個(gè)組件的端點(diǎn)處點(diǎn)擊，從而連接了電路。如圖5-2所示（其中x1代替揚(yáng)聲器）

22：kOhmDIDIODE_VIRTUALR3ZZkOhmDIODEVIRTUAL丁ai47kOhmvccRSTOUT——DISTHRTRICON555VIRTUALC3HFluF圖5-25.3實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)22：kOhmDIDIODE_VIRTUALR3ZZkOhmDIODEVIRTUAL丁ai47kOhmvccRSTOUT——DISTHRTRICON555VIRTUALC3HFluF圖5-2在Proteus環(huán)境版面中點(diǎn)擊左下角，如圖所示I>|||點(diǎn)擊〉，系統(tǒng)開始運(yùn)行，如有出錯(cuò)，則系統(tǒng)將報(bào)錯(cuò)，點(diǎn)擊報(bào)錯(cuò)處，查找出錯(cuò)原因，予以改正，當(dāng)滿足已知條件燈亮?xí)r，此時(shí)調(diào)試已經(jīng)成功。6安裝調(diào)試調(diào)試過程首先，在連接好電路后，用萬用表將電路各個(gè)支路進(jìn)行檢測，檢查有沒有斷路或短路。檢查方法是將萬用表調(diào)到歐姆檔，測試各個(gè)支路。在檢查后，沒有發(fā)現(xiàn)問題。于是，我接通了電源，按下了開關(guān)。然而沒有發(fā)出“叮咚”聲，于是，我仔細(xì)檢查了電路，發(fā)現(xiàn)有一處支路本不應(yīng)該接通的，卻被我接通了。然后，只好重接處的支路。我再次接通電源，按下開關(guān)。發(fā)出了聲響，不過“叮咚”聲不明顯。于是，我決定更換電阻大小，使其得到適合的頻率。通過一次一次的調(diào)試，使其門鈴發(fā)出“叮咚”聲。7結(jié)論1、在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，本著節(jié)約的精神，我們使用的都是簡單廉價(jià)的元器件，降低了設(shè)計(jì)的成本；2、本次課題設(shè)計(jì)需要我對(duì)模數(shù)電路有個(gè)初步認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，首先要對(duì)自己設(shè)計(jì)的電路有深刻的認(rèn)識(shí)，明白其工作原理，再將電路進(jìn)行仿真。然后，進(jìn)行實(shí)物連接，進(jìn)行調(diào)試。在實(shí)踐中，對(duì)電路更加有深刻的認(rèn)識(shí)。這次的課程設(shè)計(jì)就相當(dāng)于時(shí)讓我順便進(jìn)行模數(shù)電的復(fù)習(xí)，加深和鞏固了我所學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)也使我獲得了搭建和調(diào)試實(shí)驗(yàn)電路的能力；3、鍛煉了我自主學(xué)習(xí)的能力、與他人合作的能力，還可以從各種管道獲得一定的數(shù)據(jù)共同加以研究學(xué)習(xí)，提高了我們的綜合動(dòng)手能力。

8使用儀器設(shè)備清單面包板1