课程设计叮咚门铃试验说明书

1、1. 设计指标 22. 设计方案及其比拟 22.1方案一 22.1.1原理图 22.1.2电路原理 22.1.3电路数据 32.1.4数据计算 32.1.5调节数据 32.1.6元器件功能 42.2方案二 42.2.1原理图 42.2.2电路原理 52.2.3电路数据 52.2.4数据计算 52.3方案三 62.3.1电路原理图 62.3.2电路原理 62.3.3参数计算 72.3.4调节数据 72.4方案比拟 73实现方案 83.1器件介绍 83.2原理图 113.3电路器件 113.4电路数据 113.5电路原理 113.6参数计算 123.7调节数据 123.8元器件功能 123.9布线图 133.10思考题 134调试过程及结论 144.1调试过程 144.2设计结论 145心得体会 146参考文献 16叮咚门铃电路设计设计一个叮咚门铃电路，设一个按钮，按下按钮时发出门铃的较高频率“叮声，松 开按钮，发出较低频率的“咚声。门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。正常人 听力范围在20Hz20000Hz,而1000Hz5000Hz那么是人耳最敏感的声音频率范围，因此, “叮咚声最

2、好在这个范围内或者左右。“叮咚两声频率要求差距比拟大，声音持续时间要求适合。电路最好能功耗低。2.设计方案及其比拟2.1方案一 2.1.1原理图a.方案一原理图2.1.2电路原理本电路是以一块NE555时基电路为核心组成的叮咚门铃。NE555和R1、R2、R3、D1、D2、C2组成了一个多谐振荡器，SA是门上的叮咚门铃的按钮开关，在平日，按钮开关处丁断开的状态，此时 C2通过R2R肮电，C2处电压接近电源 电压。由于D1D2的阻截，C1没法充电，因此C1处电压为零，使NE555的4端口一直处于 低电平，而NE555的4接口是复位段，低电平使其复位，所以 3端口输出为0,扬声器不 响。当闭合SA时，D1正向导通，通过R1向C1充电，C1处电压升高，NE555的4端为高电 平，无法复位，于此同时，C2那么通过R3向NE555的7端口放电，它们以及NE555和C3 构成了一个多谐振荡器，此时f=1.44/(R+2R3)C2约等于1230Hz (R为D1D2的电阻，约为 400 欧)松开SA时，已经充满电的C1开始放电,R2、R3、C2和NE555构成一个多谐振荡器，此时 f=1.44/(R2

3、+2R3)C2 约等于 680Hz2.1.3电路数据R1=10k ; R2=10k ;R3=5.6k ;R4=150 ;C1=100u ; C2=0.1u ; C3=0.01u ; VCC=4.5V2.1.4数据计算按下SA之后：叮的频率f=1.44/(2R+2R3)*C2= 1230Hz (R 为二极管导通后电压，约为150欧)C2充电时间 t11C2*(R3+2R)= (5.9e-4)s(同上)C2放电时间 t12C2*R3=(5.6e-4)s由于叮间隔的间隔特别的小，人耳无法分辨出问断的叮声，所以人们听到的是持续的叮声松开SA之后：咚的频率 f=1.44/ (R2+2R3) *C2=680HzC2 充电时间 111C2*(R3+R2)=(1.56e-3)sC2 放电时间 t12-NE555R1二二CLI474 础X C3 OJOluPc.方案三原理图2.3.2电路原理SA是门上的按钮开关，在平日没有按下的时候，C1无法接通不进行充电，因而C1处的 电压为0, NE555的4端口复位端一直处丁低电平，导致 3端口输出一直为0,扬声 器无法工作。而C2通过R2、R3 R4进行充电，充

4、满电后，其电压约为电源电压。当按下SA时，当VCC勺电流流过二极管对C1经行充电，其两端电压升高，4端口的电 压也开始逐渐升高。同时 C2开始对端口 7进行放电，电容的电压下降，当其由 VCC下降 到2/3的VCCM,放电管导通，3端口输出为低电平，但当下降到1/3VCC时，放电管截止， C2那么开始充电，3端口理应输出高电平,但是由丁控制 4端口的电容C1的电压还没有充 好点，4端口仍旧输出0使输出端口 3强制输出0,扬声器不工作。当C1充好电之后，4 端口为高电平，然后输出端3即可输出1,这时扬声器可以工作，发出“叮的响声其 频率值在后面给出C2的充放电过程不断的重复进行当松开SA时，VCCM不能通过二极管对C2充放电，只能通过R2、R3 R4充放电，由丁 电阻值的改变，使其频率发生改变，电阻变大，频率变低，发出“咚的声响。与此同时， C1开始放电，当使其的电压不断下降，最终 4端口输入为低电平，强制将其复位，扬声器 不再工作。2.3.3参数计算按下SA之后：叮的频率f=1.44/(R+R3+2R4)*C2=1000Hz (R 为二极管导通后电压，约为 150欧)C2 充电时间 t

5、11C2*(R3+R+R4)=0.001s(同上)C2 放电时间 t12C2*R4=(5.0*e-5)s叮的时间间隔十分的小，因此人耳无法分辨问断的叮声，所以人听到的是持续的叮声 松开SA之后：咚的频率 f=1.44/ (R2+R3+2R4) *C2=480HzC2 充电时间 t11C2*(R3+R2+R4)=0.0025sC2 放电时间 t12C2*R4=0.0005sC1 放电时间 t=C1*R1=2.209s咚声持续的时间为:2.209s2.3.4调节数据叮的频率：减小R、R3、R4,频率变大，反之那么变小；减小 C2,频率变大，反之那么变小 咚的频率：减小R2、R3、R4,频率变大，反之那么变小：减小 C1,频率变大，反之那么变小 咚声持续的时间：减小C1、R1,那么持续时间变短，反之那么变长2.4方案比拟1.方案比拟表方案一方案二方案三器件的数目较少多较少电路的功耗较大比拟大较少布线的复杂程度中等复杂中等反映速度比拟快较慢很快造价较廉价高廉价总结：综上比拟方案三从各方面经行比拟是很不错的选择，因此将方案三定为实现方案3实现方案3.1器件介绍NE555的介绍555定时器是一种将

6、模拟功能和逻辑功能结合在同一块芯片上的集成电路，8脚封装。最初由美国SIGNETICS公司在1972推出投放市场，很快得到广泛应用，也因为应用广泛， 许多其它公司也推出了功能一样的类似型号。此芯片内使用了 3个精度较高的5K分压电阻，型号由此而得名。NE555是双极性器件的集成电路，内含2个555电路的型号为NE556,为14脚。另有CMOS工艺的7555和7556。NE555电压使用范围为 4.5V - 18V.7555那么为3V - 15V。NE555时基电路主要有3种根本应用1. 多谐振荡器2. 单稳态触发器3. RS触发器R2 33C QR1 4 7心T5R3 4 7 g4. NE555的内部结构接地 1触发 2输出 3复位 48电源7放电6阀值5控制5. NE555的管脚分布图2VCC 3V 1 3VCCat|iH t：M2厂tpLtpH2. NE555的工作表输入输 出阈值输入(Vii) Jj虫发输入(VI2)复位(Rd)输出(Vo)放电管TXX00导通2 V CC31 V CCCC31 V CC CC310导通2V CC31不变不变6.工作曲线图3.2原理图ver卜DlD2H11PTJ0S2 v/W 3曲Ofl,hjFRESETVCCTRIGDISCHCtTHOLDOUTCVOLTGND21PT1073VAWvl耻SPEAKER47uFNE555oniuF7.实现方案原理图3.3电路器件电阻4个、电容4个、直流电源、按钮开关、扬声器、二极管 2个

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