555定时器制作门铃

课程设计说明书
用定时器制作双音门铃
学院名称：电气工程及其自动化专业班级：电气10——5 班*****
学号：3 1 1 0 0 8 0 0 1 3 2 9 指导老师：郭*
2012年6月13日
目录
摘要 (3)
引言 (3)
555定时器介绍 (4)
芯片管脚 (4)
芯片内部结构 (5)
芯片工作表 (6)
设计方案 (7)
电路原理 (7)
数据计算 (8)
元件功能介绍 (9)
调试过程及结论 (10)
心得体会 (11)
参考文献 (12)
用定时器制作双音门铃
摘要：555定时器是集模拟、数字于一体的中规模集成电路，它具有广泛的应用。

本文首先介绍了555定时器的功能，然后根据555定时器能够产生导通、截止和不变的结果，设计出门铃的电路图以及将555定时器和各元器件根据电路图进行焊接，并对组装好的门铃进行调试使之发出叮咚的响声。

关键字：555定时器；控制扬声器；门铃
Based on 555timer bell design
Abstract:555 timer which sets the analog,digital in one of the large scale integrated circuit has been widely used.This paper introduces the 555timerfunction,then based on 555timer can generate conduction,cutoff and invariable result,introduces the design and application of the various components of the bell on the welding work,to the assembled door debugging to emit buzz sound.
Keywords:555 timer;control the speaker;doorbell
引言
555定时器是电子工程领域广泛使用的一种中规模集成电路。

再加上随着生活水平的提高和居住环境的改善，人们对住宅小区的要求也日益迫切。

不管是城市还是农村，现在的人们也越来越喜欢住大房子，但因居住房子离大门口较远，或是单元门口都装有智能防盗门，来人敲门不容易听到，不仅尴尬，更重要的是经常耽误事，为了满足需要，各种门铃应运而生。

1.1 555定时器芯片
1.2 NE555定时器管脚图
如图所示：管脚1接地，管脚2触发低电平，管脚6触发高低平，管脚8接电源，管脚4接复位，管脚7放电三极管，管脚3输出端。

1.2 555定时器芯片内部原理
555定时器的功能主要由两个比较器决定。

两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。

在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。

若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。

如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平
VCC
2. 555电路结构图
1.3 555定时器芯片的功能表
1.4 555定时器工作波形
不变
不变
1
导通 0 1 截止 1 1 导通 0 0 ×
×
输出(V O ) 复位(R D ) 触发输入(V I2) 输 入
CC 3
1
V >
CC 31
V <CC 3
1
V >
CC 32
V >
CC 32
V <CC 3
2
V <放电管T
v 2 3
V C 1 3 V C v C 0t PL t PH
设计方案
2.1 原理图
a. 门铃原理图
2.1电路原理
本电路是以一块以NE555时基电路为核心组成的“叮咚”门铃。

电路图中的NE555和R1、R2、R3、D1、D2、C2构成了一个多谐振荡器，SW是叮咚门铃的按钮开关，在平日，按钮开关处于断开的状态，此时D1没有导通，D2反向截止，R3接地，所以NE555的4号端口一直处于低电平，而NE555的4接口是复位段，当接入低电平时使其复位，所以3号端口无输出，扬声器不响。

并且C2通过R1、R2充电，充电完成后C1两端电压约等于电源电压。

当SW闭合时，D1正向导通，通过R3向C1充电，C1两端电压升高，此时NE555的4号端处于高电平，无法使其复位，于此同时，C2则通过R2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=1/0.7(2R+2R2)C2约等于1386Hz（R为D1与D2的电阻和，约为300欧）。

松开SW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=1/0.7(R1+2R2)C2约等于717Hz
2.2电路数据
R1=10k ；R2=5k ;R3=10k ;R4=120 ;C1=10u ；C2=0.1u ；C3=0.01u ；VCC=5V 2.3数据计算
按下SW之后：
叮的频率f=1/0.7(2R+2R2)*C2= 1386Hz (其中R为二极管导通后电压，约为150欧)
C2充电时间t11<C2*(R2+2R)= (5.3e-4)s (其中R为二极管导通后电压，约为150欧)
C2放电时间t12<C2*R2=(5e-4)s
由于叮间隔的间
松开SW之后：隔特别的小，人耳无法分辨出间断的叮声，所以人们听到的是持续的叮声
咚的频率f=1/0.7(R1+2R2)*C2=717Hz
C2充电时间t11<C2*(R1+R2)=(1.5e-3)s
C2放电时间t12<C2*R2=(5e-4)s
C1放电时间t=C1*R1=1s
咚声持续的时间为:1s
2.4 调节数据
叮的频率:减小R2，频率变大，反之则变小；减小C2，频率变大，反之则变小咚的频率:减小R1、R2，频率变大，反之则变小：减小C1，频率变大，反之则变小
咚声持续的时间：减小C1、R1，则持续时间变短，反之则变长
2.5各元器件功能
R1：SW断开后，给C2充电
R2：给C2充放电
R3：给C1充放电
R4：限制电流，防止三极管被烧坏
C1：充放电控制NE555的4端口的，来控制扬声器的工作
C2：充放电来控制NE555，使其发出脉冲波
C3：滤波,防止干扰
D1、D2：单向导电，防止闭合SA后，还有电流流过C1使其充电
SW：开关按钮，控制“叮咚”声的开始和叮声的结束
VT：放大电流，使电流能够驱动扬声器
扬声器：使其发出叮咚的声音
3调试过程及结论
3.1调试过程
在整个调试过程，我们没有出现太大的问题，整体来说是十分顺利的。

首先，我们连接好电路之后，我们就先用万用表将电路的各个之路经行测试，检查有没有短路或者断路，检查的方法就是将万用表调到欧姆挡，测试各支路的短路。

在经行这一步测试时，我们就发现我们的问题，就是中间少了一根线将NE555的7端口和有3个电阻的那条支路相连，这导致，我们检查7端口的支路电阻时，万用表的显示屏上呈现的是无穷大的标志，立马，我们就着手检查电路，发现了问题，并将其解决掉。

然后，我们接通了电源，按下了开关，很顺利的，第一次接电源就听到了“叮咚”的声响，这个让我们很欣慰。

但是，我们也发现了我们电路的问题，就是由于叮咚声的频率比较的接近，导致和现实生活中，大家认定的叮咚声有一定的出入。

为了让叮咚声更加的悦耳动听，我们决定更换电阻大小，将叮的频率提高。

问题也就出来了，由于实验室的电阻大小有限，并没有适合大小的电阻给我们经行挑选，于是，我们自己就讲电阻相并联，得到较小的阻值的电阻。

最终将叮咚声调到了适合的频率。

调试最终结束
3.2 遇到问题：
1.焊点不够好，焊接不上。

自己联系不够，方法没有很好掌握，电烙铁尖热度不够
2.没有很好弄清元器件功能。

如二极管导通方向，滑动变阻器接线
3. 没有声音。

线路没有完全连接好，有线路连接错误
4.有声音但只是单音。

555计时器8、4线方向接反。

3.3 设计结论
设计应当从各方面入手对于设计电路进行考虑，多设计几种方案进行仿真比较，选择出最适合的方案或者将多种方案好的地方经行结合，得到最终的实现方案。

在实现方案的过程中，要进行全方面的考察和调试，得到最完美的电路。

4心得体会
学习这个专业已经2年了，一直以来就想设计使用的东西。

之前一直以为自己学习的东西没办法派上实际用途，而这次的课程设计真的让我体会到了设计的快乐。

这次课程设计历时二个星期左右，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。

这次，我设计的是叮咚门铃电路，叮咚门铃是我们日常生活中最常见的电路，但是讲其实际化对于我这种初等的设计者还是有一定的难度的。

首先我看到这个题目，我就开始收集大量的资料，包括555芯片的原理，各种多谐振荡器，以及人的听力范围等等与课程设计相关的各类知识，我了解了好多我之前不知道或者没注意的知识以及消息，我相信这也是对我的一种提高啊，至少扩展了我的知识库。

收集完资料后，就着手开始设计。

对于这次的电路设计，设计得还是比较顺利的，但是将其实现又是对我们的另外一种要求。

首先是对于元器件的选择，这是我之前设计电路从未考虑过的东西，而现在已经要求我将关注力投向它们。

从芯片的规格到功耗到造价，我一一的着手弄清楚，相信这也是对我能力的一种提高。

然后，我将收集出来的各种信息经行整合，尽力设计出最完美的方案。

到了连接电路的阶段。

由于我在网上查询到的不合理信息，导致我的布线十分的困难（网上说面包板的连接只是测试电路是否正确，因而不能剪断器件的引脚,器件的引脚过长遮住了相当一部分的面包板上的孔）。

当时布线的时候十分的困难，想尽一切办法的布线，尽量不跳线。

当时，如果我给负责老师打个电话进行询问下，应该就不会出现这样的问题，这是我寻求解决问题方法思维的一种问题，有待我去改善。

最后，即使布线很困难，我还是讲电路板连好，而且没有出现跳线的问题。

在测试电路的阶段，一开始我们拿着万用表经行测量，结果发现有个别我们漏接的线。

还好我们并没有直接就和电源相连，否则就有可能出现短路讲器件烧坏的情况发生，而是一开始就一根根的检查。

就是因为这样，我们第一次测试其功能就成功了。

然后，我们需要改进的，只是改变相应的电容以及电路的大小来确定叮咚声的频率以及声音持续的时间。

整个过程还算是十分顺利的。

在离开实验室之前，我们又接响电路，重温那个让我十分激动的“叮咚”声，不提这次的课设带给我多大的能力的提高，最关键的一点是，它让我体会到了设计的快乐。

5参考文献
【1】艾永乐数字电子技术基础中国电力出版社2005年6月
【2】谢自美.电子线路设计•实验•测试（第三版）.华中科技大学出版设.2006年8月
【3】王公望.现代电子电路应用基础.西安电子科技大学出版社.2005年6月
11。