电子门铃设计报告

电子工程学院课外学分设计报告

题目:叮咚门铃的制作

姓名：吕思伟学号： *********** 专业：电子信息工程实验室：开放实验室

班级： A1022

设计时间： 2011 年 09月 07 日—— 2011 年 12月 16日

评定成绩：审阅教师：查兵

目录

1．专业综合设计任务 (3)

2. 方案设计与论证 (3)

3．硬软件设计 (4)

4. 实现与测试 (4)

5.分析与总结 (4)

参考文献 (5)

1.专业综合设计任务

（1）背景：在已学模拟电子技术基础和数字电子技术基础的背景下设计一个叮咚门铃电路。（2）任务：设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。

（3）要求与设计指标：设计一个“叮咚”门铃电路，设置一个按钮，按下按钮时发出较高的频率“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 20Hz~20000Hz，而 300Hz~5000Hz 则是人耳最敏感的声音频率范围，因此，“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。“叮咚”两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求恰当。电路最好具有低功耗。

（4）目的：实现叮咚门铃的功能，使所连接得电路能发出叮咚的声音。

2.方案设计与论证（或基本原理与论证）

“门铃”的作用顾名思义就是提醒主人开门。设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，一节6V迭层电池可用三个月以上，耗电量较低。NE555集成电路与外围元件构成一个音频振荡器电路，其振荡频率由R2、R3、R4和C2的数值决定。该电路与其他555系列在使用上的不同是，NE555的4脚没有直接接到电源正极上面去。而是接到了一个由二极管D1、D2、按钮开关AN构成的开关电路和一个由R1、C1构成的定时器电路上。使得NE555的4脚的电位受到R1、C1上面电位的影响。这是该电路设计的独到之处，是电路实现“叮咚”门铃声效的关键。

叮咚门铃属于音乐集成电路，它们是大规模 CMOS 集成电路的一种，应用非常广泛。CMOS 是这种集成电路英文名称的缩写，翻译成中文就是“互补对称金属氧化物半导体集成电路” （Complementary Symmetry Metal Oxide Semiconductor）历史上最早提出 CMOS 集成电路线路结构是在 1963 年，到 1968 年就发展成商品化生产。早期应用领域限于空间电子设备和军用产品；到上世纪 70 年代，迅速扩展到工业和民用产品，如电子手表、电子计算器等等。在所有数字集成电路中，CMOS 的产量和产值仅次于另一种叫做 TTL 的集成电路，位居第二。叮咚门铃等这一类音乐集成电路是简单的 CMOS 电路。它采用黑膏软封装——就是把硅芯片用环氧树脂直接封装在印刷电路板上。音乐集成电路的内部结构内部结构可以用以下框图表示：内部结构音乐集成电路喇叭振荡器音频发生器调制器前置放大器放大电路触发电路节拍控制器节拍发生器存储器图中的IC便是时基电路集成块555，它构成无稳态多谐振荡器。按下按钮AN（装在门上），振荡器振荡，振荡频率约700Hz，扬声器发出“叮”的声音。与此同时，电源通过二极管D1给C1充电。放开按钮时，C1便通过电阻R1放电，维持振荡。但由于AN的断开，电阻R2被串入电路，使振荡频率有所改变，大约为500Hz左右，扬声器发出“咚”的声音。直到C1上电压放到不能维持555振荡为止。“咚”声的余音的长短可通过改变C1的数值来改变。没有按下AN之时，NE555其4脚的地位为0V，NE555的特点就是，当其4脚的地位低于1v较多的时后其3脚对外输出的信号将被关断，因此该电路不能发出任何的声音。而在按下按钮开关AN时，二极管D1、D2都要导通。二极管D1的导通，使NE555第4脚的电位远远地大于了1V，所以3脚被打开可以向扬声器输出音频信号时扬声器发出音频的声音。而由于二极管D2的导通，使得电阻R2被短路，从而改变了NE555作为音频振荡器的振荡频率，定时电路中时间常数的减少，振荡器的振荡频率就要升高，因此扬声器中发出的声音是一个比电路设计有R2存在时要尖

利一点的一个高音，这个声音的频率应该对应的就是“叮”。当放开按钮开关AN之后，R2的短路被解除，振荡器的频率迅速降低，扬声器中就应该听到设计有R2存在时要发出的那个频率的声音，这就是“咚”音。

3.硬软件设计

4.实现与测试（或调试）

在焊接完电路后，我就检查看电路的连接是否有虚焊，漏焊等情况，并用万用表检查，线路的连接是否有短路，断路等情况出现，通过一番检查后，没有发现导线的短路，断路情况，确认检查无误后，用干电池进行调试，按下按钮AN后，蜂鸣器发出了叮咚声音后还持续了一段时间的鸣叫，虽然这声音与理论的声音有一点点偏差，但总的来说，这次焊接的电路是成功的，这次连接电路也是非常顺利的。

5．分析与总结

我觉得做课外学分也是对课本知识的巩固和加强，这次的叮咚门铃电路的制作，做的比较成功，比上学期做的12V电源做的更好，虽然上学期做的12V电源实现了功能，但是导线和焊接的很不美观，然而这次的课外学分中不但实现了功能，而且导线和焊接有明显的进步，但是我的焊接技术还是很不足的，在焊板子的过程中，万用板上的铜片掉了好几个，从中我知道了我的焊接技术还有待提高。通过这次的学习，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，收集完资料后，就着手开始设计。

参考文献：

[1]百度文库

[2]豆丁网

[3]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

[4]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

[5]高广任.现代数字电路与逻辑设计解题及教学参考.清华大学出版社.2005年11月