叮咚门铃课程设计

郑州科技学院

《数字电子技术》课程设计

题目“叮咚”门铃

学生姓名王芳芳

专业班级电气工程及其自动化一班

学号*********

院（系）电气工程学院 __ 指导老师李杰

完成时间2014年5月9日

目录

绪言 (1)

1 电路设计任务与要求 (1)

2 设计方案与论证 (2)

2.1原理图 (2)

2.2电路原理 (2)

2.3 电路数据 (3)

2.4各元器件功能 (3)

3 电路原理 (4)

4 电路仿真 (5)

5 设计结论 (6)

6 心得体会的 (6)

7 参考文献 (8)

附录1：实物图 (8)

附录2：元器件清单 (9)

绪言

在近代“门铃”不再是有钱人家的专项，“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是，“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数。

最常见的是前几年流行的“电子门铃”；一般安放两节5号电池在内，门外的触发电钮被人按动后，门内的“门铃”就“叮咚”地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。

后来演变到客人可以在门口与楼上家里的主人讲话，验明真声后主人再给客人开门。它们的缺点就是要消耗电源，特别是用电池的毛病较多，但用交流电的又怕临时停电。

高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的，不但可以叫门对话，还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客，用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。

作为初学者，这次我们的课程设计就是制作一个简单的叮咚门铃，它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的，它的装调简单容易、成本较低，一节6V的电池可用三个月以上，耗电量较低。我们常常由于工作可能会没有注意到亲朋好友的到来，但是只要我们装上了我们所设计的叮咚电子门铃，我想我们就可以很清晰的听见并且知道有人来到了自己的家里。

1 电路设计任务与要求

设计一个叮咚门铃电路，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~2000Hz，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。

要求：

1．设计简单并且节约资源，有良好的应用性。

2．门铃电路由555产生680-1230Hz左右的频率工作。

3．电路均安装音频放大器，实现音频放大。

4．电路统一工作在6V。

5．通过电路的装配和调试进一步掌握用555集成电路组成的叮咚电子门铃电路胡工作、振荡频率的调整方法及简单故障的排除。

2 设计方案与论证

方案一：

2.1 原理图

2.2 电路原理

本电路十一块以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号端口一直处于地电平，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C1两端电压升高，此时NE555的4号端处于高电平，无法使其复位，与此同时，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。

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。

2.3 电路数据

R1=10K;R2＝5K;R3=10K;R4=120;C1=10u;C2=0.1u;C3=0.01u;VCC=5V

2.4 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

R3:限制电流，防止三极管被烧坏

C1:充放电控制NE555,使其发出脉冲波

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CI使其充电

SW:开关按钮，控制叮咚声的开始和叮咚声的结束

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

方案二：

它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成，按下按钮AN，振荡器谐振，振荡频率约为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。

方案三

以一块555时基电路为核心组成的叮咚门铃，SA为门上的按钮开关，平时处于断开状态，在SA断开情况下，555的4脚呈低电位，使555处于强制复位

状态，3脚引出呈低电位。当有人按压SA后，电源VDD通过SA,D1对C1快速冲电压至VDD，555的4脚为糕点位，555振荡器起振。放电中C1电压变低，当降至0.4伏以下时，555处于强制复位状态，即停振。

3 电路原理

电容原理:电容用在直流电路当中基本都是短接在正负极之间的，如果串连在电路中那就相当于开路，短接在正负极之间的电容有两个作用，一是滤波，在整流桥整流以后容易出现交流干扰，通过电容把交流干扰给短路掉，另一个作用是降低脉冲，整流桥整流出来的直流电，如果用示波器来看的话其实跟直流电源的电压是不同的，虽然是直流，电流是由正极流向负极，但是电压是周期性的不断起伏变化的，加电容以后，当电压处于波峰的上升沿的时候电容充电，让电压降低一些，当电压处于下降沿的时候低于电容的电压以后电容放电，所以在示波器的效果上看，电容的作用是不断的削平波峰，填充波谷，这样就使直流电的波动性变小，经过多级滤波电容以后，曲线已经基本接近纯直流电源的一条直线了。

555定时器有八个脚

1脚：GND（或Vss）外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

8脚：VCC（或VDD）外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~8V。一般用5V。

3脚：OUT（或V o）输出端。

4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应该接高电平。

5脚：CO（或VC）为控制电压端。若此端外接电压，则可以改变内部两个比较器的基准点压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01Uf电容接地，以防引入干扰。

2脚：TR低触发端。

6脚：TH触发端。

7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。3.NE555的介绍

555定时器是一种将模拟功能和逻辑功能结合在同一块芯片上的集成电路，八脚封装。最初由美国SIGNETICS公司在1972年推出投放市场，很快得到广