课程设计叮咚门铃试验说明书

目录

1．设计指标 (2)

2.设计方案及其比较 (2)

2.1 方案一 (2)

2.1.1原理图 (2)

2.1.2电路原理 (2)

2.1.3电路数据 (3)

2.1.4数据计算 (3)

2.1.5 调节数据 (3)

2.1.6元器件功能 (4)

2.2方案二 (4)

2.2.1原理图 (4)

2.2.2电路原理 (5)

2.2.3电路数据 (5)

2.2.4数据计算 (5)

2.3方案三 (6)

2.3.1电路原理图 (6)

2.3.2电路原理 (6)

2.3.3参数计算 (7)

2.3.4调节数据 (7)

2.4方案比较 (7)

3实现方案 (8)

3.1器件介绍 (8)

3.2原理图 (11)

3.3电路器件 (11)

3.4电路数据 (11)

3.5电路原理 (11)

3.6参数计算 (12)

3.7 调节数据 (12)

3.8元器件功能 (12)

3.9布线图 (13)

3.10思考题 (13)

4调试过程及结论 (14)

4.1调试过程 (14)

4.2 设计结论 (14)

5心得体会 (14)

6参考文献 (16)

叮咚门铃电路设计

1．设计指标

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20Hz~20000Hz，而1000Hz~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，声音持续时间要求适合。电路最好能功耗低。

2.设计方案及其比较

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，按钮开关处于断开的状态，此时C2通过R2R3充电，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则通过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+2R3)C2约等于680Hz

2.1.3电路数据

R1=10k ；R2=10k ;R3=5.6k ;R4=150 ;C1=100u ；C2=0.1u ；C3=0.01u ；VCC=4.5V 2.1.4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t11

C2放电时间t12

由于叮间隔的间隔特别的小，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松开SA之后：

咚的频率f=1.44/（R2+2R3）*C2=680Hz

C2充电时间t11

C2放电时间t12

C1放电时间t=C1*R1=1s

咚声持续的时间为:1s

2.1.5 调节数据

叮的频率：减小R、R3，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R2、R3，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2.1.6元器件功能

R1：给C1充放电

R2：SA断开后，给C2充电

R3：给C2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：防止闭合SA后，还有电流流过C1使其充电

SA：开关按钮，控制“叮咚”声的开始和叮声的结束

VT：放大电流

扬声器：使其发出叮咚的声音

2.2方案二

2.2.1原理图

b. 方案二原理图

2.2.2电路原理

该叮咚电子门铃电路由触发控制电路、音频振荡器A,音频振荡器B和音频输出电路组成。触发控制电路：由门铃按钮SA、二极管V D5、电容器C2和电阻器R1,R2组成

音频振荡器A：由四与非门集成电路IC (D1一D4)内部的D1, D2和电阻器R3、电容器C3组成

音频振荡器B：由IC内部的D3、D4和电位器RP,电容器C4组成

音频输出电路：由电阻器R4、R5、二极管VD6、V D7、晶体管V和扬声器BL组成。

平时，两个音频振荡器均不工作，扬声器BL不发声。当客人按下门铃按钮S时，C2快速放电，两个音频振荡器同时工作，产生的音频信号经VD6, VD7混合后通过V放大，驱动BL发出“叮”声。当客人松开S时，C2快速充电，音频振荡器A停止工作，音频振荡器B产生的音频信号经V放大后，推动BL发出“咚”声

2.2.3电路数据

R1=12k ;R2=12k ;R3=20k ;R4=100k ;R5=1k ;Rp=6k;C1=47u ;C2=0.022u ;C3=0.1u

2.2.4数据计算

按下SA后：

叮的频率:f=1/(2.2R3*C3)+1/(2.2Rp*C4)=1790.6Hz

松开SA之后：

咚的频率：f=1/(2.2Rp*C4)=757.6Hz

C1充电的时间：t=C1*R2=1.128s

咚声持续的时间为1.128s