模电课程设计报告-触摸式门铃

徐州工程学院

课程设计报告

（2014—2015 年度第一学期）

名称：触摸式门铃

题目：模拟电路课程设计

学院：数学与物理科学学院专业：应用物理学（光伏工程）班级：

姓名：

学号：

指导老师：王一如

设计周数： 1周

成绩：

2015年 1 月 19日

目录

1概述 (2)

2课程设计目的 (2)

3课程设计任务和要求 (2)

4设计内容 (2)

4、1设计图（方框图）...... ..... ...... ..... . (2)

4.2. 总电路图................... ............... . (3)

4.2.1单稳态触发电路..................... . (3)

4.2.2门铃芯片电路................................. .6

4.2.3驱动电路.......................... . (6)

5、元器件清单...... (7)

6、仿真设计图及测试 (7)

7、实物图.... (8)

8、设计总结 (9)

9、参考资料 (10)

1概述

门铃英文为Doorbell，即门上的铃，可以发出声音提醒主人有客来访。现在比较常见的门铃有普通无线门铃、不用电池的无线门铃和有线门铃。我们这次制作的是有线的触摸式门铃。

触摸式电子门铃具有结构简单、使用安全、易于安装的特点。例如可以把接触安在门的拉手等金属部位上，当手一接触这块金属，门铃即发出响声。适当地改变接触点的结构和位置，这种电子门铃也可以做成简易报警器。

2课程设计目的

（1）巩固所学的相关理论知识；通过设计了解如何运用555定时器实现门铃的延时接触功能；

（2）实践所掌握的电子制作技能；

（3）会运用multisim工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试，进一步完善理论设计；

（4）通过查阅手册和文献资料，熟悉芯片的类型和特性；

（5）掌握数字电路的安装、测量与调试的基本技能，熟悉电子仪器的正确使用方法，能力分析实验中出现的正常或不正常现象，独立解决调试中所发生的问题；（6）培养实事求是，严谨的工作态度和严肃的工作作风；

（7）完成一个实际的电子产品，进一步提高分析问题、解决问题的能力。

3课程设计任务和要求

用555定时器组成一个单稳态触发器，当有信号触发时，定时器会持续输出一段时间高电平，提供门铃芯片触发，是扬声器发声。

用multisim仿真软件，仿真、计算出暂稳态持续时间。通过实际电路图调整暂稳态时间，使门铃芯片工作在一个完整的周期内。

设计触发式“叮咚”门铃，要求完成以下主要技术指标：

（1）触发开关有足够的灵敏度与稳定性；

（2）“叮”声与“咚”声频率要求差距比较大，且两种频率声音的过渡过程自然、悦耳；

（3）“咚”声在触摸动作完成后应持续几秒钟；

（4）电路功耗低。

4设计内容

4、1设计图（方框图）

这次设计的触摸式门铃由三部分组成，分别是：由555定时器组成的单稳态电路，由9300门铃芯片组成的驱动电路和由三极管、扬声器组成的发声电路。

4、2总电路图

触摸式门铃主要由555定时器和9300门铃芯片及扬声器构成。

电路中核心部分是由555定时器组成的单稳态触发器。一般情况下555定时器组成的电路工作在单稳状态，平时③脚和⑦脚均为低电平．当用手触摸一下金属感应片M时,人体的感应信号通过0.1μF电容加至555时基集成电路的②脚，使电路翻转进入暂稳态，这时③脚输出高电平直接加到门铃芯片的触发端，芯片被触发并通过三极管推动扬声器发声。同时⑦脚也变为高电平，电源通过100KΩ电阻对4.7μF电容充电,当电容上的电压充至2/3电源电压时，电路又翻转，暂稳态结束，③脚又变为低电平。待再触摸一次M时，上述工作过程周而复始。因此每触摸一次M，门铃就被触发一次。③脚上的0.01μF电容为抗干扰电容,可防止门铃被误触发。

4、2、1单稳态触发电路

单稳态触发电路主要由555定时器和外围元器件构成。具有结构简单、暂稳态时间方便计算等优点。

一、555定时器

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

555定时器电源电压范围宽，可在 4.5-16V下工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。

555定时器的封装是双列直插式8脚的塑料封装。它的管脚排布如图4,。

它的各个引脚功能如下：

1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

2脚：低触发端TR。

3脚：输出端V o

4脚：是直接清零端。当此端接低电平，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”，该端不用时应接高电平。

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

6脚：高触发端TH。

7脚：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。

8脚：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 ~ 18V。一般用5V。

在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表1示。

二、工作原理

稳定状态

没有输入负跃变的触发信号时，，为高电平，它大于。此时输出

输出为低电平。

触发进入暂稳态

当输入由高电平负跃到小于时，输出由低电平正跃到高电平，此时，三极管截止，电源经电阻对电容充电，电路进入暂稳态。充电时间常数

自动返回稳定状态