叮咚门铃课程设计教学教材

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 201247003

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 (2)

2 设计方案与论证 (2)

2.1原理图 (2)

2.2电路原理 (3)

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 (7)

5 设计结论 (8)

6 心得体会的 (8)

7 参考文献 (10)

附录1：实物图 (10)

附录2：元器件清单 (11)

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Vo）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。