课程设计---电子音乐门铃

电子技术课程设计(论文)

题目电子音乐门铃设计

学院名称电气工程学院

2012年1月11日

《电子技术课程设计》任务书

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：

(1)按一下按键，电子音乐门铃奏响主旋律乐曲；

(2)门打开的时候电子音乐门铃停止乐曲；

(3)如果门在音乐在奏响一段时间没有人开时，能够自行关断；

(4)音阶的频率可调；

(5)音乐长度也可调。

3．主要参考文献：

要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写。

4．课程设计工作进度计划：

起迄日期工作内容

序

号

主指导教

日期：年月日

师

目录

引言 (5)

1. 课程设计思路 (5)

2. 课程设计原理 (5)

1. RC微分电路 (7)

1.1 RC串联电路 (7)

1.2 RC并联电路 (7)

1.3 RC串并联电路 (8)

2. 基本RS 触发器 (9)

2.1电路结构 (9)

2.2工作原理 (9)

2.3 RS触发器的特点 (10)

3. 多谐振荡器 (12)

3.1 多谐振荡器的基本组成： (12)

3.2 由CMOS门电路组成的多谐振荡器 (13)

3.3 工作原理 (13)

4. 时序分配器 CD4017 十进制计数/分配器 (17)

4.1 CD4017工作原理 (17)

4.3 CD4017真值表及时序图 (18)

附录 (22)

引言

1. 课程设计思路

本设计通过开关来开通声音，通过改变音符振荡器中的滑动变阻器阻值使输出的音乐不同，以告知家人开门。若家人来开门，则此时弹簧开关闭锁，声音停止。若家中无人开门，则由电路提供音乐，实现电子音乐门路的功能，最后关断。

2. 课程设计原理

音乐电子门铃的电路如图所示。它主要由触发电路、双稳态触发器、多谐振荡器、时序分配器及乐曲电路等组成。

与非门1、2组成RS触发器，S1为门铃按钮触发开关。干簧管J和永久磁铁组成开门触发开关。与非门3、4组成多谐振荡器，向IC2提供时钟信号。IC2是一块十进制计数/分配器CD4017，用于时序分配和控制音乐电路的工作。

接通电源的瞬间，由C2、R3微分电路形成的脉冲触发RS触发器，使与非门2输出高电平，该高电平作用于与非门3的输入端，使振荡电路因闭锁而停振。与此同时，C4、R6微分电路使IC2的R端清零，IC2的Q0端输出高电平，Q1---Q9端均为低电平，并通过EN端锁定在此状态。

当按动S1时，RS触发器被触发，发生翻转，与非门2输出低电平，IC2和振荡电路的锁定状态被解除，此时，振荡器的脉冲输入给IC2的CP端，IC2开始计数，其输出端Q1---Q9 生信号给音乐振荡电路产生音乐信号经VT1和VT2

的放大，推动扬声器发出音乐声。PR1~PR3为可调变阻器与电容C7构成振荡电路，通过改变变阻器值的大小发出不同频率的音乐信号，此电路发出的声音为“叮咚、叮咚”两声，中间有个延迟时间。由于振荡电路产生信号的周期为6---15秒（通过改变PR5和C3的值的大小可以改变周期的大小），因此，若主人在家，就会在演奏完的曲子之前开门。若主人不在家，提示音响完后，振荡周期信号截止，CD4017停止工作。

当主人听到来客的音乐声开门时，固定在门框上的干簧管J受触发吸合一次，使C1、R1构成的微分电路对RS触发器进行触发并使其翻转，与非门2又输出高电平，使IC2和振荡器闭锁，同时，通过C4、R6使IC2复位，使PR1~PR3因断电而终止音乐。

虽然干簧管J在关门中可能会对RS产生触发，但开门的触发与关门的触发均为同一端，而稳定后经R1、R2、R3的分压仍会使与非门1的输入端为低电平，故不按动S1，RS触发器不会发生翻转，平时的开门、关门均不会引起门铃的作用。

音乐门铃电路图

1. RC微分电路

1.1 RC串联电路

组成：由一个电阻R1和一个电容C1串联组成。

RC串联电路具有纯电阻串联和纯电容串联电路综合起来的特征。

RC串联电路的阻抗特性曲线中只有一个转折频率。X轴方向为频率，Y轴方向为这一串联电路的阻抗。

当输入信号频率f>f0时，整个RC串联电路总的阻抗不变，其大小等于R1的阻值，这是因为输入信号频率高到一定程度后，电容C1的容抗小到几乎为零的过程，这样对C1的容抗可以忽略不计，而电阻R1的阻值是不随频率变化而变化的，所以此时无论频率是否在变化，总的阻抗不变，等于R1的阻值。

RC串联电路转折频率f0由下列公式决定：f0=1/（2ПR1C1），从式中可以看出，当电容C1的容量取得较大时，转折频率f0很小。

1.2 RC并联电路

RC并联电路由一个电阻R1和一个电容C1相并联，这一电路可以接在直流电路中，也可以接在交流电路中。接在直流电路中时，直流电流只能流过电阻R1而不能流过电容C1，这一电路接在交流电路中时R1和C1中都流过交流电流，具体电流大小要视R1、C1容抗的相对大学而定。

R1

输入信号频率ff0时，由于电容C1的容抗随频率的升高而下降，此时C1的容抗小到可以与R1比较，这样就要考虑C1的存在。

RC并联电路的转折频率由下列公式决定：f0=1/（2ПR1C1），这一转折频率公式与串联电路一样。

1.3 RC串并联电路

（）

这是一种RC串并联电路，R2与C1并联之后与R1再串联。这一RC串并联电路中，电路设计时要求R2的阻值大于R1。R1和R2支路中能够流过直流电流。