電子綜合實訓-叮咚門鈴電路的設(shè)計最終版

1、學 號： 電子綜合實訓題 目叮咚門鈴電路的設(shè)計學 院理學院專 業(yè)xxx班 級xxx姓 名xxx指導教師賈信庭201x年x月x日電子綜合實訓任務(wù)書學生姓名： xxxx 專業(yè)班級： xxxxxxxx 指導老師： 賈信庭 工作單位：武漢理工大學理學院 題目：叮咚門鈴電路的設(shè)計初始條件：直流可調(diào)穩(wěn)壓電源一臺、萬用表一塊、面包板一塊、元器件若干、剪刀、鑷子等必備工具要求完成的主要任務(wù)：（包括電子綜合實訓工作量及其技術(shù)要求以及說明書撰寫等具體要求）1、 技術(shù)要求：設(shè)計一個叮咚門鈴電路，設(shè)一個按鈕，按下按鈕時發(fā)出門鈴的較高頻率“?！甭?，松開按鈕，發(fā)出較低頻率的“咚”聲。門鈴叮咚聲的聲音頻率和聲音持續(xù)時間可調(diào)

2、。2、 主要任務(wù)：（一）設(shè)計方案（1） 按照技術(shù)要求，提出自己的設(shè)計方案（多種）并進行比較；（2） 以ne555時基集成電路為主，設(shè)計一個叮咚門鈴電路（實現(xiàn)方案）；（3） 依據(jù)設(shè)計方案，進行預答辯；（二）實現(xiàn)方案（4） 根據(jù)設(shè)計的實現(xiàn)方案，畫出電路邏輯圖和裝配圖；（5） 查閱資料，確定所需各元器件型號和參數(shù)；（6） 在面包板上組裝電路；（7） 自擬調(diào)整測試方法，并調(diào)試電路使其達到設(shè)計指標要求；（8） 撰寫設(shè)計說明書，進行答辯。3、 撰寫電子綜合實訓說明書：封面：題目，學院，專業(yè)，班級，姓名，學號，指導教師，日期任務(wù)書目錄（自動生成）正文：1、技術(shù)指標；2、設(shè)計方案及其比較；3、實現(xiàn)方案；4、調(diào)

3、試過程及結(jié)論；5、心得體會；6、參考文獻成績評定表時間安排：電子綜合實訓時間：19周-20周19周：明確任務(wù)，查閱資料，提出不同的設(shè)計方案（包括實現(xiàn)方案）并答辯；20周：按照實現(xiàn)方案進行電路布線并調(diào)試通過；撰寫電子綜合實訓說明書。指導教師簽名： 2016 年 6 月 27 日系主任（或負責老師）簽名： 2016 年 7 月 8 日目 錄1 技術(shù)指標12 設(shè)計方案及比較12.1 方案一12.1.1 方案一設(shè)計原理12.1.2 元器件參數(shù)22.1.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計算22.1.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析22.2 方案二32.2.1 方案二設(shè)計原理32.2.2 元器件參數(shù)32.2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計算

4、42.2.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析42.3 方案三42.3.1 方案三設(shè)計原理42.3.2 元器件參數(shù)52.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計算52.3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析52.4 方案比較53 實現(xiàn)方案63.1 實現(xiàn)方案設(shè)計原理63.2元器件參數(shù)63.3相關(guān)數(shù)據(jù)計算73.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析73.5實物圖74 調(diào)試過程及結(jié)論85 心得體會86 參考文獻9叮咚門鈴電路的設(shè)計1 技術(shù)指標設(shè)計一個叮咚門鈴電路，設(shè)一個按鈕，按下按鈕時發(fā)出門鈴的較高頻率“?！甭暎砷_按鈕，發(fā)出較低頻率的“咚”聲。門鈴叮咚聲的聲音頻率和聲音持續(xù)時間可調(diào)。2 設(shè)計方案及比較2.1 方案一2.1.1 方案

5、一設(shè)計原理 圖1 方案一的原理圖方案一的原理圖如圖1所示，該方案是以ne555時基集成電路為核心組成的“叮咚”門鈴電路。在按鈕開關(guān)未按下的情況下，d1沒有導通，d2反向截止，又因為r3接地，所以555的4號端口一直處于低電平。而555的4號端口是復位端，當輸入為低電平時，會使555輸出復位，即3號端口輸出為低電平，揚聲器不工作。當按鈕開關(guān)被按下時，d1正向?qū)?，通過r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時555的4號端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個多諧振蕩器，使驅(qū)動揚聲器發(fā)出“?！钡穆曇簟Ｋ砷_按鈕開關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開始放電，r1,r2,c2和555構(gòu)成一

6、個多諧振蕩器，使揚聲器發(fā)出“咚”的聲音。2.1.2 元器件參數(shù)表1方案一元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)20k5k1001k元器件c1c2c3c4參數(shù)(單位 法拉)1m0.1u0.01u100u2.1.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計算“?！钡念l率： (1)“咚”的頻率： (2)“咚”聲持續(xù)的時間： (3)2.1.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析“?！钡念l率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變小；減小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕钡念l率:減小r1,r2，頻率變大，反之則變?。簻p小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕甭暢掷m(xù)的時間：減小c1,r3，持續(xù)時間變短，反之則變長。2.2 方案二2.2

7、.1 方案二設(shè)計原理 圖2 方案二的原理圖方案二的原理圖如圖2所示，該方案是以ne555時基集成電路為核心組成的“叮咚”門鈴電路。在按鈕開關(guān)未按下的情況下，d1沒有導通，d2反向截止，又因為r3接地，所以555的4號端口一直處于低電平。而555的4號端口是復位端，當輸入為低電平時，會使555輸出復位，即3號端口輸出為低電平，揚聲器不工作。當按鈕開關(guān)被按下時，d1正向?qū)?，通過r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時555的4號端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個多諧振蕩器，使驅(qū)動揚聲器發(fā)出“叮”的聲音。松開按鈕開關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開始放電，r1,r4,r2,c

8、2和555構(gòu)成一個多諧振蕩器，使揚聲器發(fā)出“咚”的聲音。2.2.2 元器件參數(shù)表2方案二元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)20k5k1005k元器件c1c2c3c4參數(shù)(單位 法拉)1m0.1u0.01u100u2.2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計算“?！钡念l率： (4)“咚”的頻率： (5)“咚”聲持續(xù)的時間： (6)2.2.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析“叮”的頻率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變?。粶p小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”的頻率:減小r1,r2,r4，頻率變大，反之則變小：減小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕甭暢掷m(xù)的時間：減小c1,r3，持續(xù)時間變短，反之則變長

9、。2.3 方案三2.3.1 方案三設(shè)計原理 圖3 方案三的原理圖方案三的原理圖如圖3所示，該方案是以ne555時基集成電路為核心組成的“叮咚”門鈴電路。在按鈕開關(guān)未按下的情況下，d1沒有導通，d2反向截止，又因為r3接地，所以555的4號端口一直處于低電平。而555的4號端口是復位端，當輸入為低電平時，會使555輸出復位，即3號端口輸出為低電平，揚聲器不工作。當按鈕開關(guān)被按下時，d1正向?qū)ǎㄟ^r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時555的4號端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個多諧振蕩器，使驅(qū)動揚聲器發(fā)出“?！钡穆曇簟Ｋ砷_按鈕開關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開始放電

10、，r1,r2,c2和555構(gòu)成一個多諧振蕩器，并通過三極管放大，使揚聲器發(fā)出“咚”的聲音。2.3.2 元器件參數(shù)表3方案三元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)20k5k1001k元器件c1c2c3參數(shù)(單位 法拉)1m0.1u0.01u2.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計算“?！钡念l率： (7)“咚”的頻率： (8)“咚”聲持續(xù)的時間： (9)2.3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析“?！钡念l率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變?。粶p小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”的頻率:減小r1,r2，頻率變大，反之則變?。簻p小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕甭暢掷m(xù)的時間：減小c1,r3，持續(xù)時間

11、變短，反之則變長。2.4 方案比較表4 方案比較仿真精度使用器材數(shù)量操作難度結(jié)論方案一三套方案仿真精度相差不大相對較少三套方案的操作難度均相近將第一套設(shè)計方案作為實現(xiàn)方案最為合理方案二方案三較多（多了三極管）3 實現(xiàn)方案3.1 實現(xiàn)方案設(shè)計原理圖4 實現(xiàn)方案的原理圖本欲將方案一作為實現(xiàn)方案，但由于所發(fā)實驗器材與設(shè)計方案中的不盡相同，故將方案一做了些許調(diào)整（主要是電阻方面的調(diào)整），最終構(gòu)成實現(xiàn)方案如圖4所示。在按鈕開關(guān)未按下的情況下，d1沒有導通，d2反向截止，又因為r3接地，所以555的4號端口一直處于低電平。而555的4號端口是復位端，當輸入為低電平時，會使555輸出復位，即3號端口輸出為低

12、電平，揚聲器不工作。當按鈕開關(guān)被按下時，d1正向?qū)ǎㄟ^r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時555的4號端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個多諧振蕩器，使驅(qū)動揚聲器發(fā)出“?！钡穆曇?。松開按鈕開關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開始放電，r1,r2,c2和555構(gòu)成一個多諧振蕩器，使揚聲器發(fā)出“咚”的聲音。3.2元器件參數(shù)表5實現(xiàn)方案元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)33k5k10k10k元器件c1c2c3c4參數(shù)(單位 法拉)47u0.1u0.01u100u3.3相關(guān)數(shù)據(jù)計算“叮”的頻率： (10)“咚”的頻率： (11) “咚”聲持續(xù)的時間： (12

13、)3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時間調(diào)節(jié)分析“?！钡念l率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變??；減小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”的頻率:減小r1,r2，頻率變大，反之則變?。簻p小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”聲持續(xù)的時間：減小c1,r3，持續(xù)時間變短，反之則變長。3.5實物圖 根據(jù)原理圖，將準備好的器件組裝成型，如圖5所示：圖5 實現(xiàn)方案的實物圖4 調(diào)試過程及結(jié)論在這一次的實訓中，由于所發(fā)的器材與所設(shè)計的方案有所區(qū)別，所以我們先將原先的方案進行了些許調(diào)整（主要是電阻方面的調(diào)整），最終構(gòu)成實現(xiàn)方案。但調(diào)整過后的實現(xiàn)方案在proteus中仿真出現(xiàn)了一些小錯誤，用所擁有的器材怎么也無法在prot

14、eus中設(shè)計出一個能仿真成功的方案。但仔細檢查所設(shè)計的方案后，卻并沒有發(fā)現(xiàn)有什么錯誤，理論上完全可行，最終我們不管proteus的問題，將實物直接按照所設(shè)計的電路圖鏈接好。事實證明所設(shè)計的方案是正確的，鏈接好的電路確實正確的運行了。在去給老師檢驗之后，老師提出了“叮”聲頻率較低，需要進行調(diào)整，于是我們將r2由原來的10千歐替換成了5千歐，將r4由原來的20千歐替換成了10千歐，以此達到了目的。在調(diào)試過程中，我們將理論進行了實際檢驗，用實際現(xiàn)象驗證了理論的正確性，排除proteus軟件自身的錯誤，本次實驗是圓滿成功的。5 心得體會本次電子綜合實訓的實訓內(nèi)容為叮咚門鈴電路的設(shè)計，這是一個對ne55

15、5時基集成芯片的應用實驗，大致原理就是讓555芯片構(gòu)成的多諧振蕩電路提供不同頻率的交流電壓供揚聲器工作，并用電容控制555芯片的置位端，使其在電源提供的高電平取消后能通過電容放電繼續(xù)短時間工作。總的來說，本次實驗的內(nèi)容并不復雜，在試驗過程中所碰到的阻礙主要是：在理論正確的情況下，proteus仿真卻是失敗的，仿真出現(xiàn)的具體的錯誤是在門鈴開關(guān)沒有閉合的情況下?lián)P聲器還是處于工作狀態(tài)，然而在實際操作中卻沒有這樣的的現(xiàn)象。這很讓人費解，可能是軟件本身的問題吧。在實驗的過程中我充分認識到了實踐與理論的差別，從書本上學到的知識如果不加以實踐總會有一些差漏，將所學的知識學以致用才能使我們得到提升。經(jīng)過這次的

16、實驗，我發(fā)現(xiàn)我相對于上學期第一次參加電子電工實訓的我，有了很大的進步?；叵肷蠈W期，我第一次參加電子電工實訓，什么都不太了解，像一只無頭的蒼蠅，很是迷茫，做完一件事之后就不知道下一件事該做什么，而這一次的實驗，我有了較為詳細的規(guī)劃，實驗過程也是有序的進行完畢了，這就是經(jīng)驗的差距?？偟膩碚f這次的電子綜合實訓讓我收獲頗多，希望學校多多開設(shè)這樣的實踐課程讓我們將課本上所學的知識學以致用，加深我們的理解。實踐才是檢驗真理的唯一標準。6 參考文獻1 王公望.現(xiàn)代電子電路應用基礎(chǔ).西安電子科技大學出版社,20052 張健.數(shù)字電路邏輯設(shè)計.科學出版社,20063 高廣任.現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計解題及教學參考.清華大學出版社,2005 4 謝自美.電子線路設(shè)計實驗測試（第三版）.華中科技大學出版設(shè),20065 伍時和,吳友宇.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:清華大學出版社,20096