数电课设朱鹏Word格式文档下载.docx
- 文档编号:7793961
- 上传时间:2023-05-09
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:636.23KB
数电课设朱鹏Word格式文档下载.docx
《数电课设朱鹏Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数电课设朱鹏Word格式文档下载.docx(9页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
元器件清单⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11
参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12
1课程设计的目的
学习了数电知识后,了解了555的用处,觉得它有很多用处,以此原理设计一个门铃报警器,当门被打开时就会发出报警声,还有灯光报警,通过按其门铃会发出叮咚声。
第二个功能可以模仿救护车报警器的声音,而且还额外家里两个LED灯模仿救护车的警灯,在发声的同时出现闪动,所以我用了一个红灯和一个绿灯。
2课程设计的任务与要求
2.1任务:
设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。
而且灯也要会根据叮咚声产生闪动。
2.2要求:
设计一个“叮咚”门铃电路,设置一个按钮,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~20000Hz,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。
第二个功能可以模仿救护车报警器的声音,而且还额外家里两个LED灯模仿救护车的警灯,在发声的同时出现闪动,所以我用了一个红灯和一个绿灯。
电路最好具有低功耗。
实现叮咚门铃的功能,使所连接得电路能发出叮咚的声音。
3方案设计与论证
“门铃”的作用顾名思义就是提醒主人开门,也可以做为一个防止小偷的报警器,当门被打开,就会发出声音报警。
设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。
它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。
它的音质优美逼真,装调简单容易、成本较低,一节6V迭层电池可用三个月以上,耗电量较低。
NE555集成电路与外围元件构成一个音频振荡器电路,其振荡频率由R2、R3、R4和C2的数值决定。
该电路与其他555系列在使用上的不同是,NE555的4脚没有直接接到电源正极上面去。
而是接到了一个由二极管D1、D2、按钮开关AN构成的开关电路和一个由R1、C1构成的定时器电路上。
使得NE555的4脚的电位受到R1、C1上面电位的影响。
这是该电路设计的独到之处,是电路实现“叮咚”门铃声效的关键。
叮咚门铃属于音乐集成电路,它们是大规模CMOS集成电路的一种,应用非常广泛。
CMOS是这种集成电路英文名称的缩写,翻译成中文就是“互补对称金属氧化物半导体集成电路”。
4设计原理及功能说明
4.1工作原理
当按下开关时,555定时器4引脚于高电平,元件工作,电容C1充电,且2、6引脚达到高电平,此时输出端3为低电平,扬声器发出响声;
松开开关后,电容C1放电,在2、6引脚大于1/3VCC前,3端为低电平,扬声器工作;
当放电使2、6端电平小于1/3VCC,3端为高电平,扬声器不工作。
电容C2与滑动变阻器一起控制引脚4的状态,使置零输入端呈不同的临界电压,从而控制扬声器响音时间的长短。
当电路转换时,2、6端电压不同,使得输出端3低电平电压也不同,从而实现扬声器的叮咚的声音。
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压,当5脚悬空时,则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3,C2的反相输入端的电压为VCC若触发输入端TR的电压小于VCC/3,则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1,使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则C1的输出为0,C2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为0电平。
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。
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。
3脚:
输出端Vo
2脚:
低触发端
6脚:
TH高触发端
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。
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。
SA是门上的按钮开关,在平日没有按下的时候,C1无法接通不进行充电,因而C1处的电压为0,NE555的4端口(复位端)一直处于低电平,导致3端口输出一直为0,扬声器无法工作。
而C2通过R2、R3、R4进行充电,充满电后,其电压约为电源电压。
当按下SA时,当VCC的电流流过二极管对C1经行充电,其两端电压升高,4端口的电压也开始逐渐升高。
同时C2开始对
端口7进行放电,电容的电压下降,当其由VCC下降到2/3的VCC时,放电管导通,3端口输出为低电平,但当下降到1/3VCC时,放电管截止,C2则开始充电,3端口理应输出高电平,但是由于控制4端口的电容C1的电压还没有充好点,4端口仍旧输出0使输出端口3强制输出0,扬声器不工作。
当C1充好电之后,4端口为高电平,然后输出端3即可输出1,这时扬声器可以工作,发出“叮”的响声(其频率值在后面给出)(C2的充放电过程不断的重复进行)。
当松开SA时,VCC则不能通过二极管对C2充放电,只能通过R2、R3、R4充放电,由于电阻值的改变,使其频率发生改变,电阻变大,频率变低,发出“咚”的声响。
与此同时,C1开始放电,当使其的电压不断下降,最终4端口输入为低电平,强制将其复
位,扬声器不再工作。
4.2
原理图
4.3功能说明
555定时器既有模拟功能,又有逻辑功能,可以说它是模拟电路和数字电路结合的典范。
就整体而言,它的功能主要有以下三点:
(1)早期的电路内部有3个5K?
电阻的电阻分压器,可以产生精
确的时间延迟和振荡;
(2)电源电压范围宽(双极型:
5~16V,CMO:
S3~18V),可以提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平;
(3)可输出一定的功率,输出端电流可以达到200mA,可驱动微电机、指示灯、扬声器等。
5原理仿真
运用protues软件仿真本实验的原理图,确保准确无误再开始焊
接所要的器件
6硬件的制作与调试
6.1焊接注意事项
在连接过程中,有许多要注意的地方,具体事项如下:
(1)元器件的装插接应遵循先小后大,先轻后重,先低后高,先
里后外的原则,这样有利于装配顺利进行
(2)在链接时,首先要弄清楚555定时器引脚的排列顺序,并与线路板上的连接引脚对准,核对无误后进行连接,然后再重复检查。
(3)连接二极管时要注意二极管的正负极。
(4)元件的腿尽量要直,而且不要伸出太长,避免繁杂乱序。
6.2整机调试
在连接完电路后,我就检查看电路的连接是否有虚连等情况,并用万用表检查,线路的连接是否有短路,断路等情况出现,通过一番检查后,没有发现导线的短路,断路情况,确认检查无误后,用干电池进行调试,装上两节五号电池,按下开关,正常时能听到叮咚声,若发现不响,应仔细检查扬声器线是否连接牢固,各引脚是否有虚连等。
若以上几项都正常,有声音,但是很短,反复调试直到感觉听着叮咚声响舒服为止,按下按钮AN后,蜂鸣器发出了叮咚声音后还持续了一段时间的鸣叫,虽然这声音与理论的声音有一点点偏差,但总的来说,这次连接的电路是成功的,这次连接电路也是非常顺利的。
7心得体会
通过对555电子门铃论文的设计,从中真正学到了很多东西,从原理图的设计到测量印制电路板元器件的绘制在到最后的布线以及整个板的焊接都是一丝不苟完成的。
在这期间,不仅掌握了555定时器
的原理和其他元器件如各种电容、电阻、二极管、扬声器及按键开关这些元器件的原理及应用,了解了设计门铃的基本知识,还通过具体的电路图,掌握了简单电路元器件装配,对故障的诊断和排除。
在整个过程中也遇到了不少的困难,开始由于元器件原理图绘制的有误便导致原理图绘制出现了麻烦,比如在绘制PCB板加载网络表时就出现了相当多的错误,但在请教了老师和同学之后还是努力的将PCB板绘制了出来。
印制电路板元器件的绘制是相当复杂的,大到各个元件,小到各个尺寸,都容不得半点马虎。
然而当各个环节都做好之后,加载网络表却出现了相当多的错误,这些都耗费了大量的精力。
最后当看到屏幕上显示所有网络都生成正确时,才算轻松了一些。
最后的就是元器件的摆放与布线了,虽然工作也是异常复杂,但完成的还算顺利。
在电子电路设计过程中,不仅培养我们的实践能力和创新精神,加强了动手能力,对问题的分析能力,以及发现并解决问题的能力。
还有心态也是个很重要的问题,有好的心态就会努力,做事也会事半功倍。
还要有扎实的理论知识,在操作时知道自己的目的,使学到的理论知识得到验证。
而且在练习焊接时,刚开始总是焊接不好,要么是焊接不实,要么是两个点之间的焊锡都熔的连接到一起了,我不断从同学那里学习,并向他们请教,焊接技术才有所进步,最后焊接出来的东西才相对而言看着比较美观了。
从中不仅体会到了实践的重要性,还体会到了要不断动手,不断向他人学习,这样才能不断提高自己,一次不成功,多多练习几遍,坚持就会胜利。
通过这次的学习,发现了自己的很多不足,自己知识的很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力还急需提高。
这次,我设计的是电子门铃,电子门铃是我们日常生活中最常见的电路,但是讲其实际化对于我这种初等的设计者还是有一定的难度的。
看到这个题目,我首先就开始收集大量的资料,包括555芯片的原理,各种多谐振荡器,以及人的听力范围等等与课程设计相关的各类知识,收集完资料后,就着手开始设计。
通过这次设计,使我深深的知道,任何环节都不能马虎,任何一点小小的差错都可能造成最终的失败。
附录一:
元器件清单列表
元器件
单位
数量
元件规格、型号
555定时器
个
1
NE555
电阻
5
一个33ΚΩ、两个22ΚΩ,一个47K,一个330
电解电容
2
47uF
万能板
块
喇叭
或蜂鸣器
瓷片电容
0.05uF
其他
导线若干,焊锡丝若干,松香
附录二:
实物图
参考文献:
1)《电子技术基础》.康华光主编
2)《模拟电子技术基础》艾永乐付子义主编
3)《微机原理与单片机借口技术》余发山王福忠杨凌霄王莉主编
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数电课设朱鹏