xx科技學院
《數字電子技術》課程設計
題目數字門鈴製作
學生姓名王志超
專業班級電動3班
學號***
院 （系） 電氣工程學院
指導教師李月英
完成時間 2023年4月13日
目錄1 引言 1
2 課程設計的任務與要求 2
2.1 設計任務 2
2.2 設計要求 2
3 設計方案與論證 3
3.1 變音門鈴的方案與論證 3
3.2 變音門鈴的原理方框圖 6
4 設計原理與功能說明 6
4.1 變音門鈴器件的介紹與選用 6
4.2 總體設計電路圖 10
5 555數字門鈴的製作與** 11
5.1 製作的細節與操作 11
5.2 變音門鈴的** 11
6 總結 12
參考文獻 13
附錄一：總體電路原理圖 14
附錄二：元器件清單 15
附錄三：產品實物圖 16
1 引言
「門鈴」的作用顧名思義就是提醒主人開門。「門鈴」這玩意在中國古代較少聽說，有錢的大戶人家是在大門上裝有裝飾性的門環，叫門的人可用門環拍擊環下的門釘發出較大的響聲，有現代「門鈴」的作用。「門鈴」在外國電影的古代片中常有出現，也多是有錢的人戶在門前吊著乙隻碩大的青銅手柄。
馬車伕將客人送到門前的時候，會順便拉拉它牽動裡面的鈴當以示來人。 在近代「門鈴」不再是有錢人家的專項，「門鈴」已在平民百姓人家廣泛普遍應用。各式各樣的「門鈴」比比皆是，「門鈴」的作用也不僅僅是侷限敲門。
隨著人們生活質量的提高，原始的門鈴遠遠不能滿足現代生活的需要，人們需要更人性化、個性化、趣味化、智慧型化的居家門禁系統，可以使人們在外出時不會錯過一些來訪客人的重要資訊，正是基於這種思想，在總結單純的「叮咚」門鈴和語音門鈴的基礎上設計了將兩者結合起來，真正實現在較高的價效比基礎上實現了系統的人性化，智慧型化。
隨著電子技術的飛速發展，80年代出現了電子積體電路。這是一種封裝在小型印刷電路板上的大規模積體電路。當觸發輸入的乙個觸發訊號，它就會按內部儲存好的程式，發出一曲優美動聽的**。
近年來，又出現了記憶體語言程式或聲響程式的積體電路，觸發後，會發出「謝謝光臨」、「請注意倒車」、「抓小偷」等語言聲或模擬動物叫聲、叮咯聲、警笛聲等聲響。這種積體電路已被廣泛應用於電子玩具、門鈴、鐘錶或報警裝置上。
2 課程設計的任務與要求
2.1 設計任務
利用ne555晶元製作乙個夜間變音數字門鈴，當按下開關的時候，揚聲器能發出聲音並且led燈亮起來，從而提醒人們，知道外面有人來。能夠自主的熟悉自己課題的設計與製作，並且在設計中將理論與實際聯絡起來，設計出最符合課程設計要求的方案，按方案設計出555數字門鈴。
學會分析問題和解決問題，一定要做到理論與實際相結合，逐步培養自己對專業的興趣。
對電子焊接有個較為深入的了解，並動手進行實踐操作。
注意在進行焊接操作時注意的一些事項，避免操作不當出現一些事故。實踐產品完成之前一定要進行除錯，防止電路器件之間的短路，造成器件的毀壞。
2.1 設計要求
實驗前，要用萬用表測量每個元器件是否是好的。切忌不要上來就把元器件隨便的焊接到電路板上，當閉合開關時發現門鈴不響。到時候就不好搞了。
一定要做到心中有數。一定要爭取一次性成功。
在進行將器件放到電路板上時，使器件盡可能離得近一些，使整個產品看起來小巧。
電子焊接非常關鍵，焊接的好壞直截關係到設計的成敗，所以對設計的焊接這一塊要求非常的高。焊接前要保證每個元器件與電板垂直，焊接速度要快，這樣才能保證呈現錐體形狀，尤其是是焊定時器引角處，如果停留時間過長，速度慢就會造成引角處錫比較多，這樣容易發生短路。一定要按電路圖一步一步往下做，電路圖看著簡單，連線到實際電路上就不是那一回事心一定要細，電路的導線竟可能的短，能省就省，導線過多過長，電路看上去就像蜘蛛網一樣，不美觀不講，還會浪費材料，增大電路的功率損耗，還容易產生失真。
盡量使電路連線的導線盡可能簡單，看起來不那麼亂，應該有條理。
3 設計方案與論證
3.1 變音門鈴的方案與論證
方案一：開關s是乙個開關，在平常沒有按下的時候c3無法接通不進行充電，因而c3處的電壓為0,4埠一直處於低電平，導致3埠輸出一直為零，揚聲器無法工作，而c1通過r2、r3進行充電，充滿電後，其電壓約為電源電壓。
當閉合s時，vcc的電流通過二極體d1對c3進行充電，其兩端電壓公升高，4埠的電壓也開始逐步公升高，當c3端電壓上公升為高電平時，即4埠輸入的是高電平，555定時器啟動，所以d2、r3和c1組成的的多諧振盪器開始工作，輸出頻率f1。
當斷開開關s時，r1和c3組成迴路，c3開始放電，同時r2、r3和c1組成多諧振盪器開始工作，輸出頻率為f2，當c3放電完畢的時候，4埠又恢復低電平，555定時器停止工作。
輸出端接揚聲器，輸出端有電流時就會使揚聲器發音，輸出端頻率不同時，發出的聲音就不同。
圖3-1 方案一原理圖
方案二：該電子門鈴電路由電源電路、觸發控制電路、音訊振盪器輸出電路組成，電源電路由電源變壓器t、整流二極體vdl-vd4和濾波電容器cl組成。觸發控制電路由門鈴按鈕s、二極體vd5、電容器c2和電阻器rl、r2組成。
音訊振盪器a由四與非門積體電路ic(dl-d4)內部的dl、d2和電阻器r3、電容器c3組成。音訊振盪器b由ic內部的d3、d4和電位器rp、電容器c4組成。音訊輸出電路由電阻器r4、r5、二極體vd6、vd7、電晶體v和揚聲器bl組成。
交流220v電壓經t降壓、vdl-vd4整流，ic濾波後，為整機提供9v工作電壓。平時，兩個音訊振盪器均不工作，揚聲器bl不發聲。當客人按下門鈴按鈕s時，c2快速放電，兩個音訊振盪器同時工作，產生的音訊訊號經vd6、vd7混合後通過v放大，驅動bl發出"叮"聲。
當客人鬆開s時，c2快速充電，音訊振盪器a停止工作，音訊振盪器b產生的音訊訊號經v放大後，推動bl發出"咚"聲。調整r3和rp的阻值，可改變 "叮咯"聲的音調。如下圖所示：
圖3-2 方案二原理圖
方案三：是由555整合晶元組成多諧振盪器，然後根據以下電路圖完成課程設計要求。電路圖如下：
圖3-3 電路原理圖
根據以上三種方案，我們最後選用方案三，方案三在成本上比較低廉，而且質量效能上也比較好。更利於課題的成功，對實驗造成的不利因素相對之下比較少。
3.2 變音門鈴的原理方框圖
該電路包含五個部分，電源部分、波形產生電路、濾波電路、放大電路和揚聲器。該電路通過555整合晶元和一些外部電路組成而成，通過電路中的一些器件達到要求，當按下開關時能發出響聲，以此來提醒人們有客人到來。
圖3-4 電路原理方框圖
4 設計原理與功能說明
4.1 電路中器件的介紹與選用
揚聲器是本電路中重要的元器件之一。它是一種能將電訊號轉換為聲音或將聲音轉換為電訊號的換能器件，這種器件能完成電能和聲能的相互轉換。
（1）揚聲器的種類
揚聲器種類繁多，但最常用的是動圈式揚聲器（又稱電動式）。 動圈聲器又分為內磁式和外磁式，因為外磁式便宜，所有本款報警器選用外磁式的揚聲器。其組成有：
紙盆、折環、音圈、盆架、防塵罩、音調、磁鐵、導磁夾板、場心柱等。
（2）揚聲器功率 、阻抗的選擇
揚聲器在電路圖中的符號很形象。揚聲器上一般都標有標稱功率稱阻抗值。一般認為式揚揚聲器的口徑大，標稱功率也大。
在使用時，輸入功率最好不要超過標稱功率太多，以防損壞。萬用表電阻檔測試揚聲器，若有咯咯聲發出說明基本上能用。測出的電阻值是直流電阻值，比標稱阻抗值要小，是正常現象。
圖4-1 揚聲器及符號
揚聲器的工作原理：揚聲器的能量轉換層次多、反饋多。通常遇到的器件能量轉換只是一種一次。
電動機是將電能轉換為機械能。發電機是將機械能轉換為電能。電燈是將電能轉換為光能。
電池是將化學能轉換為電能。這裡發生的只是一種能量向另一種能量的轉換。而揚聲器有所不同，它是將電能轉換為機械能，再將機械能轉換成電能，這是在諸種換能器中不常見的。
它的層次多、反饋多自然帶來系統的複雜性和多樣性。在乙個揚聲器系統中同時存在電學部分、聲學部分、能和力學部分（機械振動部分）。
（3）揚聲器工作狀態不僅不是靜止的，而且是振動的，這種振動又是在三維空間。這個三維空間的振動系統，具有多個邊界條件，因此它的振動分析極為複雜，一般的數學工具已不夠用。荷蘭學者frankort等匯出錐體微分方程，是具有14個變數的聯立一階微分方程，而且揚聲器的振動還與頻率和時間有關，實際上它處於多維空間之中
（4）ne555的介紹：555定時器是一種將模擬功能和邏輯功能結合在同一塊晶元上的積體電路，8腳封裝。最初由美國signetics公司在1972推出投放市場,很快得到廣泛應用，也因為應用廣泛，許多其它公司也推出了功能一樣的類似型號。
此晶元內使用了3個精度較高的5k分壓電阻，型號由此而得名。ne555是雙極性器件的積體電路，內含2個555電路的型號為ne556，為14腳。另有cmos工藝的7555和7556。
ne555電壓使用範圍為4.5v - 18v。ne555則為3v - 15v。
ne555的特點有：只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振盪延時作用。其延時範圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久；它的操作電源範圍極大，可與ttl，cmos等邏輯門配合，也就是它的輸出準位及輸入觸發準位，均能與這些邏輯系列的高、低態組合;其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載；它的計時精確度高、溫度穩定度佳，且**便宜。
圖4-2 ne555的管腳分布圖及工作表
4.2 總體設計電路圖
圖4-3 電路總體原理圖
上圖是一種能發出「叮、咚」聲的門鈴的電原理圖。它是利用一塊時基電路整合塊和外圍元件組成的。它的音質優美逼真，裝調簡單容易、成本較低，一節6v迭層電池可用三個月以上，耗電量較低。
圖中的ic便是時基電路整合塊555，它構成無穩態多諧振盪器。按下按鈕k（裝在門上），振盪器振盪，振盪頻率約500hz，揚聲器發出「叮」的聲音。與此同時，電源通過二極體d1給c1充電。
放開按鈕時，c1便通過電阻r1放電，維持振盪。但由於k的斷開，電阻r2被串入電路，使振盪頻率有所改變，大約為500hz左右，揚聲器發出「咚」的聲音。直到c1上電壓放到不能維持555振盪為止。
「咚」聲的餘音的長短可通過改變c1的數值來改變。 不用電池的雙音門鈴隨著**機的普及率越來越高，擁有住宅**的家庭也越來越多，但大多數住宅**使用率很低，利用**入戶饋線提供的48v（60v）直流饋電作電子門鈴的工作能源是經濟實用的。
000電子門鈴製作說課稿
說課人 黃志杰 各位領導 各位老師 今天我說課的內容是製作電子門鈴。我將從以下幾個方面說說我的設計和設想。1 教材內容 本教材是中等職業學校學生專用教材，是以學生實踐操作為主的實訓技能課。2 教材分析 本課通過製作電子門鈴，讓學生了解電子技術的基本常識，知道一些簡單電子產品的基本組成元件，了解簡單的...
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