1、电子工程学院课外学分设计报告题目： 叮咚门铃设计班 级： B1032 姓 名： 方志威 学 号： 30 专 业： 电气自动化 实 验 室： 开放实验室 设计时间： 2011 年 10 月 27 日 2011 年 12 月 16 日评定成绩： 审阅教师： 陈朝峰 目 录1综合设计 任务.32方案 设计与论证.43硬软件 设计.64安装 与 调试.85性能测试 与 分析.96总 结.107参考 文献.101.综合设计任务1.1 背景 随着经济水平的发展，人们越来越重视生活质量的提高。假如你在自家客厅或其他离门比较远的地方。有客人来，并敲了门，你可能无法听到。导致客人认为你不在家。这给我们带来了许多
2、不便与麻烦。因此我设计一个叮咚门铃很在我生活的世界有很多贫困的人，不止我一个，在我身边有一对姐妹她们学习非常好，在高考时都达到了 610 分，但是你们永远也想不到她们生活的环境是怎样的，她们为了能减轻家里的负担，上了能让她们免费读书的高中，放弃了已经考上的重点高中，努力学习，即便那是一个环境不好的高中，但是，是她们的自制力使他们成功，在高考过后她们成功了，考出了 610 分的优秀成绩，但是，她们还是选了个能为家里减轻负担的大学，走向了偏远的内蒙古，努力奋斗着，每年都会接受国家的补助，勤工俭学为自己的妈妈减轻负担，她们姐妹一家一直是依靠妈妈捡垃圾为生，最大的依靠就是国家最低保障和助学金，但是她们
3、努力，她们坚强，在大学四年里，她们努力进学生会，姐姐最终当上了学生会会长，如今结婚了带着自己的妈妈过上了幸福稳定的生活。这是我的榜样，我的标榜，我要向她学习。努力的朝着她们的方向努力。我没有什么伟大的梦想，我想我未来的生活可以平平淡淡，因为我觉得只有平淡才是幸福，我身边所有的亲人都身体健康快快乐乐，我的努力可以使他们过上这样的生活，那边足矣。今天我要依靠助学金才能减轻家里的负担，但是我相信没有多久我会用我自己的双手让家人过上幸福的生活。在我身边还有着这样在贫困中发扬精神的人，她是我的同班同学，她的家中并不是只有她一个人还有她的弟弟，她们是龙凤胎，但是家中就只有他们的父亲在供他们上学，仅有父亲一
4、个，他们的父亲又要做父亲又要做母亲，不易显而易见。在高中时期，国家的助学金每次都有他们，我们都心甘情愿将助学金给他们，缓解他们家里的苦难。她们也是很争气，都考上了理想的大学，但这只是起点，他们和我一样也要继续努力继续奋斗，真正艰苦的日子才刚刚开始。现在我们依旧是依靠着助学金，但是国家的恩惠我们永远也不会忘记。雷锋同志曾写到:我活着只有一个目的,就是做一个对人民有用的人,去报效祖国。作为一个倍受祖国培养、学校教育、老师关心、父母关爱的新世纪青年，我更有责任去回报祖国、母校和亲人。等以后我参加工作后，也许我不是最好的，但我认为只要能为国家、为社会的利益忘我地工作着，毫不保留的奉献着自己的专业知识，
5、这也是一种回报，一种价值的体现!就像艾青的光的赞歌中写到的：“即使我们只是一支蜡烛，也应蜡炬成灰泪始干;即使我们只是一根火柴，也要在关键时刻有一次闪耀;即使我们死后尸骨都腐烂了，也要变成磷火在荒野中燃烧。”祖国在我最困难的时候帮助了我，让我有了今天，我甘愿做一根火柴、一支蜡烛，去为祖国贡献光和热，这就是我的理想与承诺，我相信，凭借我的努力它一定会实现的，我的未来人生的道路坎坷不平，我已走过了泥泞的一段。我将永远不会忘记，在我最困难的时候国家的助学金拉了我一把，助我成长，是它伴着我一路走来，我永远保存这份感激，并要将这份感激传递，用真心去帮助别人，我想这才是对社会、对国家，最好的回报。有必要。它
6、能让你清楚的知道是否有人在门外。从而替代敲门带来的不便。设计这个电路的时候，我根据从稳定性、可靠性、实用性、经济性选择电子线路和电子器件，找到适合的功能电路。从稳定性，节能型，安全性等多方面进行设计，通过多种途径设计出电路图，采用尽量简单的原理，与器件进行焊接，最终得到预期目的，并且具有较高的实用性。1.2 目的1、掌握叮咚电子门铃的电路组成、工作原理。2、了解并掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。3、学习 protel 绘图软件设计一个叮咚门铃电路。4、在设计电路的过程中熟练地掌握各个元器件的用途。5、了解电路板的制作流程。6、掌握电路板的焊接方法与技巧。1.3 实验要求电子门铃
7、是音乐集成电路的最基本、最简单的应用。实训要求在按下门铃开关按钮后，门铃会产生较高频率的“叮”声，当松开按钮后，则会发出较低频率的“咚”声。2. 方案设计与论证此 设 计 是 为 了 门 铃 发 出 “叮 咚 ”声 响 ， 按下按钮 AN（装在门上），振荡器振荡，振荡频率约 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
8、长短可通过改变 C1 的数值来改变。本次设计要求完成门铃设计，要发出叮、咚的声音，即产生两种不同频率的声音。要改变声音的频率，就是改变电路中电容充放电的时间，即通过开关的闭合与打开接入不同的电阻来改变周期，从而实现频率的改变。本次设计的关键可以分为两个模块：1）设计控制模块根据设计题目要求，要实现简易电子的设计就要选择 555 定时器构成多谐振荡电路。2）设计蜂鸣器模块通过喇叭发出两个不同频率的声音:发出“叮”的振荡频率设定为700Hz，发出：“咚”的振荡频率设定在 500Hz2.1 结 构 框 图 及 说 明所 设 计 的 电 路 分 为 几 个 模 块 ， 模 块 如 图 3-1。1 二
9、极 管 D1 通 过 电 源 给 C1 充 电2 555 定 时 器 将 电 信 号 通 过 震 荡 转 换 为 频 率 信 号 。 图 3-1 叮咚门铃方框图2.2 系统原理图及工作原理下图 3-2 是一种能发出“叮、咚”声的门铃的电路原理图。开光闭合 555 定时器开关断开电信号扬声器频率信号D1 给 C1 充电C1 放电它的核心器件是 555 接成的多谐振荡器、放大器（三极管）、蜂鸣器。当闭合开关后，R3 和 R4 接入电路，振荡器开始振荡，振荡频率约 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。
10、但由于开关的断开，电阻 R2 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。实验验证1.当开关闭合时 R2 和 R3 接入电路，振荡周期为 T=（R2+2R3）Cln2,频率约为 700 赫兹；2.当开关打开时 R1、R2、R3 接入电路，振荡周期为 T=(R1+R2+2R3)Cln2,频率约为 500 赫兹。（C=50nF）3. 硬软件设计3.1 腐蚀电路板1、一般情况下，腐蚀电路板是用三氯化铁。因为电路板的表面有一层铜，通过三氯化铁的腐蚀，会使未被炭粉覆盖
11、的铜本反应掉，保留被炭粉覆盖的区域，这样就形成了连通的电路。铁的化学性质有三价和二价，其实三价的铁有强氧化性，三氯化铁是一种强氧化剂，可以与铜起反应，别的东西很难与铜反应，按化学稳定性来说也可以用硝酸银等与之反应，但是代价太高了，而且反应后置换出的银等会留在电路板，只有三氯化铁最合适。2、但是，三氯化铁的腐蚀速度有些慢，一般需要 5 以还可以用盐酸+双氧水+ 水来腐蚀，腐蚀速度会比三氯化铁快上许多。7 天完成，所3.2 加工电路板1、取出腐蚀好的印制电路板，用清水清洗干净，并把水渍擦干。2、打孔：用专用的打孔工具，对腐蚀好的电路板进行打孔。3、打孔完成后，用磨砂纸将印制电路板表面上的炭粉擦净，
12、则印制电路板的加工完成。3.3Proteus 的仿真实验1）Proteus 软件介绍1、Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于 Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE) 各种仿真器件和集成电路。有如下特点：2、实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。3、支持主流单片机系统的仿真。4、提供软件调试功能。5、具有强大的原理图绘制功能。6、.PCB 设计以及自动布线。2）Proteus 的仿真1、打开 Proteus 的集成环境，新建，根据组件明细表中的组件，在keywords 中输入所找的组件名单，然后点击右下角的
13、OK，组件被添加了。2、依次放好组件，使组件摆放美观。3、连接电路，在需要连接的组件接线处，点击左键，移动鼠标，可看到导线的出现，再在导线的另一端在另一个组件的端点处点击，从而连接了电路。如下图：，4.安装与调试1.先将所有器件在面包板进行连接，待电路在面包板能正常工作时，再在电路板进行焊接，以防出现差错。2焊接电路，用示波器分别测试输出频率，并调节电位器使其达到要求值。3.单独检测音频功率放大器。输入音频信号，测试各器件是否正常工作，并调节。4.根据输出波形调节电位器。5.故障诊断及排出：(1)喇叭声音过小：通过调节功放电路的电位器，增大信号输入电压从而解决音量过小的问题。(2)电路时而能正
14、常工作，时而不能正常工作：检测各焊点(3)门铃电路焊好后不发声，通过不断调节 510K 的电位器以改变振荡频率，当调节到适当的频率时能发声。5性能测试与分析焊接完电路板后，要对所焊电路的性能进行测试和分析。当开关按下时如果没有声音，则首先检查电源是否接触良好，如果电源接触良好，则检查各焊点是否有漏焊或虚焊，如果都没问题，则检查各元件是否安装正确，直到电路能发出声音为止。如果开关断开时电路一直响，则可能是某部分短路，须仔细检查，直到检查出毛病，电路能发出叮咚两种声音为止。6总结通过这次电子实习，我不仅得到了知识的巩固，而且使我的动手能力得到加强。我相信在以后的学习和工作中，做的更加美满。这次电子
15、技术课程设计完成的比较成功,从电路图的设计到原理的分析还有电路的安装与调试,自己还是一步步走过来了,最后,电路确实发出了叮咚声,各项参数也符合标准,不过,其间遇到的困难和问题真的很多.这也让我看到了自己对所学知识掌握得很不扎实.基础知识没有搞懂弄通,单单是原理图的分析,自己就花了近两天的时间,开始总是看不懂电路图,课本,资料书看了三,四本还是糊糊涂涂的,这让我感到课程设计是多么的难,也产生过想要放弃的念头,但想到别人能做好的自己为什么几不能做好,可见工夫还没用到,后来自己静下心认真看了不少讲解结合的例题.终于把555 定时器组成的多谐振荡器的工作原理弄懂了,其实,这些知识老师上课都讲过了,自己学的却不扎实,这也给自己敲了个警钟,或许自己在学习上还有更多的不足,自己真的应该对所学知识进行查漏补缺了.其次就是电路的安装,只是简简单单的 5 个元件自己却焊了两个小时,结果还有个脚码弄错了,费了好大一番工夫才修改过来,这不得不说自己的动手能力太差,应多加练习,在实践中,我先在脑海里构思了几个方案。要想让扬声器发出叮咚声,必须让电路产生一个连续的且频率不等的信号。产生此种信号,可以用多种方法来实现。一种是用模拟电子中的集成运算放大器,还有就是用数字电子中的 555 定时器或者 TTL 集成门电路组成多谐振
