1、信息职业技术学院毕业设计说明书设计题目客厅迎客音乐电路设计专业应用电子技术班级学号姓名指导教师二00九年月日信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学生姓名学号班级专业应用电子技术设计（论文）题目客厅迎客音乐电路设计指导教师姓名职称工作单位及所从事专业联系方式备注讲师设计（论文）内容注意选题要结合实际。设计（论文）内容要详细写明具体步骤；学生在该设计中具体完成的工作（结果）1电源电路设计；2人体接近感知电路设计；3音乐驱动电路设计。设计内容进度安排要有较为详细的时间安排（时间具体到周）；第35周资料收集；第67周论文初稿；第811周电路设计、仿真或实物；第1214周论文定稿；第1516周论文答辩
2、。主要参考文献、资料1模拟电子技术基础华成英，童诗白主编高等教育出版社2电子线路与电子技术张洪润主编清华大学出版社3实用声光及无线电遥控电路赵健主编中国电力出版社4传感器与检测技术周乐挺主编高等教育出版社5模拟电子线路一郑应光主编东南大学出版社6模拟电子线路二郑应光主编东南大学出版社审批意见教研室负责人年月日备注任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份四川信息职业技术学院毕业设计说明书第I页目录摘要1第1章绪论211客厅迎客音乐电路的概述212设计目的及意义213设计内容及解决主要问题2第2章系统方案321电源电路方案322人体感知电路方案323音乐控制电路方案424音乐电路
3、方案5第3章单元电路的设计631电源电路的设计632人体感知电路的设计633音乐触发控制电路的设计734音乐电路的设计735客厅迎客音乐电路的工作过程8第4章元器件的安装及调试941元器件的安装942客厅迎客音乐电路的调试9结论11致谢12参考文献13附录1整机电路图14附录2元器件明细表15四川信息职业技术学院毕业设计说明书第1页摘要设计了一种客厅迎客音乐电路，它耗能少、效率高。主要是采用TCRT5000芯片组成的感应电路和TSO88BD音乐集成电路组成。本客厅迎客音乐电路的设计目的是方便了人们的日常生活，给人们的生活增添情趣。在本设计中介绍了客厅迎客音乐电路的组成、性能，适用范围及工作原理
4、，给出各电路原理图及元件参数选择，效果十分明显，同时也使人们的生活更有情趣，使用资金少，效果良好。它由市电供电，市电经整流、滤波、稳压后得到9V的电压为后级电路供电。当有人经过，红外反射式传感器感应到人体，因此发出红光，再使信号输入到音乐片，经三级管放大，发出欢迎音乐。关键词红外反射式传感器；音乐片；感应四川信息职业技术学院毕业设计说明书第2页第1章绪论11客厅迎客音乐电路的概述该客厅迎客音乐电路由电源电路、人体接近感知电路、音乐控制电路和电源电路四部分电路组成。电路核心元件TCRT5000为新型红外线反射开关，它实质上是一种“一体化”开关，其内部包含了红外发射、红外接收，能够以非接触形式检测
5、出前方一定范围内的人体或物体，并转换成高电平信号输出。接通电源，220V交流市电经变压器T降压、VD1VD4全波整流和IC1稳压后，输出稳定的5V直流电压，使IC2通电向外发射出频率约为40KHZ的调制红外线。当有人进人其有效检测区域内时，红外线被反射回来一部分，经与发光管同向并排安装的光敏三极管接收并转换成同频率的电信号后，由IC3内部电路进行一系列放大、解调、整形、比较处理，最后输出高电平信号。该信号直接触发语音集成电路IC3工作，使其输出内储的语音声电信号，从而达到设计目的。12设计目的及意义1学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调
6、试能力；2学会客厅迎客音乐电路的设计方法和性能指标测试方法；3培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。13设计内容及解决主要问题本次设计的客厅迎客音乐电路主要研究的内容有电源电路、人体接近感知电路、音乐控制电路和音乐电路等各电路的原理及元器件的作用。对于客厅迎客音乐电路中主要构成部分的人体接近感知电路和音乐控制电路来说，它们是否正常工作直接影响着整个电路是否正常工作。本次设计解决的问题是如何将TCRT5000感应到的人体信号送到音乐控制电路，如何利用继电器HRS1HDC5V实现对音乐电路的控制，从而使整个电路正常工作。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第3页第2章系统方案21电源电路方案1
7、电源方案一图21电源方案一框图该方案的设计方框图如上所示，将220V/50HZ变成整流滤波所需大小的交流电，然后再将交流电变成单项脉动直流电，再减小单项脉动直流电的脉动成分，最后得到平滑滤波的直流电的纹波成分，使输出为5V平稳的直流电。但由于交流电网输入电压的波动和电路负载的变化使直流电压不稳定，因此在本直流电源中增加稳压电路以确保设备的正常工作。2电源方案二图22电源方案二框图该方案的设计方框图如上所示，该设计与方案一的设计只有第二步不同，其余步骤都相同。方案一中整流部分选用的是桥式全波整流，而该方案则选用半波整流。综上所述，两种方案比较，全波整流的输出是交流输入电压的09倍，效率高，直流电
8、压平稳，能充分利用变压器的功率。半波整流虽然所需原器件较少，电路简单，但输出是交流输入的045倍，效率低，使变压器的功率不能充分利用，故电源部分的设计采用方案一。半波整流变压器滤波分立稳压UO220V5V桥式全波整流变压器滤波集成稳压UO220V5V四川信息职业技术学院毕业设计说明书第4页22人体感知电路方案人体感知电路可选用红外热释电传感器和红外反射式传感器。1红外热释电传感器红外热释电传感器的动作方式是被动式，本身不发射任何信号，故不产生有害电磁干扰，人体辐射的红外线中心波长为910UM，而探测元件的波长灵敏度在0220UM范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个
9、滤光片可通过光的波长范围为710UM，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。2红外反射式传感器（TCRT5000）红外反射式传感器的价格便宜，误报极少。同时具有红外热释电传感器的优点。比较两者，在该设计中选用红外反射式传感器。人体接近感知电路的组成框图如图23所示图23人体接近感知电路的组成框图23音乐控制电路方案音乐控制电路可用固态继电器和电磁继电器来实现。1固态继电器固态继电器是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器。是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输
10、出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。由于固态继电器导通后的管压降大，可控硅或双向可控硅的正向降压可达12V。由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，因此大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。2电磁继电器电磁继电器是利用电流的磁效应实现开关作用的一种设备，最常用的结构是用两块有弹性的金属铁，钴，镍等铁磁体片贴在一起，在周边布有铜线圈，线圈通过前面的金属片与电源连接起来，则由于线圈通电有磁性，将迫使金属片分开，则线圈电四川信息职业技术学院毕业设计说明书第5页流断开，失去磁性，则金属片
11、由于弹性恢复接触，线圈再通电，如此周而复始，即可完成开关作用也能克服固态继电器的缺点。根据本设计的要求应选用型号为HRS1HDC5V的电磁继电器。24音乐电路方案1HY1音乐集成电路HY1音乐集成电路内存一首乐曲，当触发端受脉冲触发后立即输出音乐信号，乐曲程序结束时工作自行停止。当触发端与触发电平相连时，电路反复呜奏，直到脱离触发电平且正常演奏的乐曲程序结束后才自行停止。电路内设有前置放大器和功放，使用灵活，可直接驱动扬声器，也可以从前置放大器引出端驱动电蜂鸣器。2TSO88BD音乐集成电路它是简单的CMOS电路。采用黑膏软封装就是把硅芯片用环氧树脂直接封装在印刷电路板上，应用非常广泛。而且它
12、价格便宜，制作简单，非常适合用于本设计中。如图23是音乐电路的组成框图图24音乐电路的组成框图综上所述本设计的方案是采用桥式整流，电容滤波，型号为7805的三端稳压块稳压，型号为TCRT5000的红外反射式传感器作为人体感知电路，型号为TSO88BD的集成芯片作为音乐驱动电路。因此客厅迎客音乐电路组成框图如24所示图25客厅迎客音乐电路组成框图四川信息职业技术学院毕业设计说明书第6页第3章单元电路的设计31电源电路的设计电源电路是由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成。如图31所示220V的交流电经变压器变压、D1D4整流、C1、C2滤波、IC1稳压最终获得的5V电压供给后级电路。图31
13、电源电路的原理图220V的交流电经9V的变压器变压后输出9V电压到桥式整流电路中，由于本设计采用的是桥式整流，因此根据公式U009UI得到经桥式整流电路后的电压为81V。桥式整流电路的输出电压含有较大的脉动成分，因此必须加滤波电路，经过滤波电路的电压由公式U012UI计算得输出为108V。经过整流滤波后的电压由三端稳压块7805的第一脚输入，第三脚输出5V的电压，然后再输入到后级电路中。32人体感知电路的设计在该设计中，人体感知电路由集成块TCRT5000实现，TCRT5000由一个红外反射管和一个红外接收管组成，淡兰色为发射管，黑色为接收管，发射管经过特殊处理，比FS359F抗干扰能力强。如
14、图32为TCRT5000的实物图TCRT5000的感应距离在12MM左右，如果加上适当的放大，感应距离将有所上升，不过，感应距离并不是和放大系数成比例增加。图32TCRT5000的实物图四川信息职业技术学院毕业设计说明书第7页如图33为人体接近感知电路的电路原理图图33人体接近感知电路原理图由三端稳压输出的5V电压输入到人体接近感知电路，TCRT5000感应到的人体信号经VT1放大后输入到继电器的线圈中。33音乐触发控制电路的设计音乐控制电路是由继电器HRS1HDC5V实现的，如图34为音乐控制电路的电路原理图图34音乐控制电路原理图当有人经过时，人体接近感知电路TCRT5000感应到信号送入
15、继电器HRS1HDC5V中，由于该继电器是电磁继电器，因此线圈K吸附常开开关，使其闭合。继电器的常开是接入音乐片的触发点的，因此音乐片处于工作状态34音乐电路的设计音乐驱动电路的设计采用了集成芯片TSO88BD，下面简单介绍一下集成芯片TSO88BD的制作材料及其结构原理。TSO88BD音乐集成电路是简单的CMOS电路。它采用黑膏软封装。就是把硅芯片用环氧树脂直接封装在印刷电路板上。TSO88BD的原理图如35所示四川信息职业技术学院毕业设计说明书第8页图35音乐集成电路的原理图TSO88BD的管脚介绍脚电源正极；脚触发脉冲输入，系正脉冲触发，此电路用按钮开关手动控制把正脉冲送到2脚；脚信号输
16、出；脚放大信号输出（内部有集电极负载）；脚电源负极；音乐电路的工作过程如下在该设计中音乐电路有电压为3V的干电池供电。3V的电压从TSO88BD的脚输入。由TCRT5000感应到的人体信号从TSO88BD的脚输入。TSO88BD的脚输出信号到后级电路。35客厅迎客音乐电路的工作过程客厅迎客音乐电路的整机原理图（见附录）。它的工作过程是由220V的交流电经D1D4整流、C1，C2的滤波、IC1稳压获得5V的稳定直流电压供给后级电路。当有人经过遮住光线时，红外外反射传感器感受到信号后发光，并将信号传到后级的音乐控制电路，音乐控制电路接收到信号后常开开关闭合，因此音乐电路处于工作状态，而发出音乐。由
17、于音乐电路的接收信号较弱所以后级必须加三极管来放大信号，然后再输入到扬声器中，最后发出欢迎的音乐。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第9页第4章元器件的安装及调试41元器件的安装这里我采用万用印制电路板对电路进行安装制作，根据元器件的安装原则对其进行安装，元器件的安装要从上到下、从左到右、先特殊再一般、先矮后高、不耐高温地方元件在安装时一定要快，以防温度过高对其造成损坏、耐热的元件，最后装集成电路同时二极管、电解电容的极性一定不能接反，元器件装焊的顺序依次为电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其他元器件为小后大。安装元器件的过程中最主要的就是焊接工艺，在安装过程中应尤为注意，具
18、体的安装和焊接构成如下1用万用表先检测电路板是否有短路等故障，确认其无误后在进行安装。2根据元器件清单理清器件的数量，用万用表对元件的质量先进行未安装前的检测，对不符合规定要求的器件及时进行更换。3由孔距及布线工艺确定元件的安装方式，电阻器一般采用卧式安装，涤沦电容器、电解电容器采用立式安装，并都要求紧贴电路板。4插装TCRT5000、TSO88BD芯片时务必小心，引脚全部插进后再焊接。同时还要注意电源变压器初、次级与开关及电路板的接线，不得有误。5各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、假焊及短路，焊后剪去多余引脚，并检查所有焊点，确认无误后方可通电测试6在安装完元器件后要对其引脚进行处理，
19、一般将其剪到露出焊锡05CM左右对焊点的基本要求是（1）焊点呀有足够的机械强度；（2）焊接可靠,具有良好的导电性；（3）焊点表面要光滑、清洁。42客厅迎客音乐电路的调试调试包括调整和测试两部分。调整主要是对电路参数的调整，如对电阻、电容和电感等以及机械部分进行调整，使电路达到预定的功能和性能要求。测试主要是对电路的各项技术指标和功能测量和实验，并同设计的性能指标进行比较，以确定电路是四川信息职业技术学院毕业设计说明书第10页否合格。它是电路调整的依据，又是检验结论的判断依据。实际上，电子产品的调整和测试是同时进行的，要经过反复地调整和测试，产品的性能才能达到预期的目标。1调试的步骤（1）先分调
20、，即按逻辑划分的功能模块分别进行调试。（2）后总调，即将各功能模块连接起来进行整机调试。整个调试工作包括测量和调整。通过测量，可以掌握大量的数据、波形，并将它们和理论值进行比较，从中发现电路在设计和安装上的问题，提出调整和改进的措施。调试的顺序一般按信号的流程逐级进行，可以从输入端到输出端调试，也可以从输出端到输入端倒推。2测试时应注意的问题（1）对各功能模块要分清其完成的逻辑功能，即输入什么，要输出什么样的信号。尤其是对于控制电路，各输入、输出信号的时序一定要搞清楚。（2）应在电路的实际工作状态下（如要接上适当的负载，输入额定的高、低电平等）进行调试。（3）养成边调试、边记录、边分析的好习惯
21、。3调试的具体过程在本次设计的电路调试时，是先确定所有的元器件安装完毕，再把万用表打到蜂鸣器档位，检查电路是否有短路和断路的情况。再用万用表测集成芯片TCRT5000、TSO88BD的各个引脚是否存在短路情况。经过认真仔细检查后方可通电测试，用万用表直流电压档测量正、负电源应是5V左右，用手遮住TCRT5000后，应有较强的感应信号，说明电路正常。如没有较强的感应信号，说明人体感知电路电路没有工作，需进一步检查TCRT5000及周边元器件安装焊接是否正常。在有条件的情况下可以使用示波器对电路中前置电压放大、前置电流放大和功率放大及输出级的波形进行观察，以判断电路的好坏。四川信息职业技术学院毕业
22、设计说明书第11页结论通过此次毕业设计的完成，我从中受益匪浅，从最开始的茫然不知，到有所了解，再到后来的获益良多，完成的过程中虽然充满了各种挑战，但通过自己的努力一步步解决这些问题，所带来的那种深深的喜悦和满足都使那些挫折也变的不再那么难以跨越。本次设计的课题是客厅迎客音乐电路，即通过红外发射传感器来探测到人体信号。当有人经过时，遮挡住红外发射传感器，因此红外发射传感器将感应到的信号传到音乐控制电路，音乐控制电路再推动音乐电路工作，从而发出音乐声。此次的设计也基本实现了设计的目标。在搞设计的过程中会碰到很多我们不太熟悉的元件和不太了解的电路，也就是通过对这些实际问题的解决来提高我们分析问题和处
23、理问题的能力，同时也在无形中使我们养成了认真和善于思考的良好习惯。这也是我们做毕业设计的目的之所在，把所学的专业知识运用到实际的电路中来，并在此基础上发现一些实际的问题并解决它，由此不仅提高了我们的动手能里，也使我们所学的专业知识在实际中升华。通过本次的毕业设计也使我对传感器技术以及音乐电路有了一部分的了解，设计并不是一个照搬照抄的过程，从找资料，到对资料的熟悉以及汇总，再通过对体系结构的确定，以及对内容的编写，图形的绘制，参数的计算和修改，使我从中学到不少东西，也了解到自己在知识的储备中还存在哪些盲点。总之此次毕业设计的完成对我无论是知识的拓展还是思考问题的全面性都有很大的提高。四川信息职业
24、技术学院毕业设计说明书第12页致谢首先要感谢的是各位评委老师，感谢你们在这百忙之中抽出时间来给我这个答辩的机会，请允许我先在这里说声“谢谢”。经过一段时间的设计与制作，在老师的大力支持和细心指导下，本次毕业设计终于完成了，虽然这个项目还不是很完善。在此我要对带我毕业设计的指导老师王志强老师真诚的说声谢谢，感谢您能在设计期间给予我的细心的指导，让我从不懂到懂，而且在设计时给我提供了很多的资料和器材，最重要的是在你百忙之中每次都不怕麻烦的抽时间给我耐心的讲解，在这段时间里我学会了不少的东西，这些都源于老师你的精心教诲，在此我要说声“王老师，谢谢您，您辛苦了”。除此之外我还要感谢平时给我讲解的其他老
25、师，是你们给予了我必要的指导和支持，同时我还要谢谢我的同学们，是你们平时给我指出很多错误，使我在认识错误的过程中获取了大量的知识，在此对你们说声感谢在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识。在整个项目开发过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦，相信会对今后的学习、工作、生活有非常重要的影响。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第13页参考文献1华成英，童诗白主编模拟电子技术基础北京高等教育出版社，2006年2张洪润主编电子线路与电子技术北京清华大学
26、出版社，2006年3赵健主编实用声光及无线电遥控电路北京中国电力出版社，2006年4周乐挺主编传感器与检测技术北京高等教育出版社，2006年5郑应光主编模拟电子线路一南京东南大学出版社，2004年6郑应光主编模拟电子线路二南京东南大学出版社，2005年四川信息职业技术学院毕业设计说明书第14页附录1整机电路图四川信息职业技术学院毕业设计说明书第15页附录2元器件明细表元件代号型号/参数作用T1220V/9V变压D1D41N4001整流C13300UF高频滤波C2100PF滤波IC17085稳压IC2TCRT5000感应人体信号R1R224限流KHRS1HDC5V音乐控制VT19013信号放大IC3TS088BD提供音乐C3001UF滤波VT29013信号放大SP118W扬声器四川信息职业技术学院毕业设计（论文）评语学生姓名马秀兰学号0710205126班级应电072专业应用电子技术设计（论文）题目客厅迎客音乐电路设计指导教师王志强指导老师考核意见等级指导教师答辩评语等级答辩老师总评成绩等级考核小组组长备注以上两项成绩综合后，指导老师考核成绩占总分的60，答辩成绩占总分的40，按五级记分（优、良、中、及格、不及格）。
