双音门铃实验报告 指导老师： 学院： 班级： 学号： 姓名： 双音门铃的设计与制作报告一、 设计要求：1. 每次按下按键能先后发出i-5-两个音调。i（1045Hz）音持续时间0.5s，5（784Hz）二 、电路原理框图：1双音门铃电路组成框图如图2-1所示。按键单稳态触发器单稳态触发器压控振荡器喇叭反相求和与反相比例运算电路图2-1 双音门铃电路组成框图2各部分的作用及要求（1）按键：控制触发脉冲的产生。（2）单稳态触发器：单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。本设计中采用555定时器构成单稳态触发器。 第一块单稳态触发器主要用于产生0.5S的定时时间，来控制i的音调。 第二块单稳态触发器主要用于产生1S的定时时间，来控制5的音调。（3）反相求和与反相比例运算电路：该部分电路能先后产生两个不同的电压，本设计中采用双运算放大器LM358，采用双电源供电。（4）压控振荡器：由电压控制，先后产生两个不同的震荡频率。本设计中采用555构成压控振荡器。（5）喇叭：由压控振荡器产生的频率经三极管驱动后先后输送到喇叭，从而先后发出i-5-两个音调。三、 工作原理图及参数计算工作原理图如图3-1所示图3-1双音门铃电路原理图 图3-1中第一和第二块555定时器均构成单稳态触发器，第三块555构成压控振荡器。第一块定时时间应设计为0.5s，第二块定时时间应设计为1s。两个定时器定时时间分别为 （1） （2）根据式（1）和式（2）取C1=10u，由此可得：，取标称值。 取C4=10u，由此可得：，取标称值。对于第三块555构成的压控振荡器，其定时电容端电压与输出电压的波形如图3所示。容易求出 （3） （4）输出信号周期为 (5)设发“i”音时，则由式（5）得 (6)因为“i”的频率，“5”的频率，令 （7）给定和由式（7）可确定取100K。设 ，则 （8）当依式（7）确定各元件值后，由式（8）可得 (9) 压控振荡器波形图3-2所示vo3vo4 vC6vo3VCCt2t1ot图3-2 压控振荡器波形图运算放大器和分别构成反相求和与反相比例运算电路，若将设计成反相器，即增益为1，则： （10）、可用来调整门铃音调。和输出高电平约，当为高电平时，为，当为高电平时，为。、分别用于调节两个音调。运放采用，双电源供电。根据式（10），取，和，两个条件可计算出取7.5K，取5.1K。四、PCB图PCB图如图4-1所示图4-1（双音门铃pcb图）五 元器件功能介绍1555定时器的内部结构及引脚图555的内部结构及引脚如图5-1所示。555定时器的1脚是接地端GND，2脚是低触发端TL，3脚是输出端OUT，4脚是清除端Rd，5脚是电压控制端CV，6脚是高触发端TH，7脚是放电端DIS，8脚是电源端VCC。只要适当配接少量元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路。如图2-4所示是NE555的内部结构及管脚排列图。图5-1 555内部结构及引脚图2555的工作原理555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路，是一种常见的集模拟和数字功能于一体的集成电路。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，R和S高电平有效。三极管VT1对清零起跟随作用，起缓冲作用。三极管VT2是放电管，将对外电路的元件提供放电通路。比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为和。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接。Vco是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。3555电路的引脚功能555电路的引脚功能如图5-2所示 触发 阈值 复位IS 放电端 输出高电平导通低电平高电平原状态H高电平截止高电平低电平导通低电平图5-2 555电路引脚功能六、 电路的调试1在焊接好的电路板上各引出一条+5V的红色电源线、一条-5V的灰色电源线和一条黑色地线。2在实验箱上调出+5V、-5V后，分别将两条电源线和地线接上，先不插芯片。3打开实验箱电源开关，用万用表测试下各芯片的电源和地是否满足要求。4满足要求后再插上芯片，重新打开电源开关进行调试。按下按键后，先后发出i-5-两个音调。如发现音调不准，将频率计接到第三块555芯片的3脚，按下按键，根据输出波形图调节Rw1和Rw2使音调i的频率为1045Hz，使音调5的频率为784Hz。5调出i-5-音调后，再进行各点电平及波形的测量。七 、指标测量结果1按下按键，先后听到i-5-两个音调，而且5的音调时间上较i的音调要长，大约为两倍。2是用万用表测量各点电平值如下：vo1：3.42V vo2：3.48V vo3：3.25V vo4：2.53V vc6:2.50V3各点波形见附录二图1、2、3、4所示。八、 存在问题与分析焊接好电路板后，在调试的过程中，发现了很多问题。刚开始调试时，按下按键发现只会发出一个声音，见过自己动手检查线路板，发现第二块555焊接短路了，导致芯片无法正常工作，解决好这个问题后，能很清楚的听到两个声音了，可是新的问题接踵而至：按实验要求，第一声时间是0.5s，第二声是1s，可是我的第二声拉的特别长。自己琢磨了一天始终没有发现什么问题，只有求助老师。在老师的指导下，用万用表测试发现第二块555是有脉冲的，那第二声时间就是由C4和R4决定。换了个电容后，最后成功地调出了i-5-两个音调。九、 实习总结焊接元器件，有一些是必须注意的，在插元器件时很容易会插反，所以要很小心，要不在都焊接好了以后再拆就不容易了，还有就是焊接我们首先找一些废板练习，因为焊接的时候容易出错，一不小心就会焊到线路上照成短路，还有在焊接接点时不能放太多的焊锡，太少也不行，总之要细心。这次的电子实习，不仅锻炼了我们的动手能力，让我们学到了很多课本上学不到的知识，也在一定程度上锻炼了我们团队合作、与人交流合作等等的软能力。我们通过自己的付出并取得成功的过程，将会在我们未来学习、生活和工作中的产生积极的影响，鼓舞我们勇往直前，无畏艰险！序号名称型号单位备注一 电阻1碳膜电阻RT-0.25-2k20*1只R122碳膜电阻RT-0.25-5.1k20*4只R8 R9 R13 R143碳膜电阻RT-0.25-7.5k20*2只R7 R104碳膜电阻RT-0.25-10k20*1只R115碳膜电阻RT-0.25-20k20*2只R1 R36碳膜电阻RT-0.25-43k20*1只R27碳膜电阻RT-0.25-51k20*1只R68碳膜电阻RT-0.25-91k20*1只R49碳膜电阻RT-0.25-100k20*1只R5二 电容10瓷片电容CC-63V-0.01uf20*4只C2 C3 C5 C611电解电容CD11-10V-10uf20*2只C1 C4三 电位器12微调电阻WH06-2-5K20*1只Rw113微调电阻WH06-2-10K20*1只Rw2四 集成芯片14双运算放大器LM35820*1只A1 A215555定时器LM55520*3只555(1) 555(2) 555(3)五 晶体管16二极管1N400720*1只D117三极管805020*1只T六 开关18轻触按钮6*620*1只K七 喇叭19喇叭0.5w20*1只SP八 其它20排插8T20*4只21集成块插座100*8020*1块22导线3色*8芯20*米若干23焊锡丝1m20*米若干24油纸20*张125覆铜板20*块附录一：元器件清单表一 元器件清单附录二 图1 按下按键（左）和放开按键（右）后vo1的波形 图2 按下按键（左）和放开按键（右）后vo2的波形 图3 vo3的波形 图4 vo4、vc6的波形