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安徽財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文無線遙控音樂門鈴的設(shè)計(jì)與制作摘要隨著微電子技術(shù)、無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，人們對(duì)居住環(huán)境的安全、方便提出了越來越高的要求，尤其是在智能化住宅中，人們迫切需要一種不僅安全可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)于一體的智能門鈴產(chǎn)品，因此無線遙控音樂門鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為本課題研究的目標(biāo)。本文介紹了一種新型無線遙控音樂門鈴,它采用具有編碼功能的遙控發(fā)射-接收專用集成電路.結(jié)合高音質(zhì)機(jī)電式音樂門鈴做聲源,成為一種聲音動(dòng)聽、門鈴按鈕與聲源之間免去連線、安裝方便的新型遙控高音質(zhì)門鈴.這種門鈴具有功耗低,電路簡單可靠,抗干擾能力強(qiáng),遙控距離遠(yuǎn),電路體積小等優(yōu)點(diǎn),其接收電路連同機(jī)電式音樂門鈴為一體,可以隨意放置在室內(nèi)有220v交流電源的地方,還可變換門鈴各種音樂，使聲音悅耳動(dòng)聽，滿足不同人的生活需要，具有廣闊的發(fā)展前景.該無線音樂門鈴用tc4069集成塊來作發(fā)射和接收主電路，該電路用先進(jìn)的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠(yuǎn)，功耗低等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞 無線遙控 tc4069 tq33g 目錄第一章 緒論- 1 -1.1 我國發(fā)展智能住宅小區(qū)的前景- 1 -1.2 開發(fā)研究無線遙控音樂門鈴的意義- 1 -第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)- 2 -第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)- 2 -3.1單元電路的選擇- 2 -3.1.1 發(fā)射機(jī)單元電路的選擇- 2 -3.1.2 接收機(jī)單元電路的選擇- 3 -3.1.3單元電路設(shè)計(jì)的其他方案- 5 -3.2硬件可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)- 7 -第四章 系統(tǒng)概述- 8 -4.1 方案選擇及其論證- 8 -4.2 系統(tǒng)的工作原理- 8 -421反相器原理- 9 -422發(fā)射板原理- 9 -423接收板原理- 11 -4.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與結(jié)構(gòu)- 13 -4.3.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及指導(dǎo)思想- 13 -4.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)- 14 -4.4 功能簡介- 14 -4.5創(chuàng)新思想- 14 -第五章 工藝流程與電路圖設(shè)計(jì)- 15 -5.1 產(chǎn)品組裝主要工藝流程- 15 -5.2 電路原理圖、pcb板圖的設(shè)計(jì)- 15 -5.2.1使用相關(guān)軟件的介紹- 15 -5.2.2如何繪制原理圖- 15 -5.2.3 pcb板的生成- 17 -5.3 電路仿真圖的設(shè)計(jì)- 20 -5.4抗干擾設(shè)計(jì)- 23 -5.5 protel使用常見問題- 23 -第六章 安裝與調(diào)試- 24 -6.1 安裝- 24 -6.1.1單元電路板的焊接- 24 -6.1.2 安裝遇到的主要技術(shù)問題- 26 -6.2 功能的調(diào)試方法、步驟、設(shè)備- 27 -6.2.1發(fā)射調(diào)整- 27 -6.2.2接收調(diào)整- 27 -6.3 故障檢查與改進(jìn)- 27 -6.4 安裝使用注意事項(xiàng)和其他用途- 28 -6.5 產(chǎn)品說明- 28 -第七章 結(jié)束語- 29 -7.1 對(duì)設(shè)計(jì)題目的結(jié)論性意見及進(jìn)一步改進(jìn)的意向說明- 29 -7.2 總結(jié)設(shè)計(jì)的收獲與體會(huì)- 29 -結(jié)論與展望- 30 -致謝- 30 -參考文獻(xiàn)- 31 -第一章 緒論1.1 我國發(fā)展智能住宅小區(qū)的前景隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)國際化和社會(huì)信息化的浪潮洶涌澎湃。住宅功能也日益增強(qiáng)，智能住宅與智能小區(qū)應(yīng)運(yùn)而生。歐美、日本等發(fā)達(dá)國家從七十年代就開始加強(qiáng)這方面的研究，并專門成立了現(xiàn)代住宅開發(fā)公司，建造了一大批樣板智能住宅。我國對(duì)智能住宅的研究還剛剛起步，但其發(fā)展相當(dāng)迅速，一具有一定智能化水平的住宅在我國一些大城市（如上海、南京、廣州等）興建。九五年七月華東建筑設(shè)計(jì)研究院編制了上海市智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，九八年三月十日江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施；國標(biāo)智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)九九年十二月一日在滬審查通過。這無疑為廣大電子設(shè)計(jì)人員及工程施工人員提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。住宅智能化作為科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代住宅的橋梁，不斷豐富住宅的藝術(shù)內(nèi)涵，不斷滿足人們信息共享及先進(jìn)的物業(yè)管理的必然要求，相信經(jīng)過致力智能建筑的設(shè)計(jì)者和建設(shè)者的共同努力，不遠(yuǎn)的將來會(huì)在中國的大地上涌現(xiàn)出一大批智能化住宅。 1.2 開發(fā)研究無線遙控音樂門鈴的意義 所謂無線門鈴是針對(duì)傳統(tǒng)的有線門鈴而講的。傳統(tǒng)的門鈴都為有線門鈴，使用方便，極大地方便了大家的生活。如果在豪門大院或經(jīng)常聽不到門鈴聲的房主，有時(shí)總會(huì)不能及時(shí)接待來客，很是尷尬。傳統(tǒng)的門鈴布置采用導(dǎo)線將門鈴的各個(gè)設(shè)備連接到一起，隨著技術(shù)的發(fā)展，無線技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，這就出現(xiàn)了無線門鈴！簡便、靈活的無線安裝設(shè)計(jì)，免去安裝時(shí)的麻煩及支出，不影響裝修美觀。空曠地帶遙控距離長達(dá)100米，超長的能達(dá)150米，能滿意各式住宅及高層樓宇需求。實(shí)際遙控距離視使用環(huán)境因素而變化。而且無線遙控音樂門鈴能發(fā)出各種不同的優(yōu)美音樂，用戶可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇喜歡的音樂。門鈴安裝時(shí)太靠近金屬物會(huì)縮短遙控距離。耗電極微，開關(guān)內(nèi)置可更換12伏電池，不按動(dòng)時(shí)不耗電。正常使用壽命為一年（按20次/天）。接收器插電使用時(shí)，功率消耗為1w，等于一年只耗一度電。按鈕可裝可貼，即使家庭主婦，亦可容易完成安裝。門鈴裝入室內(nèi)，隨意插入任一電源即可，門鈴溫度60攝氏度為正常。在現(xiàn)代家庭中，利用無線電技術(shù)制成的無線門鈴和無線防盜報(bào)警器已廣為應(yīng)用，但目前市面上所售無線門鈴以簡易型居多，即遙控器與接收器間的數(shù)據(jù)傳輸采用非編碼式，這種門鈴生產(chǎn)成本較低。隨著微電子技術(shù)、無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，更廉價(jià)、功能更多、性能更好的無線遙控音樂門鈴不斷被研究并生產(chǎn)流入市場。第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)任務(wù)與要求發(fā)射器采用電池供電，靜態(tài)電流?。徊捎脽o線電進(jìn)行遙控，具有一定的遙控距離；具有一定的保密性；在同一區(qū)域范圍內(nèi)能有多套系統(tǒng)同時(shí)工作而相互間不影響；門鈴按鍵按下有振鈴響起；接收板用5號(hào)電池供電；音樂ic可以發(fā)出三種音樂，可以轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇喜歡的音樂。第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1單元電路的選擇3.1.1 發(fā)射機(jī)單元電路的選擇發(fā)射器由調(diào)制振蕩級(jí)和高頻振蕩級(jí)兩級(jí)組成。（1）調(diào)制級(jí)電路選用一塊tc4069和32.768khz晶體完成（見下圖），tc4069是6反相器。tc4069可以換用cd4069，選用該芯片主要是可以產(chǎn)生穩(wěn)定并在一定范圍內(nèi)的頻率。本電路關(guān)鍵在于晶振x1和頻率調(diào)整。而x1取決于購買，調(diào)頻率取決于技巧。x1在電子商場不易購到，可以到一般的小學(xué)校門口或一元商店去買兩只普通的電子表，回來拆下其中的晶體就是32.768khz。如果找不到，發(fā)射端就將x1換成200p電容，再用820k電阻串一只小型500k可調(diào)電阻代替原r2。這種方法增加了制作者的難度，降低了成功的可能性。建議還是用晶振做。圖3-1-1 調(diào)制級(jí)電路（2）高頻振蕩級(jí)選用q1、l1、c3和6p電容c1組成高頻振蕩級(jí)（見下圖）。l有一定的要求，否則接收的頻率和發(fā)射的相差太大也是不能收到信號(hào)的。它是做在印刷板上的銅箔，規(guī)格可做成矩形或圓形，鈾箔寬度為1.5mm，外形長寬為1.2cm x 2.7cm,或直徑2cm,量內(nèi)框。因?yàn)榻邮斩说念l率可調(diào)，所以l1的制作只要大體上接近上面的規(guī)格即可。這個(gè)矩形或圓形線圈不能用漆包線去做，否則就算調(diào)好了日后也容易跑頻，發(fā)出的信號(hào)不能被正常接收到。圖3-1-2 高頻振蕩級(jí)電路圖3.1.2 接收機(jī)單元電路的選擇(1)接收電路主要有振蕩接收電路接收信號(hào)經(jīng)過解調(diào)、信號(hào)放大、選頻整形、推挽放大使喇叭發(fā)聲。振蕩接收電路主要由q3、l2、c4、c16組成超再生振蕩接收器（如圖4-1-3）圖3-1-3 超再生振蕩接收電路圖(2)信號(hào)放大、選頻整形電路選用tc4069、q2和晶振x2組成，x2的選擇和x1一樣，前文已闡述。 圖3-1-4 信號(hào)放大、選頻電路3.1.3單元電路設(shè)計(jì)的其他方案（1）發(fā)射機(jī) 高頻振蕩級(jí)電路還可以用一塊twh630微型無線電發(fā)射頭代替，當(dāng)按下發(fā)射按鍵sbl時(shí)，它通過內(nèi)藏天線向空中輻射高頻信號(hào)。調(diào)制振蕩器采用一塊普通555時(shí)基集成電路，將其接成自激多諧振蕩器，方波信號(hào)由電阻器r3加到twh630的輸人端in對(duì)輻射的高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。接收板也相應(yīng)接一個(gè)twh631無線電接收頭電路圖如下：圖3-1-5 調(diào)制振蕩器采用一塊普通555時(shí)基集成電路即可完成tc4069的功能，利用555構(gòu)成多諧振蕩電路，如下：圖3-1-6（2）發(fā)射板中用的電池為12v電池，考慮到在我們?nèi)粘Ｉ钪?2v電池很難買到，而1.5v電池比較常見，因此，為了更換電池的方便，設(shè)計(jì)一個(gè)升壓電路，使電源電壓達(dá)到12v供電要求。（設(shè)計(jì)電路如下） 圖3-1-7其中，標(biāo)有14的輸入端接在tc4069的14腳上；按an，q1、l2、r1組成的升壓電路把1.5v直流電轉(zhuǎn)換成交流電并升壓，d1整流，c1、c2濾波為發(fā)射電路提供電源。（3）發(fā)射板電路還可采用下圖電路，其優(yōu)點(diǎn)在于不要用tc4069芯片，電路較簡單，缺點(diǎn)在于其輸出發(fā)射頻率不穩(wěn)定，致使接收和發(fā)射頻率相差較大。圖3-1-8（4）接收板超再生振蕩接收電路也可如4.1.2(1)所述把該電路接收器換成一個(gè)twh631無線電接收頭。3.2硬件可靠性及抗干擾設(shè)計(jì) 在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間，應(yīng)充分考慮并滿足抗干擾性的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。形成干擾的基本要素有三個(gè)：（1）干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào)，用數(shù)學(xué)語言描述如下：du/dt， di/dt大的地方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。（2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。（3）敏感器件，指容易被干擾的對(duì)象。如：a/d、d/a變換器，單片機(jī)，數(shù)字ic， 弱信號(hào)放大器等?？垢蓴_設(shè)計(jì)的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。（類似于傳染病的預(yù)防） 該門鈴電路抗干擾設(shè)計(jì)采用了超再生振蕩接收電路，并在接收電路后級(jí)設(shè)計(jì)了一個(gè)晶振用來選頻，確保接收板接收到發(fā)射板信號(hào)后才響鈴，避免了其他相近信號(hào)的干擾。第四章 系統(tǒng)概述4.1 方案選擇及其論證（1）系統(tǒng)的組成：該無線音樂門鈴由發(fā)射模塊和接收模塊組成，用tc4069集成塊來作發(fā)射和接收主電路。發(fā)射器由調(diào)制振蕩級(jí)和高頻振蕩級(jí)兩級(jí)組成，q3、l2、c4、c16組成超再生振蕩接收器，音樂芯片采用tq33g，可以發(fā)出三種音樂（雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯），可以轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇喜歡的音樂。（2）方案選擇：該電路用先進(jìn)的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠(yuǎn)，功耗低等特點(diǎn)。該方案主要是通過振蕩產(chǎn)生、發(fā)射和接收信號(hào)，再經(jīng)過整形放大推動(dòng)喇叭發(fā)音。4.2 系統(tǒng)的工作原理發(fā)射器由調(diào)制振蕩級(jí)和高頻振蕩級(jí)兩級(jí)組成。調(diào)制級(jí)電路由一塊tc4069和32.768khz晶體完成，tc4069是6反相器。所謂反相器，就是反相器都有兩端，輸入端是高電平時(shí)輸出端就轉(zhuǎn)為低電平，輸入端是低電平時(shí)輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反。如圖1腳和2腳為第一個(gè)反相器，本文稱反相器1，之后稱反相器2、3、，總共tc4069有六個(gè)。圖4-2-1 tc4069內(nèi)部電路圖圖4-2-2 tc4069421反相器原理 反相器由一個(gè)p溝道增強(qiáng)型mos管和一個(gè)n溝道增強(qiáng)型mos管串聯(lián)組成.通常p溝道管作為負(fù)載管，n溝道管作為輸入管.。兩個(gè)mos管的開啟電壓vgs(th)p0,通常為了保證正常工作，要求vdd|vgs(th)p|+vgs(th)n。若輸入vi為低電平(如0v),則負(fù)載管導(dǎo)通,輸入管截止,輸出電壓接近vdd。若輸入vi為高電平(如vdd),則輸入管導(dǎo)通,負(fù)載管截止,輸出電壓接近0v。 圖4-2-3 反相器原理圖422發(fā)射板原理發(fā)射器開關(guān)按下時(shí)，反相器1和2及相關(guān)元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生32.768khz低頻信號(hào)。過程：反相器1的1腳開始為低電平，2腳就是高電平，4腳也為高電平。2腳的高電平經(jīng)r2對(duì)晶體x1充電，充電電流經(jīng)r2-x1-反相器2的4腳到負(fù)極。充電時(shí)間由x1決定，等效電容為200p。由于x1的充電，x1上的電壓逐漸上升，當(dāng)升至反相器1的翻轉(zhuǎn)電平時(shí)，2腳就由原來的高電平轉(zhuǎn)為低電平，4腳也同時(shí)轉(zhuǎn)為低電平。x1開始放電，放電通路為r2-反相器1的2腳-負(fù)極。放電后x1上的電位降低，到一定程度時(shí)1腳降為低電平了，輸出端又翻轉(zhuǎn)成高電平，再次對(duì)x1充電，至此已完成一個(gè)充放電過程，即一個(gè)振蕩周期，4腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相器2的4腳就會(huì)一直輸出高低不斷變化的電平信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的頻率由晶體決定，為32.768khz。這個(gè)過程在電路實(shí)際工作時(shí)完成得極快。反相器1和反相器2用于產(chǎn)生振蕩信號(hào)，反相器3-6并聯(lián)使用，構(gòu)成輸出控制，能提供20-30ma的灌入電流。反相器3-6的輸出端接在發(fā)射管q1的發(fā)射極對(duì)q1進(jìn)行調(diào)幅，向外發(fā)射電磁波。7腳輸出一串?dāng)?shù)字編碼信號(hào)，經(jīng)q1放大后由l1向外發(fā)射。d1為led信號(hào)發(fā)射指示。圖4-2-4 發(fā)射板原理圖 圖4-2-5 9018q1、l1、c3和c1電容組成高頻振蕩器，振蕩頻率由印刷電感l(wèi)和c3及三極管的集電結(jié)電容c2決定。一般為200-270mhz。q1的發(fā)射極如果直接接在負(fù)極時(shí)就能產(chǎn)生等幅高頻波，再接在反相器的輸出端就使輸出受32.768khz振蕩信號(hào)調(diào)制，通過印刷電感l(wèi)發(fā)射信號(hào)。按鍵每按一次就發(fā)射一次。 423接收板原理 圖4-2-6 接收板電路圖q3、l2、c4、c16為超再生振蕩接收器，l2為繞制線圈，在直徑5mm的骨架上繞制，用0.51漆包線繞3圈，骨架中間用銅芯調(diào)節(jié)。當(dāng)l2的振蕩頻率與發(fā)射端相同時(shí)，產(chǎn)生諧振，q3的超再生信號(hào)就受發(fā)射端的調(diào)幅信號(hào)控制，l1為色環(huán)電感，阻止高頻信號(hào)通過。超再生振蕩電路具有自檢波功能，檢波后的調(diào)制信號(hào)在r14上產(chǎn)生壓降，經(jīng)r3、c7送入tc4069進(jìn)行放大，整形再放大，這由三個(gè)反相器13和12、11和10、1和2(三級(jí)高增益放大器)完成，c8濾波濾除檢波后的高頻雜波，使用檢波后的有用信號(hào)信噪比最大。經(jīng)三極放大后的調(diào)制信號(hào)與發(fā)射端（低頻32.768khz）同頻， x1在電路中起選頻作用，同頻率的信號(hào)能順利通過，免除了許多不需要的各種外界信號(hào)的干擾，選頻后的信號(hào)送入q2放大整形，該信號(hào)的幅度還較低，經(jīng)最后兩級(jí)開路反相放大后輸出等幅方波信號(hào)。r21限流，c11濾波，對(duì)方波進(jìn)行平滑濾波，并有數(shù)十毫秒的延時(shí)，也能消除外界尖脈沖對(duì)觸發(fā)電路的干擾，本電路采用tq33g系列三種聲音可選擇，雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯。k1是樂曲選擇開關(guān)，音樂信號(hào)經(jīng)q1放大推動(dòng)喇叭發(fā)出優(yōu)美的門鈴音樂聲。 圖4-2-7 tq33g 圖4-2-8 tq33g管腳圖4.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與結(jié)構(gòu)4.3.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及指導(dǎo)思想 該無線音樂門鈴系統(tǒng)用tc4069集成塊來作發(fā)射和接收主電路，合理的設(shè)計(jì)應(yīng)該在保證產(chǎn)品必備功能的前提下，使制造成本最低，使電路更簡單。同時(shí)，還要保證系統(tǒng)電路的性能和穩(wěn)定性，確保電路能正常工作，避免出現(xiàn)因電路電流過大而燒壞元器件的現(xiàn)象。該系統(tǒng)通過先進(jìn)的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)使發(fā)射板和接收板產(chǎn)生諧振，通過解調(diào)、放大、整形、功率放大推挽喇叭發(fā)音。4.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按下開關(guān)調(diào)制振蕩穩(wěn)頻高頻振蕩發(fā)射信號(hào)4-3-1發(fā)射板工作原理框圖振蕩接收電路解調(diào)信號(hào)放大選頻整形推挽功放4-3-2接收板工作原理方框圖 4.4 功能簡介發(fā)射器由調(diào)制振蕩級(jí)和高頻振蕩級(jí)兩級(jí)組成。接收板由超再生振蕩接收器完成接受信號(hào)功能，再經(jīng)選頻、放大、整形后使得喇叭發(fā)聲。當(dāng)有人按下發(fā)射板開關(guān)時(shí)，發(fā)射器開始工作，發(fā)射出電磁波信號(hào)；接收板產(chǎn)生諧振，經(jīng)整形、推挽放大使音樂響起。4.5創(chuàng)新思想可以將發(fā)射板的信號(hào)觸發(fā)用其他電路代替（如：用555構(gòu)成的多諧振蕩器等）；無線音樂門鈴設(shè)計(jì)應(yīng)答方式，例如語音方式(如無人，請(qǐng)以后來等)；應(yīng)答后，20秒鐘內(nèi)仍然有人按門鈴，且再次語音應(yīng)答提示后，門被撬動(dòng)提供告警(語音，光或電話等)；可以采用at89c2051單片機(jī)作為中央處理芯片，使得該系統(tǒng)的功能擴(kuò)展，將該無線遙控門鈴設(shè)計(jì)成集無線門鈴和無線防盜報(bào)警器于一身的無線門鈴報(bào)警器；將音樂芯片tq33g換成一個(gè)雙穩(wěn)觸發(fā)電路，再配一個(gè)繼電器或可控硅，就可作為實(shí)用的遙控開關(guān)或遙控電燈使用了。第五章 工藝流程與電路圖設(shè)計(jì)5.1 產(chǎn)品組裝主要工藝流程元器件篩選檢測工藝準(zhǔn)備（引腳加工、成形等）焊接電路板檢查與調(diào)試整機(jī)總裝與布線調(diào)試完成5.2 電路原理圖、pcb板圖的設(shè)計(jì)5.2.1使用相關(guān)軟件的介紹當(dāng)前電子技術(shù)發(fā)展日新月異，電子繪圖和制板技術(shù)專業(yè)化程度越來越高，電子cad技術(shù)已經(jīng)成為專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)。protel 99 se共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、pcb設(shè)計(jì)、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、pld設(shè)計(jì)。美國accel technologies公司于1988年推出了當(dāng)時(shí)非常受歡迎的電子線路cad軟件包tango，可以說是protel的前身，protel technology公司收購accel technologies公司，推出了protel for dos軟件作為tango升級(jí)版本。5.2.2如何繪制原理圖（1）發(fā)射板原理圖的繪制a.打開protel99se,執(zhí)行filenewschematic document,建立文件并命名為“無線音樂門鈴發(fā)射器”.b.add“miscellaneous devices.ddb”和“protel dos schematic libraries.ddb”c.在這兩個(gè)庫中選擇所需要的集成電路、發(fā)光二極管、晶振、三極管、色環(huán)電感、開關(guān)、電阻、電容等。d.將所有的元器件排好進(jìn)行連線。原理圖如下: 圖5-2-1 （2）接收板原理圖的繪制a.打開protel99se,執(zhí)行filenewschematic document,建立文件并命名為“無線音樂門鈴接收器”。 b.add“miscellaneous devices.ddb”和“protel dos schematic libraries.ddb”c.在這兩個(gè)庫中選擇所需要的集成電路、發(fā)光二極管、晶振、三極管、色環(huán)電感、開關(guān)、電阻、電容等。d.將所有的元器件排好進(jìn)行連線。原理圖如下:圖5-2-25.2.3 pcb板的生成（1）無線音樂門鈴發(fā)生器pcb板 的 生 成執(zhí)行designcreat netlist生成網(wǎng)絡(luò)發(fā)生器表，再執(zhí)行auto route命令，生成pcb板。pcb板圖如下：圖5-2-33d效果圖如下圖5-2-4（2）無線音樂門鈴接收器pcb板 的 生 成執(zhí)行designcreat netlist生成網(wǎng)絡(luò)接收器表再執(zhí)行auto route命令，生成pcb板。pcb板圖如下：圖5-2-53d效果圖如下圖5-2-6 【注】網(wǎng)絡(luò)表是連接原理圖和pcb圖的橋梁，一定要確保網(wǎng)絡(luò)表的正確性。5.3 電路仿真圖的設(shè)計(jì)利用multism7仿真軟件繪制電路圖，tc4069用六個(gè)反相器代替，在具體電路仿真時(shí)可去掉有干擾的反相器，如發(fā)射板電路的設(shè)計(jì)，發(fā)射板仿真電路,缺少四非門并并聯(lián)提高灌電流部分。接收板電路和門鈴相接相部分未畫.測試電可靈活變化,仿真圖如下： 圖5-3-1 發(fā)射板電路仿真 圖5-3-2 發(fā)射板電路仿真波形 圖5-3-3 接收板電路仿真圖5-3-4 接收板電路仿真波形（1）圖5-3-5 接收板電路仿真波形（2） 圖5-3-6 接收板電路仿真波形（3）5.4抗干擾設(shè)計(jì)1. 盡量讓時(shí)鐘信號(hào)電路周圍的電勢趨近于0，用地線將時(shí)鐘區(qū)圈起來，時(shí)鐘線要盡量短。2.盡量用45折線而不用90折線, 布線以減小高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射與耦合。3.元件的引腳要盡量短。4.石英晶振下面和對(duì)噪聲特別敏感的元件下面不要走線。5.5 protel使用常見問題1.原理圖常見錯(cuò)誤：(1)erc報(bào)告管腳沒有接入信號(hào)：a.創(chuàng)建封裝時(shí)給管腳定義了i/o屬性；b.創(chuàng)建元件或放置元件時(shí)修改了不一致的grid屬性，管腳與線沒有連上；c.創(chuàng)建元件時(shí)pin方向反向，必須非pin name端連線。(2)元件跑到圖紙界外：沒有在元件庫圖表紙中心創(chuàng)建元件。(3)創(chuàng)建的工程文件網(wǎng)絡(luò)表只能部分調(diào)入pcb:生成netlist時(shí)沒有選擇為global。(4)當(dāng)使用自己創(chuàng)建的多部分組成的元件時(shí)，千萬不要使用annotate.2.pcb中常見錯(cuò)誤：(1)網(wǎng)絡(luò)載入時(shí)報(bào)告node沒有找到：a.原理圖中的元件使用了pcb庫中沒有的封裝；b.原理圖中的元件使用了pcb庫中名稱不一致的封裝；c.原理圖中的元件使用了pcb庫中pin number不一致的封裝。如三極管：sch中pin number為e,b,c,而pcb中為1,2,3。（2）打印時(shí)總是不能打印到一頁紙上：a. 創(chuàng)建pcb庫時(shí)沒有在原點(diǎn)； b. 多次移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)了元件，pcb板界外有隱藏的字符。選擇顯示所有隱藏的字符， 縮小pcb, 然后移動(dòng)字符到邊界內(nèi)。（3）drc報(bào)告網(wǎng)絡(luò)被分成幾個(gè)部分： 表示這個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有連通，看報(bào)告文件，使用選擇connected copper查找。 另外提醒朋友盡量使用win2000, 減少藍(lán)屏的機(jī)會(huì)；多幾次導(dǎo)出文件，做成新的ddb文件，減少文件尺寸和protel僵死的機(jī)會(huì)。如果作較復(fù)雜得設(shè)計(jì)，盡量不要使用自動(dòng)布線。第六章 安裝與調(diào)試6.1 安裝6.1.1單元電路板的焊接 （1）根據(jù)元件清單清點(diǎn)元器件，并檢測和測量后進(jìn)行焊接。元件清單接收板清單接收板清單元件名稱規(guī)格用量位號(hào)元件名稱規(guī)格用量位號(hào)線路板08021塊導(dǎo)線100mm1支b+集成電路tc4069ubp1塊u1導(dǎo)線100mm1支b-門鈴ictq33g1塊u2螺絲bt2.64mm4個(gè)發(fā)光二極管3綠色1只d1螺絲bt2.68mm2個(gè)晶振32.768khz1只x1喇叭80.5w1只三極管9018h1只q3塑膠一套三極管9014c1只q2說明書1份三極管90151只q1發(fā)射板清單銅心線圈2t51只l2元件名稱規(guī)格用量位號(hào)色環(huán)電感10uh1只l1線路板0802r1塊開關(guān)sk-23d06 eg6 eg61只k1集成電路tc4069ubp1塊ic1電阻1r1只r9發(fā)光二極管方燈1只d1電阻100r1只r21晶振32.768 khz1只x1電阻560r1只r19三級(jí)管9018h1只q1電阻4.7k1只r20色環(huán)電感10uh1只l1電阻5.6k1只r3開關(guān)ms1181只sw1電阻6.8k1只r1電阻470r1只r4電阻10k2只r15.r18電阻10k1只r3電阻47k1只r17電阻47k1只r1電阻120k1只r14電阻1m1只r2電阻270k1只r16瓷介電容4p1只c2電阻1m3只r2.r4.r5瓷介電容6p1只c1瓷介電容4p2只c4.c16瓷介電容12p1只c3瓷介電容27p1只c8瓷介電容222p1只c4瓷介電容102p3只c5.c9.c17電池極片0802r一套瓷介電容222p2只c7.c10螺絲pt24mm3個(gè)瓷介電容104p3只c12.c13.c14螺絲pa310mm3個(gè)電解電容1uf1只c19彈弓1個(gè)電解電容220uf1只c15塑膠一套電池極片0802一套電池23a 12v1只導(dǎo)線50mm2支sp+.sp-二級(jí)管3支d2-d5-d6管線1條j（2）根據(jù)印制電路板安裝圖進(jìn)行插件、焊接。圖6-1-1圖 6-1-26.1.2 安裝遇到的主要技術(shù)問題1）元器件的裝插焊接應(yīng)遵循先小后大，先輕后重，先低后高，先里后外的原則，這樣有利于裝配順利進(jìn)行。2）在瓷介電容、電解電容及三極管等元件立式安裝時(shí)，引線不能太長，否則降低元器件的穩(wěn)定性；但也不能過短，以免焊接時(shí)因過熱損壞元器件。一般要求距離電路板面2mm，并且要注意電解電容的正負(fù)極性，不能插錯(cuò)。3）集成電路的焊接：tc4096為雙列14腳扁平式封裝，在焊接時(shí)，首先要弄清引線腳的排列順序，并與線路板上的焊盤引腳對(duì)準(zhǔn)，核對(duì)無誤后，先焊接1、14腳用于固定ic，然后再重復(fù)檢查，確認(rèn)后再焊接其余腳位。由于ic引線腳較密，焊接完后要檢查有無虛焊，連焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量。4）焊錫之前應(yīng)該先插上電烙鐵的插頭，給電烙鐵加熱。5）焊接時(shí)，焊錫與電路板、電烙鐵與電路板的夾角最好成45度，這樣焊錫與電烙鐵夾角成90度。6）焊接時(shí)，焊錫與電烙鐵接觸時(shí)間不要太長，以免焊錫過多或是造成漏錫；也不要過短，以免造成虛焊。7）元件的腿盡量要直，而且不要伸出太長，以1毫米為好，多余的可以剪掉。8）焊完時(shí)，焊錫最好呈圓滑的圓錐狀，而且還要有金屬光澤6.2 功能的調(diào)試方法、步驟、設(shè)備6.2.1發(fā)射調(diào)整裝上 12v 電池，用萬用表測發(fā)射電流（電流表跨接再 s 兩端），應(yīng)在 3 到 8ma間，若用手觸摸 c2 兩端時(shí)電流應(yīng)大幅升高，說明已起振。 也可以借助電視機(jī)進(jìn)行調(diào)整，將頻道開關(guān)置于uhf段的低端13-15頻道段，接通發(fā)射機(jī)的開關(guān)s，用無感起子調(diào)節(jié)c2直到電視屏幕上出現(xiàn)黑白相間的細(xì)橫條紋，這說明發(fā)射機(jī)已經(jīng)調(diào)好了。6.2.2接收調(diào)整裝上3節(jié) 5 號(hào)電池，測量接收整機(jī)電流小于 lma ，按下發(fā)射機(jī)開關(guān) s 不放，將發(fā)射機(jī)放在待調(diào)的接收機(jī)附近，用無感起子微調(diào) l2 如果調(diào)到某點(diǎn)，門鈴發(fā)出聲音，就說明接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的頻率大致相同；反義微調(diào) l2 直到距離最遠(yuǎn)即可。6.3 故障檢查與改進(jìn) 在調(diào)試過程中會(huì)遇到很多問題，需要我們進(jìn)行檢查。如當(dāng)接通接收板電源后，音樂就響起，這時(shí)通常是q2短路使輸入信號(hào)為高電平，就要檢查q2三個(gè)引腳是否搭焊。另外，在調(diào)試過程中出現(xiàn)問題，請(qǐng)仔細(xì)檢查元器件（如三極管極性、集成塊缺口方向、音樂芯片焊點(diǎn)等）是否接錯(cuò)，檢查是否搭焊、錯(cuò)焊、虛焊等。對(duì)調(diào)好的門鈴發(fā)射接收器，你有可能認(rèn)為距離還不能達(dá)到你的要求，只有8-15米遠(yuǎn)，你可以再進(jìn)行升級(jí)。找一段直徑0.3-0.6mm的漆包線，一端在l2上繞上一圈，另一端彎成環(huán)形一圈，作為外接天線，增強(qiáng)信號(hào)接收能力。只要能放入接收盒的外殼不需要很規(guī)則，接收板的接收距離就可以增至10-20米遠(yuǎn)，在家庭使用足足有余。注意了：增加了這個(gè)天線后，接收機(jī)的頻率還要按前面介紹的方法再次進(jìn)行微調(diào)，是微調(diào)，因?yàn)榧恿颂炀€會(huì)使接收的頻率改變一些。 6.4 安裝使用注意事項(xiàng)和其他用途 （1）安裝應(yīng)遠(yuǎn)離大的金屬體， （2）在20米內(nèi)不要采用相同信道的無線音樂門鈴，以免產(chǎn)生串?dāng)_； （3）可以加磁控開關(guān)或振動(dòng)傳感器作為防盜報(bào)警用，如：發(fā)射機(jī)安裝在樓下貯藏室，接收機(jī)放在樓上，即組成了貯藏室報(bào)警器。6.5 產(chǎn)品說明t0802無線遙控音樂門鈴產(chǎn)品說明外型尺寸：發(fā)射43*90*20mm 接收7511024mm本套件為音樂門鈴，用標(biāo)準(zhǔn)tq33g系列音樂芯片電路，本電路設(shè)計(jì)合理，外型美觀大方。發(fā)音宏亮，是電子技術(shù)入門的良好實(shí)驗(yàn)套材，使初學(xué)者能一次裝配成功，務(wù)請(qǐng)?jiān)趧?dòng)手裝配前仔細(xì)閱讀裝配說明。該音樂門鈴采用5號(hào)3節(jié)電池（4.5v）供電，音樂ic可以發(fā)出三種音樂?？梢赞D(zhuǎn)換開關(guān)選擇喜歡的音樂。第七章 結(jié)束語7.1 對(duì)設(shè)計(jì)題目的結(jié)論性意見及進(jìn)一步改進(jìn)的意向說明該電路用先進(jìn)的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠(yuǎn)，功耗低等特點(diǎn)。但隨著微電子技術(shù)、無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，無線音樂門鈴將滿足不了人們的生活需要，無線可視門鈴已逐漸走進(jìn)人們的生活。隨著生活節(jié)奏的加快，有訪客而主人不在家，則需要一種能夠紀(jì)錄來客的錄象門鈴，也可作為防盜設(shè)備。就該電路而言，可以加上紅外接收管，只要有人即可使門鈴音樂響起。7.2 總結(jié)設(shè)計(jì)的收獲與體會(huì)1、通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們通過這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和pcb連接圖，和芯片上的選擇。這個(gè)方案使用了tc4069芯片、tq33g 2、在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。 3、我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。 平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完畢業(yè)設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件印象深刻。認(rèn)識(shí)來源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。4、在制作pcb時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是線的布局上既要美觀又要實(shí)用和走線簡單，兼顧到方方面面去考慮是很需要的，否則只是一紙空話。 5、在畫好原理圖后的做pcb版時(shí)，由于項(xiàng)目組成員對(duì)單面板的不熟悉，導(dǎo)致布線后元件出現(xiàn)在另一邊，增加了布線難度，也產(chǎn)生很多不曾注意的問題，今后要牢記這個(gè)教訓(xùn)，使以后布線更加順利。 6、經(jīng)過畢業(yè)設(shè)計(jì)，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一度熱情高漲。這一路走下來，點(diǎn)點(diǎn)滴滴我至今歷歷在目。 勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過實(shí)習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識(shí)到老一輩電子設(shè)計(jì)為我