電子綜合實(shí)訓(xùn)-叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)最終版

1、學(xué) 號(hào)： 電子綜合實(shí)訓(xùn)題 目叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)學(xué) 院理學(xué)院專(zhuān) 業(yè)xxx班 級(jí)xxx姓 名xxx指導(dǎo)教師賈信庭201x年x月x日電子綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： xxxx 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： xxxxxxxx 指導(dǎo)老師： 賈信庭 工作單位：武漢理工大學(xué)理學(xué)院 題目：叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)初始條件：直流可調(diào)穩(wěn)壓電源一臺(tái)、萬(wàn)用表一塊、面包板一塊、元器件若干、剪刀、鑷子等必備工具要求完成的主要任務(wù)：（包括電子綜合實(shí)訓(xùn)工作量及其技術(shù)要求以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）1、 技術(shù)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴電路，設(shè)一個(gè)按鈕，按下按鈕時(shí)發(fā)出門(mén)鈴的較高頻率“?！甭?，松開(kāi)按鈕，發(fā)出較低頻率的“咚”聲。門(mén)鈴叮咚聲的聲音頻率和聲音持續(xù)時(shí)間可調(diào)

2、。2、 主要任務(wù)：（一）設(shè)計(jì)方案（1） 按照技術(shù)要求，提出自己的設(shè)計(jì)方案（多種）并進(jìn)行比較；（2） 以ne555時(shí)基集成電路為主，設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴電路（實(shí)現(xiàn)方案）；（3） 依據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行預(yù)答辯；（二）實(shí)現(xiàn)方案（4） 根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案，畫(huà)出電路邏輯圖和裝配圖；（5） 查閱資料，確定所需各元器件型號(hào)和參數(shù)；（6） 在面包板上組裝電路；（7） 自擬調(diào)整測(cè)試方法，并調(diào)試電路使其達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求；（8） 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，進(jìn)行答辯。3、 撰寫(xiě)電子綜合實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū)：封面：題目，學(xué)院，專(zhuān)業(yè)，班級(jí)，姓名，學(xué)號(hào)，指導(dǎo)教師，日期任務(wù)書(shū)目錄（自動(dòng)生成）正文：1、技術(shù)指標(biāo)；2、設(shè)計(jì)方案及其比較；3、實(shí)現(xiàn)方案；4、調(diào)

3、試過(guò)程及結(jié)論；5、心得體會(huì)；6、參考文獻(xiàn)成績(jī)?cè)u(píng)定表時(shí)間安排：電子綜合實(shí)訓(xùn)時(shí)間：19周-20周19周：明確任務(wù)，查閱資料，提出不同的設(shè)計(jì)方案（包括實(shí)現(xiàn)方案）并答辯；20周：按照實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行電路布線并調(diào)試通過(guò)；撰寫(xiě)電子綜合實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū)。指導(dǎo)教師簽名： 2016 年 6 月 27 日系主任（或負(fù)責(zé)老師）簽名： 2016 年 7 月 8 日目 錄1 技術(shù)指標(biāo)12 設(shè)計(jì)方案及比較12.1 方案一12.1.1 方案一設(shè)計(jì)原理12.1.2 元器件參數(shù)22.1.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算22.1.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析22.2 方案二32.2.1 方案二設(shè)計(jì)原理32.2.2 元器件參數(shù)32.2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算

4、42.2.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析42.3 方案三42.3.1 方案三設(shè)計(jì)原理42.3.2 元器件參數(shù)52.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算52.3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析52.4 方案比較53 實(shí)現(xiàn)方案63.1 實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)原理63.2元器件參數(shù)63.3相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算73.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析73.5實(shí)物圖74 調(diào)試過(guò)程及結(jié)論85 心得體會(huì)86 參考文獻(xiàn)9叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)1 技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)叮咚門(mén)鈴電路，設(shè)一個(gè)按鈕，按下按鈕時(shí)發(fā)出門(mén)鈴的較高頻率“?！甭?，松開(kāi)按鈕，發(fā)出較低頻率的“咚”聲。門(mén)鈴叮咚聲的聲音頻率和聲音持續(xù)時(shí)間可調(diào)。2 設(shè)計(jì)方案及比較2.1 方案一2.1.1 方案

5、一設(shè)計(jì)原理 圖1 方案一的原理圖方案一的原理圖如圖1所示，該方案是以ne555時(shí)基集成電路為核心組成的“叮咚”門(mén)鈴電路。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，d1沒(méi)有導(dǎo)通，d2反向截止，又因?yàn)閞3接地，所以555的4號(hào)端口一直處于低電平。而555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì)使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低電平，揚(yáng)聲器不工作。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，d1正向?qū)?，通過(guò)r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時(shí)555的4號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，使驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出“叮”的聲音。松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開(kāi)始放電，r1,r2,c2和555構(gòu)成一

6、個(gè)多諧振蕩器，使揚(yáng)聲器發(fā)出“咚”的聲音。2.1.2 元器件參數(shù)表1方案一元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)20k5k1001k元器件c1c2c3c4參數(shù)(單位 法拉)1m0.1u0.01u100u2.1.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算“?！钡念l率： (1)“咚”的頻率： (2)“咚”聲持續(xù)的時(shí)間： (3)2.1.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析“?！钡念l率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變小；減小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”的頻率:減小r1,r2，頻率變大，反之則變?。簻p小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕甭暢掷m(xù)的時(shí)間：減小c1,r3，持續(xù)時(shí)間變短，反之則變長(zhǎng)。2.2 方案二2.2

7、.1 方案二設(shè)計(jì)原理 圖2 方案二的原理圖方案二的原理圖如圖2所示，該方案是以ne555時(shí)基集成電路為核心組成的“叮咚”門(mén)鈴電路。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，d1沒(méi)有導(dǎo)通，d2反向截止，又因?yàn)閞3接地，所以555的4號(hào)端口一直處于低電平。而555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì)使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低電平，揚(yáng)聲器不工作。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，d1正向?qū)?，通過(guò)r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時(shí)555的4號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，使驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出“?！钡穆曇?。松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開(kāi)始放電，r1,r4,r2,c

8、2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，使揚(yáng)聲器發(fā)出“咚”的聲音。2.2.2 元器件參數(shù)表2方案二元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)20k5k1005k元器件c1c2c3c4參數(shù)(單位 法拉)1m0.1u0.01u100u2.2.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算“?！钡念l率： (4)“咚”的頻率： (5)“咚”聲持續(xù)的時(shí)間： (6)2.2.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析“叮”的頻率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變?。粶p小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”的頻率:減小r1,r2,r4，頻率變大，反之則變小：減小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕甭暢掷m(xù)的時(shí)間：減小c1,r3，持續(xù)時(shí)間變短，反之則變長(zhǎng)

9、。2.3 方案三2.3.1 方案三設(shè)計(jì)原理 圖3 方案三的原理圖方案三的原理圖如圖3所示，該方案是以ne555時(shí)基集成電路為核心組成的“叮咚”門(mén)鈴電路。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，d1沒(méi)有導(dǎo)通，d2反向截止，又因?yàn)閞3接地，所以555的4號(hào)端口一直處于低電平。而555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì)使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低電平，揚(yáng)聲器不工作。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，d1正向?qū)ǎㄟ^(guò)r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時(shí)555的4號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，使驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出“叮”的聲音。松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開(kāi)始放電

10、，r1,r2,c2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，并通過(guò)三極管放大，使揚(yáng)聲器發(fā)出“咚”的聲音。2.3.2 元器件參數(shù)表3方案三元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)20k5k1001k元器件c1c2c3參數(shù)(單位 法拉)1m0.1u0.01u2.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算“?！钡念l率： (7)“咚”的頻率： (8)“咚”聲持續(xù)的時(shí)間： (9)2.3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析“?！钡念l率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變小；減小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕钡念l率:減小r1,r2，頻率變大，反之則變?。簻p小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”聲持續(xù)的時(shí)間：減小c1,r3，持續(xù)時(shí)間

11、變短，反之則變長(zhǎng)。2.4 方案比較表4 方案比較仿真精度使用器材數(shù)量操作難度結(jié)論方案一三套方案仿真精度相差不大相對(duì)較少三套方案的操作難度均相近將第一套設(shè)計(jì)方案作為實(shí)現(xiàn)方案最為合理方案二方案三較多（多了三極管）3 實(shí)現(xiàn)方案3.1 實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)原理圖4 實(shí)現(xiàn)方案的原理圖本欲將方案一作為實(shí)現(xiàn)方案，但由于所發(fā)實(shí)驗(yàn)器材與設(shè)計(jì)方案中的不盡相同，故將方案一做了些許調(diào)整（主要是電阻方面的調(diào)整），最終構(gòu)成實(shí)現(xiàn)方案如圖4所示。在按鈕開(kāi)關(guān)未按下的情況下，d1沒(méi)有導(dǎo)通，d2反向截止，又因?yàn)閞3接地，所以555的4號(hào)端口一直處于低電平。而555的4號(hào)端口是復(fù)位端，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，會(huì)使555輸出復(fù)位，即3號(hào)端口輸出為低

12、電平，揚(yáng)聲器不工作。當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，d1正向?qū)ǎㄟ^(guò)r3向c1充電，c1兩端的電壓升高，此時(shí)555的4號(hào)端口被拉到高電平，555正常輸出。r4,r2,c2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，使驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出“?！钡穆曇?。松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)后，已經(jīng)充滿電的c1開(kāi)始放電，r1,r2,c2和555構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，使揚(yáng)聲器發(fā)出“咚”的聲音。3.2元器件參數(shù)表5實(shí)現(xiàn)方案元器件參數(shù)表元器件r1r2r3r4參數(shù)(單位 歐姆)33k5k10k10k元器件c1c2c3c4參數(shù)(單位 法拉)47u0.1u0.01u100u3.3相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算“?！钡念l率： (10)“咚”的頻率： (11) “咚”聲持續(xù)的時(shí)間： (12

13、)3.4聲音頻率調(diào)節(jié)和持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)分析“叮”的頻率:減小r2,r4，頻率變大，反之則變小；減小c2，頻率變大，反之則變小?！斑恕钡念l率:減小r1,r2，頻率變大，反之則變?。簻p小c2，頻率變大，反之則變小。“咚”聲持續(xù)的時(shí)間：減小c1,r3，持續(xù)時(shí)間變短，反之則變長(zhǎng)。3.5實(shí)物圖 根據(jù)原理圖，將準(zhǔn)備好的器件組裝成型，如圖5所示：圖5 實(shí)現(xiàn)方案的實(shí)物圖4 調(diào)試過(guò)程及結(jié)論在這一次的實(shí)訓(xùn)中，由于所發(fā)的器材與所設(shè)計(jì)的方案有所區(qū)別，所以我們先將原先的方案進(jìn)行了些許調(diào)整（主要是電阻方面的調(diào)整），最終構(gòu)成實(shí)現(xiàn)方案。但調(diào)整過(guò)后的實(shí)現(xiàn)方案在proteus中仿真出現(xiàn)了一些小錯(cuò)誤，用所擁有的器材怎么也無(wú)法在prot

14、eus中設(shè)計(jì)出一個(gè)能仿真成功的方案。但仔細(xì)檢查所設(shè)計(jì)的方案后，卻并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有什么錯(cuò)誤，理論上完全可行，最終我們不管proteus的問(wèn)題，將實(shí)物直接按照所設(shè)計(jì)的電路圖鏈接好。事實(shí)證明所設(shè)計(jì)的方案是正確的，鏈接好的電路確實(shí)正確的運(yùn)行了。在去給老師檢驗(yàn)之后，老師提出了“?！甭曨l率較低，需要進(jìn)行調(diào)整，于是我們將r2由原來(lái)的10千歐替換成了5千歐，將r4由原來(lái)的20千歐替換成了10千歐，以此達(dá)到了目的。在調(diào)試過(guò)程中，我們將理論進(jìn)行了實(shí)際檢驗(yàn)，用實(shí)際現(xiàn)象驗(yàn)證了理論的正確性，排除proteus軟件自身的錯(cuò)誤，本次實(shí)驗(yàn)是圓滿成功的。5 心得體會(huì)本次電子綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為叮咚門(mén)鈴電路的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)對(duì)ne55

15、5時(shí)基集成芯片的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，大致原理就是讓555芯片構(gòu)成的多諧振蕩電路提供不同頻率的交流電壓供揚(yáng)聲器工作，并用電容控制555芯片的置位端，使其在電源提供的高電平取消后能通過(guò)電容放電繼續(xù)短時(shí)間工作?？偟膩?lái)說(shuō)，本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容并不復(fù)雜，在試驗(yàn)過(guò)程中所碰到的阻礙主要是：在理論正確的情況下，proteus仿真卻是失敗的，仿真出現(xiàn)的具體的錯(cuò)誤是在門(mén)鈴開(kāi)關(guān)沒(méi)有閉合的情況下?lián)P聲器還是處于工作狀態(tài)，然而在實(shí)際操作中卻沒(méi)有這樣的的現(xiàn)象。這很讓人費(fèi)解，可能是軟件本身的問(wèn)題吧。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中我充分認(rèn)識(shí)到了實(shí)踐與理論的差別，從書(shū)本上學(xué)到的知識(shí)如果不加以實(shí)踐總會(huì)有一些差漏，將所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用才能使我們得到提升。經(jīng)過(guò)這次的

16、實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)我相對(duì)于上學(xué)期第一次參加電子電工實(shí)訓(xùn)的我，有了很大的進(jìn)步?；叵肷蠈W(xué)期，我第一次參加電子電工實(shí)訓(xùn)，什么都不太了解，像一只無(wú)頭的蒼蠅，很是迷茫，做完一件事之后就不知道下一件事該做什么，而這一次的實(shí)驗(yàn)，我有了較為詳細(xì)的規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)過(guò)程也是有序的進(jìn)行完畢了，這就是經(jīng)驗(yàn)的差距?？偟膩?lái)說(shuō)這次的電子綜合實(shí)訓(xùn)讓我收獲頗多，希望學(xué)校多多開(kāi)設(shè)這樣的實(shí)踐課程讓我們將課本上所學(xué)的知識(shí)學(xué)以致用，加深我們的理解。實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。6 參考文獻(xiàn)1 王公望.現(xiàn)代電子電路應(yīng)用基礎(chǔ).西安電子科技大學(xué)出版社,20052 張健.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì).科學(xué)出版社,20063 高廣任.現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)解題及教學(xué)參考.清華大學(xué)出版社,2005 4 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第三版）.華中科技大學(xué)出版設(shè),20065 伍時(shí)和,吳友宇.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:清華大學(xué)出版社,20096