門(mén)鈴電路設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)新疆大學(xué)課程設(shè)計(jì)題 目：門(mén)鈴電路設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 學(xué)生姓名：所屬院系：電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)：完成日期： 20新疆大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)班 級(jí)： 姓 名： 設(shè)計(jì)題目： 門(mén)鈴電路設(shè)計(jì) 要求完成的內(nèi)容： 1.要求設(shè)計(jì)出一個(gè)門(mén)鈴電路，當(dāng)按下門(mén)鈴后揚(yáng)聲器以2KHz持續(xù)向15秒。 2設(shè)計(jì)出詳細(xì)的電路圖。選擇元件參數(shù)要有詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程，公式要寫(xiě)清晰。 3設(shè)計(jì)出按建電路和對(duì)應(yīng)的編碼邏輯電路。 4寫(xiě)出詳細(xì)的原理說(shuō)明。 指導(dǎo)教師： 希望， 努爾買(mǎi)買(mǎi)提

2、 教研室主任： 概述：555定時(shí)器是一種集成電路的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種使用方便靈活、用途廣泛的多功能器件。只要外部配接少量阻容元件便可構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。555定時(shí)器在脈沖波形的產(chǎn)生和變換，儀器與儀表，測(cè)量與控制，家用電器與電子玩具等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。它將模擬與邏輯功能巧妙地結(jié)合在一起，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用電壓范圍寬、工作速度快、定時(shí)精度高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。工作原理2.1由555定時(shí)器組成多諧振蕩器的工作原理：（a）電路圖 （b）工作波形圖2.1-1 555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器第一暫穩(wěn)態(tài)接通電源后，經(jīng)電阻和對(duì)電容充電，其電壓有0按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)時(shí)，電壓比較器和的輸

3、出分別為，基本觸發(fā)器被置0，即，輸出躍變到低電平。與此同時(shí)，放電管飽和導(dǎo)通，電容經(jīng)電阻和放電管放電，電路進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài)。第二在穩(wěn)態(tài)隨著電容的放電，隨之下降。當(dāng)下降到時(shí)，則電壓比較器和的輸出分別為，基本觸發(fā)器被置為1，即，輸出由低電平躍變到。電路進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài)。返回第一暫穩(wěn)態(tài)在第二暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，為高電平時(shí)，所以，放電管截止，電源又經(jīng)電阻和對(duì)電容充電。當(dāng)時(shí)，電壓比較器的輸出，基本觸發(fā)器被置0，躍變?yōu)榈碗娖?，電路返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。因此，電容上的電壓將在和之間來(lái)回充放電，從而使電路產(chǎn)生振蕩，輸出矩形脈沖。由圖2.1-1（b）可知多謝振蕩器的振蕩周期為其中為電容上的電壓由充到所需的時(shí)間，充電回路的時(shí)間常數(shù)為

4、，可用下式估算： （2.1-1）為電容上的電壓由充到所需的時(shí)間，放電回路的時(shí)間常數(shù)為，可用下式估算： （2.1-2）所以，由555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器的周期為 （2.1-3）其振蕩頻率為 （2.1-4）2.2由555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理：（a）電路圖 （b）工作波形圖2.2-1 555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器穩(wěn)定狀態(tài)在沒(méi)有施加觸發(fā)信號(hào)時(shí)，為高電平。按通電源后經(jīng)電阻R時(shí)電容C進(jìn)行充電，當(dāng)電容上的電壓充到，電壓比較器輸出=0，而在此時(shí)為高電平，且，電壓比較器輸出=1，基本RS觸發(fā)器置0，即=0，=1，此時(shí)，三極管VT飽和導(dǎo)通，電容C經(jīng)VT迅速放完電，=0,電壓比較器輸出=1，這時(shí)基本

5、RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入信號(hào)都為高點(diǎn)平1，保持0狀體不變。所以，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，=0,=0。出發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)當(dāng)輸入由高電平躍變到小于1/的低電平時(shí)，電壓比較器輸出=0,由于此時(shí)=0,因此，=1，基本RS觸發(fā)器被置1，即=1, =0，輸出由低電平躍變到高電平。同時(shí)三極管VT截止，這時(shí)電源經(jīng)電阻R對(duì)電容C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)期間由輸入電壓回到高電平。自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)狀態(tài)隨著電容C的充電，電容C上的電壓逐漸增大。當(dāng)電壓升到=2時(shí)，電壓比較器的輸出=0，由于此時(shí)已為高電平，電壓比較器輸出=1,基本RS觸發(fā)器置0，即=0，=0,輸出由高電平躍變到低電平UO。同時(shí)，三極管VT飽和導(dǎo)通，C經(jīng)VT迅速放完電，=

6、0.電路返回穩(wěn)定狀態(tài)。由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度為暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間，它實(shí)際上為電容上電壓由0 V充到所需要的時(shí)間可按下式計(jì)算： 2.4門(mén)鈴電路的工作原理：2.4-1原理圖電路構(gòu)成： 圖2.4-2 555集成電路引腳 圖2.4-3 555定時(shí)器的電路圖它的各個(gè)引腳功能如下： 1腳：外接電源負(fù)端或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源，雙極型時(shí)基電路的范圍是516V，CMOS型時(shí)基電路的范圍是318V，一般用5V。 3腳：輸出端Vo。 2腳：低觸發(fā)端。 6腳：TH高觸發(fā)端。 5腳：為控制端電壓，若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該段串入一只0.

7、01F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端，該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器、基準(zhǔn)電壓分別為和的情況下，555實(shí)際電路的功能表如表1所示。表2.4-1 555定時(shí)器的功能表 清零端 高觸發(fā)器端TH 低觸發(fā)端 Q 放電管T 功能0 X X 0 導(dǎo)通 直接清零1 0 1 X 保持上一狀態(tài) 保持上一態(tài)1 1 0 X 保持上一狀態(tài) 保持上一態(tài) 1 0 0 1 導(dǎo)通 置1 1 1 1 0 截止 清零工作原理：當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)，555計(jì)時(shí)器4引腳于高電平，元件工作，電容充電，且2、6引腳達(dá)到高電平，此時(shí)輸出端3為低電平，揚(yáng)聲器發(fā)出響聲；松開(kāi)開(kāi)關(guān)后，電容放電

8、，在2、6引腳大于前，3端為低電平，揚(yáng)聲器工作；當(dāng)放電使2、6端電平小于，3端為高電平，揚(yáng)聲器不工作。電容與滑動(dòng)變阻器一起控制引腳4的狀態(tài)，使置零輸入端呈不同的臨界電壓，從而控制揚(yáng)聲器響音時(shí)間的長(zhǎng)短。當(dāng)電路轉(zhuǎn)換時(shí)，2、6端電壓不同，使得輸出端3低電平電壓也不同，從而實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器的叮咚的聲音。按鍵電路圖（對(duì)應(yīng)的邏輯電路圖）：圖3-1 多諧振蕩器 圖3-2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器計(jì)算過(guò)程：555（1）定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，確定揚(yáng)聲器持續(xù)響的時(shí)間；555（2）定時(shí)器構(gòu)成振蕩器，確定揚(yáng)聲器的頻率。555（1）定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，S開(kāi)關(guān)接通，2管腳為低電平，出發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸出脈寬為的脈沖。而555（1）的

9、輸出接到555（2）的置零輸入端，故在脈寬為的脈寬輸入555（2）時(shí)，555（2）正常工作，由于555（2）組成多諧振蕩器，其振蕩持續(xù)時(shí)間即為，因此，由于單穩(wěn)態(tài)555定時(shí)器有：,且，所以。對(duì)于555（2）定時(shí)器組成振蕩電路，有高電平時(shí)間和低電平時(shí)間分別為：于是，周期 又因?yàn)?于是 可求得 故 ，接線(xiàn)圖及輸出波形：圖5-1 電路接線(xiàn)圖備注：仿真時(shí)為方便觀察波形，我們把電容值減小1000倍；此時(shí)波的周期變?yōu)?5ms。圖5-2 輸出波形圖5-3輸出波形（周期）總結(jié)和分析：以上為EDA課程設(shè)計(jì)期間所設(shè)計(jì)的電子門(mén)鈴，它經(jīng)過(guò)多次修改和整理，基本可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。這次EDA課程設(shè)計(jì)歷時(shí)

10、兩個(gè)星期，在整整兩個(gè)星期的日子里，可以說(shuō)是很累，但是學(xué)到了很多的東西，同時(shí)不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。在編寫(xiě)頂層文件的程序時(shí)，遇到了不少問(wèn)題，特別是各元件之間的連接，總是有錯(cuò)誤。在大量的檢查下，終于找出了錯(cuò)誤和警告，排除困難后，程序編譯就通過(guò)了。也是我知道了，在設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要細(xì)心，因?yàn)橐坏霈F(xiàn)錯(cuò)誤很難檢查到。體會(huì)：通過(guò)對(duì)555定時(shí)器門(mén)鈴論文的設(shè)計(jì)，從中真正學(xué)到了很多東西，從原理圖的設(shè)計(jì)到測(cè)量印制電路板元器件的繪制在到最后的布線(xiàn)以及整個(gè)板的焊接都是一絲不茍完成的。在這期間，不僅掌握了555定時(shí)器的原理和其他元器件如各種電容、電阻、二極管、揚(yáng)聲器及按鍵開(kāi)

11、關(guān)這些元器件的原理及應(yīng)用，了解了設(shè)計(jì)門(mén)鈴的基本知識(shí)，還通過(guò)具體的電路圖，掌握了簡(jiǎn)單電路元器件裝配，對(duì)故障的診斷和排除。在電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅培養(yǎng)我們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，加強(qiáng)了動(dòng)手能力，對(duì)問(wèn)題的分析能力，以及發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題的能力。還有心態(tài)也是個(gè)很重要的問(wèn)題，有好的心態(tài)就會(huì)努力，做事也會(huì)事半功倍。還要有扎實(shí)的理論知識(shí)，在操作時(shí)知道自己的目的，使學(xué)到的理論知識(shí)得到驗(yàn)證。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)555定時(shí)器方面的知識(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了愿意所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作

12、，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。過(guò)而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不領(lǐng)悟，不斷獲齲最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉” 的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題 就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘， 而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可 能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可!參考文獻(xiàn)： 1.現(xiàn)代數(shù)字電路技術(shù) 主編：楊澤林 重慶大學(xué)出版