555门铃课程设计报告书 2Word文档格式.docx
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555定时器:
目录………………………………………………………3
一、课程设计的目的和意义………………………………………4
二、电路说明……………………………………………………4
三、电路原理……………………………………………………5
四、电路数据……………………………………………………6
五、利用Multisim绘制原理图…………………………………7
六、元器件功能…………………………………………………8
七、555定时器组成图及工作原理………………………………9
八、电路板制作流程……………………………………………13
1、简化电路图………………………………………13
2、试验………………………………………………13
3、焊接调试…………………………………………13
4、测试电路……………………………………………13
九、设计结论…………………………………………………14
555门铃电路设计
1、课程设计目的、意义
目的:
1.掌握555叮咚音响电子门铃电路的组成、工作原理。
2.了解并掌握电路的一半设计方法。
具备初步的独立设计能力。
3。
学习Multisim绘图软件设计一个叮咚门铃电路。
4。
再设计电路的过程中熟练掌握555定时器以及有他构成的各种电路的结构和用途.
意义:
在设计的过程中锻炼动手能力,增强合作意识,加强了对知识的了解,通过设计了解自己对哪方面的知识了解不足.
2、电路说明
本电路是用NE555集成电路接成的多谐振荡器。
当按下S1,电源经D2对C3充电,当集成电路4脚(复位端)电压大于1V时,电路振荡,扬声器发出“叮”声。
松开按钮S1,C3电容储存的电能经R4电阻放电,但集成电路4脚继续维持高电平而保持振荡,但这时因R1电阻也接入振荡电路,振荡频率变低,使扬声器发出“咚”声.当C3电容器上的电能释放一定时间后,集成电路4脚电压低于1V,此时电路将停止振荡。
再按一次按钮,电路将重复上述过程。
C3、R4放电时间的长短决定了断开S1后余音的长短,所以要改变余音的长短可调整C3、R4的数值,一般余音不易过长。
本电路可采用5V直流稳压电源供电,等待电流约为3。
5mA,鸣叫电流约为120mA.
3、电路原理
本电路是以NE555定时器为核心组成的“叮咚”门铃。
电路图中的NE555和R1、R2、R3、D2、D4、C3构成了一个多谢振荡器,J1是叮咚门铃的按钮开关,在平日,按钮开关处于断开的状态,此时D2没有导通,D4反向截止,R3接地,所以NE555的4号端口一直处于低电平,而NE555的4接口是复位端,当接入低电平时使其复位,所以3号端口无输出,扬声器不响。
并且C3通过R1、R2充电,充电完成后C4两端电压约等于电源电压。
当J1闭合时,D2正向导通,通过R3向C4充电,C4两端电压升高,此时NE555的4号端处于高电平,无法使其复位,与此同时,C3则通过R2向NE555的7端口放电,它们以及NE555和C5构成了一个多谢振荡器.此时f=1/0.7(2R+2R2)C2约等于1386Hz(R为D2与D4的电阻和,约为300欧)。
松开J1时,已经充满电的C4开始放电,R2、R3、C3和NE555构成一个多谢振荡器,此时f=1/0。
7(R1+2R2)C2约等于717Hz
4、电路数据
1.门铃电路
元器件
数量
数值
电阻
4
47K
电解电容
1
10uF
电容
2
103
1
104
二极管1N4148
3
按键开关
9013三极管
NE555
扬声器
2。
+5V电源电路
25V、330uF
1
1000uF
9V变压器
稳压器LM7805
二极管IN4007
5、利用Multisim绘制原理图
首先打开Multisim软件,新建文件并改文件名为555门铃。
在默认库及Component库中查询电路元件并合理摆放。
在电气规则检查无误后再添加网络表,并合理、美观的绘制Multisim图。
1。
门铃电路图
2.+5V电源电路图
6、元器件功能
电子元器件
功能
限流、分压
电容
通高频阻低频
二极管
整流
三极管
电流放大
发出叮咚生
稳压电路的输出电压为+5V
将220V交流变为9V交流
7、555定时器组成图及工作原理
555定时器的图形符号及管脚图如图1所示,其中管脚1是接地端,管脚2为触发端,管脚3为输出端,管脚4为复位端,管脚5是控制电压输入端,管脚6为门限端,管脚7是内部三极管的放电端,管脚8是电源Vcc端.
图1
555定时器的内部电路方框图如图2所示,该集成电路由四部分组成:
电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、输出缓冲器和放三极管。
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A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。
A1和A2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2Vcc/3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Vcc/3时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时充电,开关管截止。
MR是复位端,当其为0时,555输出低电平.平时该端开路或接Vcc。
CO是控制电压端(5脚),平时输出2Vcc/3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0.01uF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。
1、电阻分压器
电阻分压器由三个阻值相同的电阻(R)串联而成.由于集成运放具有高输入阻抗的特点,当CO端不施加电压时,uco=2/3VDD,运放B的“+”端电压为1/3VDD
2、电压比较器
定时器的主要功能取决于集成运放A、B组成的比较器。
比较器的输出直接控制基本RS触发器和放电管V的状态。
比较器输出输入之间的关系为:
uTH>
2/3VDD,uo1=1;
uTH〈2/3VDD,uo1=0。
u/TR〉1/3VDD,uo2=0;
u/TR〈1/3VDD,uo2=1。
式中TH为阀值输入端,/TR为触发器输入端.
3、基本RS触发器
基本RS触发器由或非门G1、G2组成。
/R是外部复位端,低电平有效,当/R=0时,Q=0,基本RS触发器不管比较器的输出如何而强制复位;
当/R=1时,定时器工作,基本RS触发器状态取决于比较器的输出。
4、放电管V和输出缓冲级
放电管为N沟道增强型MOS管。
当G5开通时,V截止,D端与地断开;
当G5关闭时,V导通,D端与地接通.
G5、G6组成输出缓冲级,其作用是提高定时器的带负载能力,同时隔离负载对定时器的影响。
8、门铃电路板制作过程
1、简化电路图
按照门铃电路原理图,画出他的简化电路图,使焊接过程更加清晰,明确。
2、试验
按照简化电路图以面包板为载体,连接线路,观察实验结果
3、焊接调试
工具:
35V烙铁、焊锡、松香、螺丝刀、钳子……
按照原理图在电路板上进行焊接元件,调试完毕后通电,直到发出叮咚的门铃声后停止操作。
4、测试电路
基本操作步骤描述:
测试前的准备观察负载电压波形聆听扬声器清理现场
(1)测试前的准备:
555定时器门铃的测试电路.安装完成后,对照测试线路图和装配图进行检查。
(2)用万用表检测电源是否有短路问题,无误后插上集成电路,方可通电测试。
(3)将电路的8脚与电源相连接.按下按钮SB,再松开SB,用示波器观察uc、uo的波形.
(4)聆听扬声器的声音。
9、设计结论:
本电子门铃从另一个角度扩展了电子门铃的功能.而且系统电路简单,运行稳定.如果要记录大量的来访信息,只需要更换同系列且容量更大的存储芯片,并在软件上对存储信息的相关起始地址作简单的修改即可.
通过这次电子门铃的设计,使我更加对门铃有了更深刻的了解和认识,获得了许多关于门铃方面的知识,也认识到自己学习中的不足,促使我会在今后的学习中更加努力学习。
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