叮咚门铃电路的设计.docx
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叮咚门铃电路的设计
叮咚门铃电路的设计
1技术指标
设计一个叮咚门铃电路,设一个按钮,按下按钮时发出门铃的较高频率“叮”声,松开按钮,发出较低频率的“咚”声。
门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。
2设计方案及比较
图1
2.1方案一
方案一原理图如图1所示,该方案主要应用555定时器构建一个多谐振荡器,通过按键开关控制两条不同的充电线路产生两种不同的发声频率,分别对应按键按下和断开的两种状态,从而实现“叮咚”的发声要求。
当按键未按下时,定时器4脚(清零端)接地,为低电平,此时定时器不能正常工作,且输出恒定为低电平,放电端7脚连接的三极管处于导通状态,此时电源未对C2电容充电,2、6脚接入电压小于1/3,扬声器不发声。
当按键按下时,清零端4脚接入高电平,定时器可以正常工作,且电源给C1充电。
按下瞬间因为2、6脚接入电压小于1/3,所以定时器输出高电平,放电端7脚连接的三极管处于截止状态,电源通过D1、R1、R3给C2充电,当C2上端电压大于2/3时,定时器输出低电平,发电端7脚连接的三极管导通,C2通过R3经过三极管放电,直至C2谁管你蛋电压小于1/3,有开始充电过程,如此循环,使得扬声器发出连续鸣响。
当按键松开后,清零端4脚不会马上突变为低电平,C1通过R4放电会使得4脚维持一段时间的高电平,就是“咚”声,维持的时间。
定时器仍处于正常工作状态,此时电源通过R2R1、R3给C2充电,如同上面一样,当C2上端电压大于2/3是会放电,小于1/3是会充电,产生循环,使扬声器发出声音。
当C1放电完毕后,清零端4脚变为低电平,定时器不能正常工作,是扬声器停止发声。
相关数据计算:
“叮”声的频率:
f111・43
0.7(RR12R3)C2(RR12R3)C2
此时C2的充电时间:
C2的放电时间:
“咚”声的频率:
此时C2的充电时间:
C2的放电时间:
“咚”声的持续时间:
频率调节和持续时间调节方法:
“叮”的频率调节:
fl与R1、R3C2成反比关系,增大R1、R3或C2则频率减小,反之则频率增大
“咚”的频率调节:
f2与R1、R2R3C2成反比关系,增大R1、R2R3或C2则频率减小,反之则频率增大。
“咚”的持续时间调节:
与C1和R4成正比关系,增大C1或R4则持续时间变短,反之则增长。
仿真是2脚输入波形和3脚输出波形:
5/10
图3“咚”的波形
图4
2.2方案二
方案二原理图如图4所示,该方案利用四个二输入与非门、电阻及电容构成两组音频震荡电路:
音频电路1(A和B组成),音频电路2(C和D组成)。
通过按键控制两组音频电路的工作状态驱动扬声器发出声音。
当按键未按下时,两个音频电路均不工作,不产生震荡信号,扬声器不发声。
当按下按键时,使C1两端均为高电平,且电源驱使两个音频电路工作,两个电路的信号在D2、D3出叠加,驱使扬声器发声。
当按键松开时,C1通过R2放电,使音频电路2继续工作,因为1脚为低电平,所以音频电路1不工作,此时只有音频电路2驱使扬声器工作。
当C1放电完成后,两个音频电路均不工作,扬声器停止工作。
相关数据计算:
“叮”的频率计算:
“咚”的频率计算:
“咚”的持续时间:
电路调节方法:
“叮”的频率调节:
fl与R3R4C2C3成反比,增大R3R4C2C3的值,频率减小,反之频率增大。
“咚”的频率调节:
f2与R4C3成反比,增大R4C3则频率减小,反之则频率增大。
“咚”的持续时间调节:
与C1、R2成正比,增大C1或R2则持续时间增长,反之则减短。
2.3方案三
方案原理图如图5所示,该方案与方案一原理相同,主要是把电路设计改动了一下,使得充电路径有所改变。
当按键未按下时,定时器4脚(清零端)接地,为低电平,此时定时器不能正常工作,且输出恒定为低电平,放电端7脚连接的三极管处于导通状态,此时电源未对C2电容充
电,2、6脚接入电压小于1/3,扬声器不发声。
当按键按下时,清零端4脚接入高电平,定时器可以正常工作,且电源给C1充电。
按下瞬间因为2、6脚接入电压小于1/3,所以定时器输出高电平,放电端7脚连接的三极管处于截止状态,电源通过D1、R3给C2充电,当C2上端电压大于2/3时,定时器输出低电平,发电端7脚连接的三极管导通,C2通过R3经过三极管放电,直至C2谁管你蛋电压小于1/3,有开始充电过程,如此循环,使得扬声器发出连续鸣响。
当按键松开后,清零端4脚不会马上突变为低电平,C1通过R4放电会使得4脚维持一段时间的高电平,就是“咚”声,维持的时间。
定时器仍处于正常工作状态,此时电源通过R1、R3给C2充电,如同上面一样,当C2上端电压大于2/3是会放电,小于1/3是会充电,产生循环,使扬声器发出声音。
当C1放电完毕后,清零端4脚变为低电平,定时器不能正常工作,是扬声器停止发
相关数据计算:
“叮”声的频率:
此时C2的充电时间:
C2的放电时间:
“咚”声的频率:
此时C2的充电时间:
C2的放电时间:
咚”声的持续时间:
频率调节和持续时间调节方法:
“叮”的频率调节:
fl与R3C2成反比关系,增大R1、R3或C2则频率减小,反之则频率增大。
“咚”的频率调节:
f2与R1、R3C2成反比关系,增大R1、R2R3或C2则频率减小,反之则频率增大。
“咚”的持续时间调节:
与C1和R4成正比关系,增大C1或R4则持续时间变短,反之则增长。
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