无线音乐门铃设计.docx
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无线音乐门铃设计
第一章绪论……………………………………………………………………………………1
第二章设计描述……………………………………………………………………………1
2.1设计目的……………………………………………………………………………1
2.2设计要求………………………………………………………………………………2
第三章无线音乐门铃设计方案及其比较…………………………………………………3
3.1方案一…………………………………………………………………………………3
3．1.1TC4096UBP……………………………………………………………………3
3.1.2发射板原理……………………………………………………………………3
3.1.3接收板原理……………………………………………………………………5
3.1.4总体原框图……………………………………………………………………6
3.1.5功能介绍………………………………………………………………………7
3.2方案二…………………………………………………………………………………7
3.2.1发射板原理…………………………………………………………………7
3.2.2接收板原理…………………………………………………………………8
3.2.3总体原框图…………………………………………………………………9
3.2.4芯片介绍……………………………………………………………………9
3.3方案比较……………………………………………………………………………11
第四章无线音乐门铃的组装…………………………………………………………………11
4.1整件焊接……………………………………………………………………………11
4.2整件调试……………………………………………………………………………13
4.3整机安装……………………………………………………………………………15
4.4清点元器件…………………………………………………………………………
第五章总结………………………………………………………………………………………16
5.1归纳……………………………………………………………………………………16
5.2心得体会……………………………………………………………………………16
参考文献…………………………………………………………………………………………17
第一章绪论
无线电在我们生活中发挥着重要的作用，首先应当说的是无线电通信，拿我们日常最常见的手机来说就是最普及的一种无线电通信，这种由手机，基站，交换终端等设备组成的网络系统极大的方便着我们的生活，其次是专网通信，其实CDMA最早是军队研发的，这种系统具有保密性好，信号稳定等特点，现在军队使用的通信大多具有跳频技术，即通信的若干方随时根据一定的规则转换
随着经济的发展，人们的生活水平在不段提高，对产品的要求也越来越高，有线门铃已不在是消费者心目中满意的产品，更多的消费者追求更方便，性能更好的无线遥控门铃，进而市场上的无线门铃也越来越多。
所谓无线门铃是针对传统的有线门铃而讲的。
传统的门铃都为有线门铃，虽然它也极大的方便了我们的日常生活，然而在一些已装修好的室内，由于传统的门铃布置采用导线将门铃的各个设备连接到一起需要布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。
这就需要者有一款能够不需要布线的遥控门铃，伴随着电子的发展，这样的一款产品也就应运而生。
无线门铃不仅安装和使用方便，而且无线遥控音乐门铃能发出各种不同的优美音乐，用户可以通过转换开关选择喜欢的音乐。
在现代家庭中，利用无线电技术制成的无线门铃和无线防盗报警器已广为应用，门铃的发展也将向着智能化、数字化、信息化。
随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，更廉价、功能更多、性能更好的无线遥控音乐门铃将不断被研究出来并生产流入市场。
第二章设计描述
2.1设计目的
学习LC振荡电路的设计，学习利用LC振荡电路作为载波发射无线编码；掌握无线编码原理，以及2ASK编码解码原理；了解电子制作的基本方法和过程，培养自己的具有独立动手能力。
电子技术课程设计是电子技术课程的总结，是培养综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的基本训练，可以加深对本门课程知识的理解。
通过具有一定功能和应用价值的一个具体产品的设计与制作，或者一个实际项目的开发与应用，使我们受到工程设计、制造工艺、调试检测和撰写技术报告的系统训练，启迪我们的创新思维，培养我们分析问题和解决问题的综合能力。
实验实训环节是非常重要的，他是理论联系实际的主要形式，是实施“教学做合一”教学理念的重要手段，也是激发我们创新意识的有效载体，更是训练、培养学生技术应用能力和实际操作技能的根本途径。
通过课程设计，使我们巩固、加深和学习光电子技术的基础理论、基本知识和技能技能；使我们能正确地选择和使用常用电工仪表、电子仪器及有关实验设计；使我们掌握基本电量及电子元件的测试技术、实验方法和数据的分析处理；使我们能应用已学的理论知识设计简单的应用电路，合理选择元器件构成实用的电子小系统；使我们受到基本的实验技能、系统的工程实践和撰写技术报告的初步训练；培养我们严肃认真、实事求是、独立思考、踏实细致的科学作风，树立创新精神，养成良好的工作习惯
2.2设计要求
5采用无线电进行遥控，要调试出最远遥控距离
6在同一区域范围内能有多套系统同时工作而互不影响
7具有一定的保密性
第三章无线门铃设计方案及其比较
3.1方案一
3.1.1TC4069UBP
TC4069UBP是6反相器。
所谓反相器，就是么相器都有两端，输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。
如图1脚和2脚为第一个反相器，本文称反相器1，之后称反相器2、3、……，TC4069UBP共有六个反相器。
图3-1-1TC4069UBP内部结构图
发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。
调制级电路由一块TC4069UBP芯片和32.768KHz晶体完成。
发射器开关按下时，反相器1和2及相关元件组成振荡发生器，产生32.768KHz低频信号。
过程：
反相器1的1脚开始为低电平，2脚就是高电平，4脚也为高电平。
2脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2-X1-反相器2的4脚到负极。
充电时间由X1决定，等效电容为200P。
由于X1的充电，X1上的电压逐渐上升，当升至反相器1的翻转电平时，2脚就由原来的高电平转为低电平，4脚也同时转为低电平。
X1开始放电，放电通路为R2-反相器1的2脚-负极。
放电后X1上的电位降低，到一定程度时1脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对X1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，4脚输出一次低高变化的电平。
之后振荡一直持续下去，反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。
这个信号的频率由晶体决定，为32.768kHz。
这个过程在电路实际工作时完成得极快。
反相器1和反相器2用于产生振荡信号，反相器3-6并联使用，构成输出控制，能提供20-30mA的灌入电流。
反相器3-6的输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。
7脚输出一串数字编码信号，经Q1放大后由L1向外发射。
D1为LED信号发射指示。
图3-1-2发射板原理图
Q1、L1、C3和C1电容组成高频振荡器，振荡频率由印刷电感L和C3及三极管的集电结电容C2决定。
一般为200-270MHz。
Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波，再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制，通过印刷电感L发射信号。
按键每按一次就发射一次。
3.1.3接收板原理
图3-3-1接收板电路图
Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器，L2为绕制线圈，在直径5mm的骨架上绕制，用0.51漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。
当L2的振荡频率与发射端相同时，产生谐振，Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制，L1为色环电感，阻止高频信号通过。
超再生振荡电路具有自检波功能，检波后的调制信号在R14上产生压降，经R3、C7送入TC4069进行放大，整形再放大，这由三个反相器13和12、11和10、1和2（三级高增益放大器）完成，C8滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。
经三极放大后的调制信号与发射端（低频32.768KHz）同频，X1在电路中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入Q2放大整形，该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。
R21限流，C11滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰，本电路采用TQ33G系列三种声音可选择，双音叮咚，西敏寺，爱丽斯。
K1是乐曲选择开关，音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。
图3-4-3TQ33G管脚图
3.1.4总体原框图
发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。
接收板由超再生振荡接收器完成接受信号功能。
当有人按下发射板开关时，发射器开始工作，发射出电磁波信号；接收板产生谐振，经整形、功率放大推动喇叭发声。
3.2方案二
3.2.1发射板原理
3.2.3接收板原理
3.2.3总体原框图
3.2.4芯片介绍
PT2262的管脚排列图
PT2272的管脚排列图
3.3方案比较
方案一
方案二
器件的数目
多
较少
电路的功耗
比较大
较少
布线的复杂程度
复杂
中等
反映速度
较慢
很快
造价
高
便宜
总结：
综上比较方案二从各方面经行比较是很不错的选择，因此将方案二定为实现方案
第四章无线音乐门铃的组装
4.1整件焊接
一．焊接前准备
1、将某些元器件按照印制电路板中的焊盘间的距离大小进行90度折弯，为焊接做准备
2、准备焊接工具：
电烙铁，焊锡丝，镊子，尖嘴钳，偏口钳，螺丝刀，吸锡器等
二．焊接各元件
三．焊接操作的基本步骤
（1）准备施焊
（2）加热焊件
（3）熔化焊料
（4）移开焊锡丝
（5）撤离电烙铁
四．焊接注意事项
（1）元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里后外的原则，这样有利于装配顺利进行。
（2）在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时，引线不能太长，否则降低元器件的稳定性；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。
一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电容的正负极性，不能插错。
电解电容立式安装焊接，不行就可改为卧式焊接，太高就会影响后盖的安装。
（3）集成电路的焊接：
TC4096为双列14脚扁平式封装，在焊接时，首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接1、14脚用于固定IC，然后再重复检查，确认后再焊接其余脚位。
由于IC引线脚较密，焊接完后要检查有无虚焊，连焊等现象，确保焊接质量。
（4）发光二极管主要用来进行发射端和接收端开关的指示。
为使二极管正好露出头，当电路基本焊接好后，适当和外壳比较，使其管脚的长度正好适合其露出头。
焊接时要注意二极管的正负极。
（5）焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。
（6）焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这样焊锡与电烙铁夹角成90度。
（7）焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡；也不要过短，以免造成虚焊。
一般焊点整个焊接操作的时间控制在2～3s。
（8）焊接时，烙铁头不要对焊点施加力量或加热时间过长，否则会引发高温损伤元器件，高温焊点表面的焊剂挥发严重，塑料、电路板等材质受热变形，焊料过多焊点性能变质等不良的后果。
（9）元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为宜，多余的可以剪掉。
（10）焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。
4.2整机调试
1、发射器的调试：
所有元件焊接好后，将电路板装入遥控器合子内，注意检查微动开关是否可听到清脆的开关声；
如有频率计或频谱仪等仪器，可在装入发射器电池后按动遥控器检测是否有高频无线电波发射，如没有这些仪器，也可用收音机或接上电脑的音箱，当按动遥控器时，可听到"吱吱"声，这就表明发射部分工作正常，一般只要元件安装正确，元件焊接时线路板上无搭锡或虚焊，都能一次成功；
2、接收器的调试：
全部元件安装完成后，将线路板装入塑料外壳内，电源引线连接时一定要注意极性不要装反；
装上二节5号电池，按动音乐选择按键，正常可以听到音乐声，每按一次，换一种音乐，一直循环，若发现不会响，应仔细检查喇叭线是否焊牢，音乐片的引脚是否有虚焊等；
以上几项都正常后，便可以进行发射与接收的联调，将发射器放在接收器边上，按动遥控器，若有声音了，再将两者的距离加大，再按，若没有声音了，用无感螺丝刀调节接收器上的可调电感，直到按下遥控器门铃会响，继续加大两者的距离，用上述方法反复调试，直到距离在20米以上都可以可靠进行遥控时，说明遥控门铃的调试工作完成。
4.3整机安装
安装注意事项
1、本制作套件中，对高频部分电路元件的安装，尽量让元件靠近电路板，即把元件全部插到底后焊接，焊接时所选用的焊锡丝尽量选用含锡量较高的产品，若用到松香作为助焊剂，一定要保持电路板上的清洁，否则元器件引脚较长及电路板上留有较多的松香，会使得电路的分布电容增加，使得高频振荡部分电路不稳定，从而影响整机的性能。
2、发射器线路板安装时，特别要注意微动开关动片与塑料外壳的配合，正常时按下发射开关后，应听到清脆的开关声音，若装上电路板固定螺丝后，出现无法按动开关等现象，应仔细检查微动开关动片与塑料开关是否有卡死。
3、发射器电池安装簧片与线路板的焊接时，一定要先在电路板和电池簧片上上锡，由于电池簧片金属部分面积大，散热也快，因此上锡时注意不要烫手，将电池簧片与线路板焊接时，接触面积一定要大，否则装电池时这部分元件会承受较大的机械力，容易松动或脱落，同时也要注意线路板上焊接的时间不要太长，否则容易使线路板上的铜皮脱落。
4、音乐集成电路安装时注意时间不要太长，有条件的话，电烙铁最好外壳接地，焊音乐片时可先将音乐片的第一个脚进行上锡，注意不要太多，否则无法插入线路板上的小槽，音乐片与线路板焊接线，线路板上应全部上过锡，当插入音乐片后，先将第一只脚与线路板进行焊接，让其定位，然后再将最后一只脚焊上，等焊锡冷后，音乐片便牢牢地装在线路板上了，这时再去焊另外的引脚就会方便许多。
4.4清点元器件
接收板清单
接收板清单
元件
名称规格
用量
位号
元件
名称规格
用量
位号
集成电路
2272
1块
电容
2——4P
1只
C1
线路板
0802
1块
电容
8P
1只
C2
门铃IC
9300
1块
电容
102
1只
C3
铜芯线圈
1只
L1
电容
101
1只
C5
色环电感
4.7UH
1只
L2
极性电容
1UF
3只
C6，C8，C4
铜芯线圈
1只
L3
极性电容
32UF
1只
C9
三极管
9018
1只
VT1
电池
三极管
9014
1只
VT2
发射板清单
三极管
9014
1只
VT3
元件
名称规格
用量
位号
三极管
9014
1只
VT4
线路板
0802
1块
电阻
560
1只
R1
集成电路
PT2262
1块
电阻
120K
1只
R2
铜芯线圈
5-20P
1只
L1
电阻
1.5K
1只
R3
铜芯线圈
4.7UF
1只
L2
电阻
1M
1只
R5
可变电容
1只
C1
电阻
4.7K
1只
R6
电容
15P
1只
C2
电阻
470K
1只
R7
电容
1P
1只
C3
电阻
51K
1只
R8
电容
104
1只
C4
电阻
68K
1只
R9
电阻
100K
1只
R1
电阻
30K
1只
R10
电阻
1M
1只
R2
电阻
10K
1只
R11
电阻
2.2K
1只
R3
电阻
330K
1只
R12
三极管
9018
1只
VT1
电阻
430
1只
R13
发光二极管
3
VD
电阻
5.6K
1只
R4
电池
第五章总结
5.1归纳
该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收由解调、放大、整形、声响电路组成，性能稳定，遥控距离远，功耗低等特点。
但随着微电子技术、无线技术和网络技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，无线音乐门铃将满足不了人们的生活需要，无线可视门铃已逐渐走进人们的生活。
随着生活节奏的加快，有访客而主人不在家，则需要一种能够纪录来客的录象门铃，也可作为防盗设备。
我们可以设计集无线门铃和无线防盗报警器于一身的无线门铃报警器的制作，集思广益创新思想,扩展本课题的功能和应用范围。
可以将单片机技术应用于无线遥控门铃行业，使门铃的功能更加广泛。
随着数字智能化技术的发展，智能门铃、可视对讲门铃、红外线门铃等将快速发展，并将很快普及我们的生活。
可见，无线遥控门铃的发展前景非常乐观，市场前景非常广阔，由此，对于门铃系统的开发与研究将成为我们电子应用专业人员长期研究的课题。
基于该门铃的使用简便，除用作门铃外，也可作为传呼、看护病人、紧急通知等短距离的联络。
不足之处在于该门铃并不适用于有残疾人士如耳聋者，虽然便该套门铃有工作指示灯，但只是一个小小的发光二极管，如果改为一3色跑马灯，当音乐响起时，3中颜色的跑马灯就紧随闪烁，这样就会让听觉不灵敏的人们更方迅速地知道有客人来访。
5.2心得体会
对于本毕业设计我体会很多，从原理图的设计到元器件尺寸的测量到印制电路板元器件的绘制再到最后的布线以及整个板的焊接我都是一丝不苟的完成。
这在整个过程中也是遇到了不少的困难，开始由于原理图元器件的绘制有误便导致了原理图绘制出现了麻烦，比如在绘制PCB板加载网络表时就出现了相当多的错误，但是在我请教了同学和老师之后，我还是努力的将PCB板绘制了出来。
印制电路板元器件的绘制是相当复杂的，大到各个元件，小到各个尺寸，都容不得半点马虎。
然而当各个环节都做好之后，加载网络表却出现了相当多的错误，这不仅需要细心，更需要耐心，各元器件的封装必须要有，管脚的相互对应必须一致，这些都耗费了大量的精力。
最后当看到屏幕上显示所有网络宏生成正确时，我才终于长舒了一口气。
最后的就是元器件的摆放与布线了，虽然工作也是异常复杂，但完成的还算顺利。
在做整个毕业设计的过程中，我也体会到了很多的乐趣，也激发了我们对电子行业及其产品的兴趣，使我们以后更有信心迈步于电子行业，将自己所学的知识揉合到以后的工作当中，在以前的学习中，我们对知识有了一定的了解，但那都是很零散的，所以理解的很肤浅并不透彻。
这次毕业设计是对我三年来大学学习的检验，它也使我不仅在理论知识上得到了很大的提高，动手操作能力也大为提升。
动手能力的提升表现了：
能很正确的理解各个电子元器件，其次还懂得了如何测量和检测各元器件，也熟练地掌握了正确运用电烙铁焊接元器件，懂得自己分析电路和并能自己纠错更正。
我将步入社会，走上自己的工作岗位。
通过这次设计，使我深深的知道，在工作中的任何环节都不能马虎，任何一点小小的差错都可能造成最终的失败。
所以我学到了：
做事要有胆大，心细，谨慎的作风。
在以后的工作当中，我还将一如既往的保持下去，我想它将会使我以后的工作做的更好，路走的更宽，更远。
参考文献
[1]周良权，傅恩锡，李世馨.模拟电子技术基础（第3版）.北京：
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[3]张玉莲.电子CAD（Protel99SE）实训指导书.西安：
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电子工业出版社，2008,6
[5]孙津平.数字电子技术（第二版）.西安：
西安电子科技大学出版社，2005，7
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北京理工大学出版社，2005，3
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