叮咚门铃电路.docx
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叮咚门铃电路
课程设计
题目：
电子技术课程设计
学生姓名
学号：
院系名称：
电气与信息工程学院
专业班级：
指导教师：
职称：
讲师
二○一年三月八日
课程设计任务书
组内学生姓名
人数
2
院系名称
电气与信息工程学院
专业
电气工程及其自动化
班级、学号
指导教师姓名
职称
讲师
从事专业
电气工程及其自动化
题目名称
晶体管小功放电路叮咚门铃电路
一、课程设计的目的、意义
（1）巩固所学的相关理论知识；
（2）实践所掌握的电子制作技能；
（3）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则；
（4）掌握模拟电路的安装、测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象（或数据）独立解决调试中所发生的问题；
（5）学会撰写课程设计报告；
（6）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风；
（7）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力；
二、课程设计的主要内容、技术要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等）
（1）完成以模拟电路为主和以数字电路为主的两个设计题目任务；
（2）了解设计内容的实际意义与用途，学会总体设计方案的论证与选择；
（3）根据技术指标要求和电路图，分析工作原理；
（4）组装调试所设计的电路使其正常工作；
（5）在万能板上进行电路安装调试；
（6）掌握元器件的选择与技术手册的使用方法，明确电子元器件的性能和使用方法等；
（7）写出设计报告，提出元器件清单。
三、课程设计完成后应提交的成果
课程设计报告，实习日志，实物制作。
四、课程设计的工作进度安排
1.选好自己所要设计的课题；
2.提出设计方案，计算技术指标，画出电路图，分析工作原理，电路图仿真，直至满足设计要求，列出元器件清单；
3.购买元器件；
4.根据电路图焊接电路板；
5.检查、调试电路板；
6.撰写设计报告。
五、主要参考资料
[1]童诗白,华成英，《模拟电子技术基础》（第四版），北京，高等教育出版社，2006年；
[2]邱关源，《电路》，北京，高等教育出版社，2006年；
[3]秦进平主编，《数字电子与EDA技术》，哈尔滨，科学出版社，2011年；
[4]赵近芳，《大学物理》，北京，北京邮电大学出版，2011年；
[5]阎石，《数字电子技术基础》，北京，高等教育出版社，2010年。
六、备注
指导教师签字：
年月日
教研室主任签字：
年月日
课程名称
电子技术课程设计
课程设计时间
同组人姓名
课程设计内容摘要：
课程设计与研制电子产品有诸多不同。
对于研制电子产品来说，选题和拟定性能指标十分重要，一般需要经过充分的调查研究才能确定，否则研制出来的产品可能没有实用价值和经济效益。
而课程设计重在教学练习，设计题目是由教师指定、给定性能指标，学生不需进行市场调研。
对于研制电子产品来说，必须考虑经济效益。
在研制电子产品时，在保证性能指标前提下，应设法降低成本，因此，凡是市场上或从生产厂家可以买到的元器件都可以选用。
但课程设计必须考虑元器件的通用性。
由于实验室备料不可能十分丰富，因此课程设计对元器件的品种有一定限制，一般只能在规定的范围内选用元器件。
另外，电子产品研制还要考虑外形设计、销售等商业性问题，因为产品要转变成商品，其最终的目的是产生经济效益。
课程设计只是电子电路设计的一次演习，它重在基础训练，是电子产品研制的原理电路设计阶段，与研制电子产品的实际情况存在相当大的差距。
因此，电子技术课程设计的目的和任务是，使学生通过电子技术课程设计加强理论与实践的结合与渗透，加强综合设计能力、理论知识的运用能力、分析与解决问题的能力以及创新能力，进一步培养学生踏实严谨的工程实践能力，同时为后续课的学习以及毕业后从事研制电子产品的工作奠定坚实的基础。
指导教师评语
成绩
前言.....................................................1
第1章晶体管小功放电路..................................3
1.1课程设计的目的要求技术指标......................3
1.1.1课程设计的目的..................................3
1.1.2课程设计的要求..................................3
1.1.3课程设计的技术指标..............................3
1.2电路结构及工作原理................................3
1.2.1电路结构.............................................3
1.2.2工作原理.............................................4
1.3元器件............................................5
1.3.1元器件列表.....................................5
1.3.2其他材料.......................................5
1.4电子电路的安装检查..............................5
1.4.1安装..........................................5
1.4.2检查..........................................6
第2章叮咚门铃电路.....................................7
2.1课程设计目的指标................................7
2.1.1课程设计的目的.................................7
2.1.2课程设计的指标.................................7
2.2方案设计.........................................7
2.2.1电路原理图...........................................7
2.2.2工作原理.............................................8
2.3555定时器........................................8
2.4各元器件功能.....................................9
2.5元器件..........................................10
2.5.1元器件列表....................................10
2.5.2其他材料......................................10
2.6制作过程.........................................10
心得体会................................................11
参考文献................................................13
前言
电子技术实习的主要目的就是培养我们的动手能力，求要我们对电子元器件识别能力有所加强，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方法有个更加详实的体验，不能在面对这样的东西时还像以前那样一筹莫展。
有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业知识。
使我们对电子元件及收音机的装机与调试有一定的感性和理性认识，打好日后深入学习电子技术基础。
同时实习使我获得了实际生产知识和装配技能，培养理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强独立工作的能力。
同时也培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。
第1章晶体管小功放电路
1.1课程设计目的、要求与技术指标
1.1.1课程设计目的
（1）巩固所学的相关理论知识；
（2）实践所掌握的电子制作技能；
（3）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则；
（4）掌握模拟电路的安装、测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象（或数据）独立解决调试中所发生的问题；
（5）学会撰写课程设计报告；
（6）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风；
（7）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力。
1.1.2课程设计要求
（1）掌握元器件的选择与技术手册的使用方法，明确电子元器件的性能和使用方法等；
（2）进行正确的单元电路设计及参数计算；
（3）根据技术指标要求和电路图，分析工作原理；
（4）组装调试所设计的电路使其正常工作；
（5）在万能板上进行电路安装调试；
（6）写出设计报告，提出元器件清单。
1.1.3技术指标
（1）功率放大器输出负载为一个8欧姆/0.5W的扬声器；
（2）电源电压9V。
1.2电路结构及工作原理
1.2.1电路结构
图1.1晶体管小功放电路原理图
1.2.2工作原理
这实际上就是OTL互补输出功放电路。
输出级：
由两个特性相同的三极管组成。
（特性相同是为了来保证输出信号的正负半周信号对称。
）同为射极输出（原因：
射极输出，共集电极输入电阻大，输出电阻小，带负载的能力较强）。
两个3.3的电阻，射极负反馈电阻，同时起到限流保护作用。
两个1N4148使8050和8550之间的基极电位差等于两个二极管的正向压降，克服交越失真，稳定两输出极三极管的中点电压。
对于交越失真后文再进行阐述。
在从9014看，它给功放级足够大的信号，1.5K和5.6K的电阻作为其基极偏置电阻，提供合适的基极偏置电流。
而470欧姆的电阻和22欧姆的电阻共同用来稳定9014的静态工作点。
关于交越失真，我认为它的存在主要是因为管子存在死区电压，而关于克服交越失真的措施有：
首先使静态时输出级两个管子处于临界导通状态，即工作于甲乙类状态。
再有利用两个二极管提供稍大于两三极管发射结的偏置电压，在输入信号的作用下，两个管子就可在大于半个周期内导通，并工作于甲乙类工作状态。
则可以在两管波形结合时抵消每管在静态工作点附近的失真部分。
1.3元器件
1.3.1元器件如下表所示：
元件序号
型号
主要参数
数量
R1
电阻
5.6K
1
R2
电阻
1.5K
1
R3
电阻
470
1
R4
电阻
22
1
R5、R6
电阻
3.3
1
Q1
三极管
9014
1
Q2
三极管
8050
1
Q4
三极管
8550
1
D1、D2
二极管
1N4148
1
C1
电容
47uf
1
C4
电容
1000uf
1
表1.1所需元器件
1.3.2其他材料：
万能板1块电烙铁锡若干导线若干
1.4安装检查调试
1.4.1安装
正确的组装方法和合理的布局，不仅可使电路整齐美观、工作可靠，而且便于检查、调试和排除故障。
如果能在组装前先拟定出组装草图，则可获得事半功倍的效果、使组装既快又好。
安装应注意以下几个方面：
（1）所有元器件在组装前应尽可能全部测试一遍，以保证所用元器件均合格；
（2）所有集成电路的组装方向要保持一致，以便于正确布线和差线；
（3）组装分立元件时应使标志朝上或朝向易于观察的方向，以便于查找和更换。
对于有极性的元件，如电解电容器、二极管等，组装时一定要特别注意，切勿搞错；
（4）连线尽量做到横平竖直，连线不允许跨接在集成电路上，必须从其周围通过。
同时应尽可能做到连线不互相重叠、不从元器件上通过。
1.4.2检查
电子电路调试之前一定要先检查电路。
检查的时候要求做到以下几点：
（1）不通电检查：
电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查接线是否正确，包括多线、少线、错线等，尤其是电源线不能接错或接反，以免通电后烧坏电路或元器件。
查线的方式有两种：
一种时按照设计电路接线图检查安装电路，在安装好的电路中按电路图一一对照检查连线；另一种方法是按实际线路，对照电路原理图按两个元件之间的连线去检查。
无论哪种方法，在检查中都要对已经检查过的连线做标记。
使用万用表对检查连线很有帮助。
（2）直观检查：
连线检查完毕后，直观检查电源、地线、信号线、元器件接线端之间有无短路，连线处有无接触不良，二极管、晶体管、电解电容等有极性元器件引线端有无错接、反接，集成块是否插对。
（3）通电检查：
电源接通之后不要急于测量数据和观察结果，首先要观察有无异常现象，包括有无冒烟、有无异常气味、触摸元件是否有发烫现象、电源是否短路等。
如果出现异常，应立即切断电源，排除故障后方可重新通电。
第2章叮咚门铃电路
2.1课程设计目的、任务与指标
2.1.1课程设计的目的
（1）实践所掌握的电子制作技能；
（2）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则；
（3）学会撰写课程设计报告；
（4）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风；
（5）完成一个实际的电子产品，提高分析问题、解决问题的能力。
2.1.2课程设计的指标
设计一个“叮咚”门铃电路，设置一个按钮，按下按钮是发出较高频率“叮”声，松开按钮，发出较低频率的“咚”声。
门铃的声音频率共和持续时间可调。
正常人的听力范围在20赫兹到20000赫兹，而300赫兹到5000赫兹则是人耳最敏感的声音频率范围，因此，门铃声最好在这个范围内或者左右。
要求两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求恰当。
电路最好具有低功耗。
2.2方案设计
2.2.1电路原理图
图2.2.1电路原理图
2.2.2工作原理
本电路是以一块以NE555时基电路为核心组成的“叮咚”门铃。
电路图中的NE555和R1、R2、R3、D1、D2、C2构成了一个多谐振荡器，SW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D1没有导通，D2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接口是复位段，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C2通过R1、R2充电，充电完成后C1两端电压约等于电源电压。
当SW闭合时，D1正向导通，通过R3向C1充电，C1两端电压升高，此时NE555的4号端处于高电平，无法使其复位，于此同时，C2则通过R2向NE555的7端口放电，它们以及NE555和C3构成了一个多谐振荡器。
此时f=1/0.7（2R+2R2）C2约等于1386Hz（R为D1与D2的电阻和，约为300欧）。
松开SW时，已经充满电的C1开始放电，R2、R3、C2和NE555构成一个多谐振荡器，此时f=1/0.7（R1+2R2）C2约等于717Hz.
2.3555定时器
555定时器电路是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。
它结构简单，使用灵活，用途十分广泛。
只需外接入少量电阻和电容就可以组成多种波形发生器、多谐振荡器、定时延时电路、双稳态触发器、报警电路、频率变换电路等。
555引脚功能介绍如下：
（1）1为接地端GND。
（2）2为低电平触发。
当2端的输入电压高于1/3Ucc时，C2的输出为高电平，基本RS触发器保持不变；当输入电压低于1/3Ucc时，C2的输出为低电平，使基本RS触发器置“1”。
（3）3为输出端。
输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。
输出高电平电压低于电源电压Ucc大约1~3V。
（4）4为基本RS触发器的复位端。
由此输入负脉冲（或使其低于0.7V）而使触发器直接复位。
（5）5为控制电压端。
在此端可外加一电压，以此改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰。
（6）6为高电平触发端。
当输入电压低于2/3Ucc时，C1的输出为高电平，基本RS触发器保持不变；当输入电压高于2/3Ucc时，C1的输出为低电平，使基本RS触发器置“0”。
（7）7为放电端。
当触发器的Q端为“1”时，放电三极管导通，常用于给外接电容元件提供放电通路。
（8）8为电源端。
可在5~8V范围内使用。
2.4各元器件功能
R1：
SW断开后，给C2充电
R2：
给C2充放电
R3：
给C1充放电
R4：
限制电流，防止三极管被烧坏
C1：
充放电控制NE555的4端口的，来控制扬声器的工作
C2：
充放电来控制NE555，使其发出脉冲波
C3：
滤波,防止干扰
D1、D2：
单向导电，防止闭合SW后，还有电流流过C1使其充电
SW：
开关按钮，控制“叮咚”声的开始和叮声的结束
VT：
放大电流，使电流能够驱动扬声器
扬声器：
使其发出叮咚的声音
2.5元器件
2.5.1元器件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
R4
电阻
120
1
R3
电阻
10K
1
R2
电阻
5K
1
R1
电位器
10K
1
C3
电容
0.01uf
1
C2
电容
0.1uf
1
C1
电容
100uf
1
SPEAKER
扬声器
8Ω0.5w
1
Ne555芯片
振荡器
1
VT
三极管
SS9013
1
D1、D2
二极管
1N4148
1
SW
开关
1
表2.5.1元件清单
2.5.2其他材料：
万能板1块电烙铁锡若干导线若干
2.6制作过程
在制作实物电路板时，应注意各元件的选择，尤其是555电路的选择，焊接时，在留出充足焊接空间的情况下，保证电路板紧密、美观。
心得体会
通过两周的电子设计，我收获了许多。
我们选择的制作题目是“晶体管小功放电路”和“叮咚门铃电路”。
在进行电子制作之前，我们将必须物品进行了列表，进行统一购买，如：
电路板，焊烙铁，焊锡以及元器件等。
为了避免制作过程中的元器件损坏，将元器件买了多份。
这个功放电子制作所需的元器件较为常见，所以很容易买到，但3.3欧姆的电阻我们使用了3.6欧姆的电阻进行了替代。
在焊接电路的过程中，由于元器件过于松动，所以我把原件的两脚弯折一定角度，使元件能稳定住。
焊接时，先用焊锡粗略的粘住一个脚，再焊另外一个脚，焊好后在回来焊原来粗略粘住的那个脚。
这样做很方便有效，有时候由于管脚过长而不得不进行修剪。
我采用的是锡接走线法，不得不说确实相当浪费锡丝。
这种方法难度较高，受锡丝、个人焊接工艺等的影响。
由于个人焊接技术过次，以及锡丝质量等问题，导致了焊接的美观性不太优越。
未能掌握好锡丝的用量，很容易导致错误的焊接，想要改正是件很麻烦的事，所以操作时应小心谨慎。
在将小元器件焊接完之后，我便开始对电源、扬声器和输入端进行安装和焊接。
首先对较小的信号输入端进行安装，将导线和接头进行了焊接，在焊接时应注意其极性，再将信号输入的末端接入电路，在焊接完毕之后，我又将其进行了固定。
接下来对电源进行安装和焊接，由于开始布局的时候就注意到了整体的布局及其美观，只需要将其安到预定位置即可，对于电源的焊接同样应注意其极性，由于电源体积过大和过于松动，对其进行了必要的固定措施。
最后进行扬声器进行安装固定和焊接，同样应注意其极性，焊接完毕后，对电路板进行了反复的检查，以免电路焊接错误导致元器件的损坏，仔细检查无误后，输入信号，闭合开关，进行实际电路检测，幸运的是，我们一次性就发现能达到预期效果，初步认为此电子制作成功。
对于“叮咚门铃电路”的制作，效果也还不错，在整个电子制作的过程中，得了许多有用的知识。
对于电子制作，一定要求细心谨慎，小小的错误就会导致整个电路的失败或者元器件的损坏，切忌想当然的操作，只有把制作过程中的每一步的仔细的计划好，并且按部就班的进行，才能圆满的完成整个制作。
细心和耐心都不可缺，不能心浮气躁，电路未能达到预期效果也不要埋怨电路的过于复杂，应冷静找出自己的错误，或者电路自身的不足，只有坚持不断的寻找问题的原因才有可能解决问题。
也许很多问题从来都没有遇到过，也根本搞不清到底如何去解决它，但是一旦我们通过自己的努力，将它弄明白了，它就会变得很简单，并且以后你也不会为它感到棘手。
此外，通过此次电子制作，我也真正体会到了自主学习的重要性，以及自学能力的重要性。
对于一个以前完全没有接触过的东西，没有人能真的完全帮到你，只有靠自己想办法去了解、学习，当自己用心去学，用心去做的时候，才能感受到其中的乐趣，才能更加深刻的理解所学到的知识理念。
对于电子制作以及电路的焊接，我以前一直以为是件相当难的而且是我办不到的事情，但通过本次实物制作，我相信，只要自己用心去学习，用心去做，就一定能过做到并且做好。
电路的焊接我认为是一件很有趣的事情。
这次的电子实训让我多接触了几个个类型的电路，不管电路是简单还是复杂，第一次进行搭建、调试的时候总是让人相当的躁动，但是有了这一次的经验，以后如果遇到类似的电路就能手到擒来了。
所以当我们进行电子制作时，我们应该努力看懂电路图，努力了解每一个电子元件的作用，以及其与其他器件的联系影响，使记忆更加深刻。
总而言之，本次的电子实训使我收获良多，同时也对电子制作产生了兴趣，虽然制作失败会让人很恼火，但问题得到解决的愉悦足以抵消一切的不愉快。
我相信我会在以后的闲暇时候，多多进行这种小电子产品的制作，以加强自己的动手实践能力。
参考文献
[1]童诗白,华成英，《模拟电子技术基础》（第四版），北京，高等教育出版社，2006年；
[2]邱关源，《电路》，北京，高等教育出版社，2006年；
[3]秦进平，《数字电子与EDA技术》，哈尔滨，科学出版社，2011年；
[4]赵近芳，《大学物理》，北京，北京邮电大学出版，2011年；
[5]阎石，《数字电子技术基础》，北京，高等教育出版社，2010年。
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