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基于NE555的声光双音门铃电路设计

目录
选题意义及内容 (3)
电路设计原理 (3)
元件清单 (3)
电路设计 (4)
原理 (4)
multisim仿真 (5)
仿真电路图 (5)
仿真结果 (6)
问题与改进 (7)
总结与感想 (7)
参考文献 (7)
一、选题意义及内容
“声光双音门铃”是将门铃声音控制和闪光过程结合起来的门铃电路的扩展电路之一。

门铃声响起的同时伴随闪光,可避免门铃声与其他铃声或邻居的门铃声相混淆,便于应用,成本低廉,是一种很有发展前途的产品。

“双音”是指按下门铃开关时,扬声器发出“叮”的声音,松开开关后,扬声器发出“咚”的余音。

“声光”即指在门铃声响起到消失的一段时间内,都伴随有闪光。

我所设计的闪光方式为两只LED灯以一定频率交替闪烁。

电路分为两部分:双音门铃电路、闪烁灯光电路,均由555定时器构成多谐振荡器组成。

555定时器是中规模集成时间基准电路, 可以方便地构成各种脉冲电路。

由于其使用灵活方便、外接元件少, 因而在波形的产生与变换、定时、报警、家用电器等领域得到了广泛应用。

双音门铃电路是利用定时器构成多谐振荡器组成。

二、电路设计原理
1、元件清单
时基芯片NE5552片,3kΩ电阻器3个,510Ω电阻2个,20kΩ电阻3个, 0.1uF、10uF电容器各1个,47uf电解电容2个, 二极管2只,LED2个,5V蜂鸣器1个,按钮开关1个。

5V电源供电。

2、电路设计
¸
3、原理
(1)双音门铃部分:
电路原理图如图所示。

未按门铃按AN钮时,UC3两端电压为零,555的R复
位端有效、输出③脚为0,门铃不响。

按下门铃AN, 二极管正向导通, 给电容C3
充电, 使UC3两端电压接近+5V、R=1, 555芯片工作. 按门铃AN的同时D导通, +5V经过D、R1、R2向电容C1充电。

当充电至UC1»2/3V CC时,555定时器置0,输出跳变为低电平;同时, 泄放开关导通, 电容C1--电阻R2-⑦脚--地开始放电。

当电容放电至UC«1/3V CC时,555定时器置1,输出电位又跳变为高电平, 同
时泄放开关VT截止, 电容C1重新开始充电,重复上述过程。

如此周而复始, 电
路产生振荡。

松开门铃AN,二极管截止,C3通过R1产生放电回路。

放电至1/3
电源电压(即1.4V)时,555复位, 停止振荡。

综上所述, 静态时门铃不响, 按下时
按f1频率响,扬声器发出“叮”的声音。

松开时按f2频率响, 扬声器发出“咚”的声音,“咚”声余音的长短可通过改变R3(图中为定值电阻R1)的数值来改变。

按门铃AN时振荡频率:
f=1/(T1+T2)
T1=0.693*(R1+R2)C1 T2=0.693*R2C1
松开门铃AN这段时间的振荡频率:
f=1/(T1+T2)
T1=0.693*(R1+R2)*C1 T2=0.693*R2*C1
松开门铃AN,门铃维持响的时间约为1.3*R3*C3。

(2)灯光电路部分
如图右半部分,555、C、R5、R6共同组成第二个多谐振荡器,③脚输出的高低电平驱动LED1,LED2,使之轮流发光。

R7、R8是保护电阻。

电路中最核心的部分就是两个多谐振荡器的4脚相连,通过UC3来控制两个芯片的工作,从而实现声光同步。

4、multisim仿真
1、仿真电路图
VDD
2、示波器显示波形Xsc1:
Xsc2:
5、问题与改进
图示为最终完成电路。

在实际操作过程中我们分别遇到了LED不闪烁、蜂鸣器有杂音等问题。

经过改进的部分有:将R5、R6调大,减小LED部分多谐振荡器的振荡频率,电路正常闪烁;蜂鸣器+端接地,排除不正常声响。

6、总结与感想
通过设计这个门铃电路,我们进一步理解了555定时器的基本原理,只要在555外部配上几个适当的阻容元件,就可以构成单稳态触发器、多谐振荡器等脉冲产生与整形电路,在定时、防盗报警器等方面都可以应用。

通过改变阻容元件的参数,可以产生各种各样的脉冲,在设计的与制作的过程中,我们也想到了各种其他的应用方案,可惜时间有限,不能一一实现。

最重要的是我们掌握了555定时器的制作技能,能通过运用555定时器原理制作简单的小制品。

在设计电路的过程中,我也掌握了很多不甚了解的电子元件的使用方法,如蜂鸣器的接法、发声原理等等。

我们小组相继完成了面包板的连接、电路板的实际焊接操作,成品电路效果均好,一方面是由于电路相对简单,焊接难度不大,另一方面是我在连线前对电路了解、记忆深刻,所以进程较快。

做任何设计工作,必须先熟悉背景知识,否则只能事倍功半。

通过这次课程设计,也提高了我们文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。

通过设计仿真,我熟悉了multisim这款软件,也是本次课设最大的收获之一,今后还可以应用在各种课程和设计任务中。

我在小组中的任务是:确定选题、设计改进电路,完成仿真、部分焊接工作。

7、参考文献
[1]侯建军.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2] 康华光, 邹寿彬.电子技术基础( 数字部分) [M].北京: 高等教育出版社, 2000.
[3] 陈永甫.新编555 集成电路应用[M].北京: 电子工业出版社, 2000.。

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