555门铃课程设计报告书.docx

四年职业大肾SIPING PROFESSIONAL COLLEGEPCB&SMT 课程设计报告书2011-2012 学年第一学期系 别：电子工程学院专业：电气自动化技术班级：电气自动化3班名：指导教师：2011年12月 9日目录一、课程设计的目的和意义二、电路说明3三、电路原理3四、电路数据4五、利用Protel 99SE绘制原理图 4六、元器件功能5七、电路板制作流程81. 转印82. 腐蚀83. 打孔8八、焊接调试8九、设计结论9十、致谢10十一、参考文献10一、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protel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。二、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。本电路可采用三节 1.5V电池（4.5V）供电，等待电流约为3.5mA，鸣叫电流约为120mA。三、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、D1、D2、C2构成了一个多 谢振荡器，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，与此同时， C2则通过R2向NE555的7端口放电，它们以及NE555和C3构成 了一个多谢振荡器。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 构成一个多谢振荡器，此时f=1/0.7（R1+2R2）C2约等于717Hz四、电路数据五、利用Protel 99SE绘制原理图首先打开Protel 99SE软件，新建文件并改文件名为555门铃。在默 认库及SIM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PCB图。六、元器件功能电子元器件功能电阻限流、分压电容通高频阻低频二极管整流三极管电流放大扬声器发出叮咚生555定时器组成框图及工作机理555定时器的图形符号及管脚图如图1所示，其中管脚1是公共 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为阈值端，管脚7是内部三极管的放电端， 管脚8是电源端。VCCTEUfiGFROUTPUTRESETCONTROLTHRESHOLDDISCHARGEGND图1 555定时器的管脚图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 电三极管。弧制铤位$ 3J 口控制W 5贸位触烬放 ihmsr图 2 555定时器组成柜图比较器的参考电压由三只5 kQ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0.01 uF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。七、电路板制作流程1. 转印将画好的电路图通过打印机打到转印纸上，再使用胶布将转印纸与电路板固定，放入转印机中，等待转印完毕。2. 腐蚀将转印好的电路板放入准备好的氯化铁溶液中，定时观测板子的腐蚀 情况。3. 打孔清理板子，用打孔机在腐蚀好的板上适当打孔。八、焊接调试工具：35V烙铁、焊锡、松香、螺丝刀、钳子.所需元件：电阻4个，大小不一的电容3个，二极管2个，三极管1个，扬声器1个，点动开关1个，导线若干。按照原理图进行焊接元件，调试完毕后通电，直到发出叮咚的门铃声 后停止操作。九、设计结论：在实训的过程中，遇到了很多困难。刚开始实训的时候以为这个 课题很简单，只要有噶低电平输出就行了没先到在做的过程中阐述设 定是很大的问题。对于电路图的原理部分很清楚，知识操作中有很多 不能达到预期的效果。通过我们组员之间的讨论和思考，尝试了多组 数据，最后终于得到满意的结果，让我们觉得很有成就感。通过这次实训我知道没有解决不了的困难，只要我们大家一起努 力坚持不懈，在合作的过程中大家互相帮助，增家同学之间的友谊。 十、致谢在此我非常感谢刘长国老师和宋国杰老师，在整个设计的过程 中，他们给了我很多帮助，每次遇到问题得时候老师就会非常耐心的 指导，让我们学会了很多东西，这两天没有老师的细心帮助，我的设 计就不会那么顺利的完成，我还要感谢我同组的同学，是他们给了我 信心让我坚持到最后，他们对我的帮助很大，我们同心协力，因此我 们顺利的完成了本次设计。谢谢老师和同学们对我的帮助。十一、参考文献1 PROTEL电子线路板制作技术PROTEL例题精解与习题精选，主编 刘长国 副主编宋国杰谷秀荣王华英王岳圆刘洪波四平职业大学电子工程学院出 版