555叮咚门铃电路

1、555叮咚音响电子门铃电路引言随着电子器件的发展，门铃也在不断发展。叮咚音响门 铃可以发出悦耳的声音，给人以美的感受。第一章：设计整体思路设计目的1. 掌握555叮咚音响电子门铃电路的组成、工作原理计。2. 了解并掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。3. 学习protel绘图软件和EWB或其他仿真软件设计一个叮咚门铃电 路。4. 在设计电路的过程中熟练掌握555定时器以及山他构成的各种电路 的结构和用途。设计要求设计一个按钮，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。正常人听力范圉在20Hz、20000Hz,而1000Hz5000Hz 则是人耳最敬感

2、的声音频率范围，因此，“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。“叮咚”两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求适合。电路 最好能功耗低。设计整体思路开关S是门上的按钮开关，在平日没有按下的时候，C3无法接通不进行充 电，因而C3处的电压为0,4端口（复位端）一直处于低电平，导致3端口输出一直为0,扬声器无法工作。而C1通过R2、R3进行充电，充满电后，其电压 约为电源电压。当闭合开关S时，VCC的电流流过二极管D1对C3经行充电，其两端电压升 高，4端口的电压也开始逐渐升高。当C3端电压上升为高电平时，即4端口输 入的是高电平，555定时器启动，所以D2、R3和C1组成的多谐振荡器开始工作, 输岀

3、频率fl。当断开开关S时，R1和C3组成回路，C3开始放电。同时R2、R3和C1组成 多谐振荡器开始工作，输出频率为f2。当C3放电完毕的时候，4端口乂恢复低 电平，555定时器停止工作。输出端接扬声器，输出端有电流时就会使扬声器发声。输出端频率不同时， 发岀的声音就不同。本电路中设计了两种不同的频率，因此扬声器就会发出叮” “咚”两种不同的声音。第二章基本原理和框图基本原理2. 1. 1扬声器原理当交流音频电流通过扬声器的线圈（在扬声器中又叫做音圈）时，音圈中就产生了 相应的磁场这个磁场与扬声器上自带的永磁体产生的磁场产生相互作用力.于是，这个力就 使音圈在扬声器的自带永磁体的磁场中随着音频

4、电流振动起来而扬声器的振膜和音圈是连 在一起的,所以振膜也振动起来.振动就产生了与原音频信号波形相同的声音。永磁体通过馳铁在磁路的环形气隙中产生一个磁场，和扬声器纸盆相连的音 圈插入环形气隙中，永磁体被外部的轨铁所包羽，从而可以免遭外界杂散磁场的干扰，反过 来也可以减小永磁体磁场对外界的影响，当声音以电流的形式通过磁场时线圈便会因电流强 弱的变化产生不同频率的震动，进而带动纸盆发出不同频率和强弱的声音。如果输入的是直流电压喇叭就不响，对的，输入的是直流电斥喇叭线圈在磁场磁力作用下 也不会产生丧动,就不会发声.输入交流电压的频率越高，喇叭震动得越快,发出声音越尖，并不是喇叭就越响，输入喇叭的 功

5、率越大喇叭才越响但人耳可听见的频率约是20-20000HZ,超出此范围人也听不见.2. 1. 2电容原理电容用在直流电路当中基本都是短接在正负极之间的， 如果串联 在电路中那就相、于开路，短接在正负及之间的电容有两个作用，一是滤波， 在整流桥整流以后 容易岀现交流干扰，通过电容把交流干扰给短路掉，另外一 个作用是降低脉动，整流桥整流出来的直流电如果用示波器来看的话其实跟直 流电源的电爪是不同的，虽然是直流，电流是山正极流向负极，但是电爪是周期 性的不断起伏变化的，加电容以后，X电爪处于波峰的上升沿的时候电容充电， 让电圧降低一些，、”1电压处于下降沿的时候低于电容的电压以后 电容放电，所 以在

6、示波器的效果上看，电容的作用是不断的削平波峰，填充波谷，这样就使 直流电的买动性变小，进过多级滤波电容以后，曲线已经基本接近纯直流电源的 一条直线了555定时器工作原理及应用：555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。535定时 器成本低，性能可鼎，只需要外接儿个电阻、电容，就可以实现多谐振荡 器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定 时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定 时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图2所示。它内部包括两个电 压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输 出级。它提供两个基准电

7、压1/3VCC和2/3VCCo 555定时器的功能主要由 两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。 在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入 端的电压为2/3VCC, C2的反相输入端的电压为l/3VCCo若触发输入端TR 的电压小于1/3VCC,则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1,使 输岀端OUT二1。如果阈值输入端TH的电压大于2/3VCC,同时TR端的电 压大于1 /3VCC,则C1的输出为0, C2的输出为1,可将RS触发器置0, 使输出为0电平。其主要有三个应用：多谐振荡器单稳态触发器 RS触发器图2 555内部电路框图1脚：

8、GND（或Vss）外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：VCC（或VDD）外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是16V,CMOS型时基电路VCC的范围为318V。一般用5Vo3脚：OUT （或Vo）输出端。4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不 论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：CO（或VC）为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个 比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只nF电容接地，以防引入 干扰。2脚：IB低触酬。6脚：TH高触发端。7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电

9、。 电阻分压器由三个5kQ的等值电阻串联而成。电阻分圧器为比较器C1、C2提供 参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc,加在同相输入端，比较器C2的参 考电压为l/3Vcc,加在反相输入端。比较器山两个结构相同的集成运放Cl、C2 组成。高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后, 其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入 端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信 号。基本RS触发器的输出状态受比较器Cl、C2的输出端控制。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器Cl、C2基准电压分别为2/3Vcc, l/

10、3Vcc的情况下,555时基电路的功能表如表1示。输入输出阈值输入触发输入(T7复位输瞰电X1 ir v/% 1Xtn 0/ 1/ V-0导V説V | %11截孰C10导V孰1不不表1 555时基电路的功能表2. 1. 4山555定时器构成的多谐振荡器的原理CC多谐振荡器接线图接通 仏后，开始时TH二TR二g 0,心为高电平，放电管截止，険经 &、凡向Q充电，血上升，这时电路处于暂稳态I。当s上升到TH= TR二uc 2/3会时，心跃变为低电平，同时放电管V 导通，Q经凡和V放电，&下降，电路进入暂稳态Ho当&下降到TH二TR二&W1/3会时，心重新跃变为高电平，同时放电 管V截止，Q又被充电

11、，&上升，电路又返回到暂稳态555定床锵时钟鵬冲振荡电路由图可知，振荡周期T = T+T1O 7；为电容充电时间，匚为电容放电时间。充电时间 T=(R+ R2)Cn2 0.7( + R2)C放电时间 7；=/?Cln20.7/?C矩形波的振荡周期 r = T,+7；=ln 2(/?, + 2RJC a 0.7(/?, + 2RJC因此改变&、凡和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。第三章：具体电路设计及单元电路设计的整体电路如图：VCC15V1ABir_JXSC148N4110 U2谓XasrCCTOIS:HRTRI:CKSOC4100uF6 U1BUZZER1000 HzLM555CMC

12、347ITR130!lebasg-Soale |(0 ms/Div X pwition |oWT Add BZAlAjReverse Ik|TimeChannel AChannel B-11o.ooovSave-ChaiSale5 V/DivY position(0Y position! ?AC I 0 DCBVJDivExt. TriggrTrigg-erEdeLevel |o| YType Sing.| Nor, | Auto | None(2)加在充电电容的波形伊 O sci lloscope-XSClExt. T rjgerT2-T1Time0.0SChannel A0.030 VCh

13、annel B- 15.000 V(h-=sn：n#a| A -Channl BSeale l0 ms.DivState !| 5 V/DivState |5 VJDivX position |oyJt Add| b.a|ab|Y position |-1.2AC | 0 DC(TY positioni |l.4-AC | 0 DC | C?TriggmEdgeLvel o| VTyp Sing.| Nor. I Auto II Now（3）按住按钮不放，多谐振荡。伊 Oscilloscope-XSCl|Ext. TriggercTiw*Channel_A O.OWVChannel_B 15.

14、0M VCharnfelAChanrolBrTrkY position -1.4Scat 110 rnsBiYX position Iowf Add | aA|A B|T1 T2T2-T：Scale 15 V/Divy position 0.6Edge RF刘盲B |曰打Level RType SingNor. j| Aug|N涼仿真结果分析选取参数要通过反复的实验才能确定，对各项值都有要求。实验结果并不像我们预期的那样，闭合开关时是持续的“叮”的声音, 断开开关时也不是持续一段时间“咚”的声音，而是一直都有很小的间断时间。其实我们设计实验的时候总是在理想的状态下的，实际中山于种种的 影响并不

15、能达到预期的效果第五章心得体会有句话叫“眼过千遍，不如手过一遍”。不管什么时候事实总是会跟想象的 有一定的差别，空想是不行的，只有自己亲手去做了，并且在做的过程中认真思 考过，才会有意外的收获。刚开始我还以为这个课题很简单，只要有高低电平输出就行了，没想到在做 的过程中参数设定是一个很大的问题。对于电路图的原理部分很清楚，只是操作 中有很多不能达到预期的结果。通过我们组员之间思考和讨论，尝试了多组数据, 最后终于得到比较满意的结果，让我们觉得很有成就感。这次设计中我对555定时器、扬声器和一些基本元器件有了更加深入的理解 和掌握。通过在网上及相关资料中查找信息，和组员之间的深入探讨，拓展了我

16、的知识面。还知道了儿个关于电子器件的网站，以后遇到什么问题都可以通过自 己搜集资料来思考，寻找解决的方法。这次可以把课本上学习的理论知识可以应 用到具体的课题设计中，是我一个很大的进步。大家一起努力，想出不同的思路，有助于对电路的改进。大家合作过程中更 加深入了解对方，增加了同学之间的友谊。附录设计元件：555定时器一个、扬声器一个、开关一个、不同阻值的电组3个、电容4个、二极管2个元器件列表器件名称型号参数个数555泄时器LM555CM1扬声器1开关1电阻R 130 K1R 2K1R52K1电容C 1luf1C 210nf1C347uf1C 1100H1二极管D11D21参考文献1 韩箴，数字电子技术基础北京：电子工业出版社，2 毕满淸，