555定时器门铃论文

1、555定时器制作“叮咚”门铃 门铃电路是现代社会很实用的电路，此电路设计一个叮咚门铃电路，设一个按钮，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。门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。正常人听力范围在20Hz20000Hz，而1000Hz5000Hz则是人耳最敏感的声音频率范围，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。一设计方案1.设计理念此门铃电路主要的用的元件是555定时器，555定时器的功能主要在我们二年级的数字电路课程里面有详细的介绍，设计此555定时器构成的门铃电路有效可行。同时设

2、计此电路可以用我们本学期学习的DXP软件进行制作仿真和对电路板封装的制作。此电路使用6V电池，方便简单，同时也比较实用。2.方案确定设计门铃电路本着器件数目少，电路功耗小，反应速度快，造价便宜的原则，最终确定用555定时器构成此电路。同时可以用相关软件画出此电路图，然后进行仿真，同时用软件做出此电路的封装模型，这将大大减少此电路的成本，而且电路简单，可以很容易就实现。二电路原理1. 555定时器构成门铃设计原理叮咚门铃是一种能发出“叮、咚”声的门铃。它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，一节6V迭层电池可用三个月以上，耗电量较低。下图便是时基电路

3、集成块555，它构成无稳态多谐振荡器。如上图所示J1是门上的按钮开关，在平日没有按下的时候，C1无法接通不进行充电，因而C1处的电压为0，NE555的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C2通过R2、R3、R4进行充电，充满电后，其电压约为电源电压。当闭合J1时，当VCC的电流流过二极管对C1经行充电，其两端电压升高，4端口的电压也开始逐渐升高。同时C2开始对端口7进行放电，电容的电压下降，当其由VCC下降到2/3的VCC时，放电管导通，3端口输出为低电平，但当下降到1/3VCC时，放电管截止，C2则开始充电，3端口理应输出高电平，但是由于控制4端口的电容

4、C1的电压还没有充好点，4端口仍旧输出0使输出端口3强制输出0，扬声器不工作。当C1充好电之后，4端口为高电平，然后输出端3即可输出1，这时扬声器可以工作，发出“叮”的响声（C2的充放电过程不断的重复进行）。当断开J1时，VCC则不能通过二极管对C2充放电，只能通过R2、R3、R4充放电，由于电阻值的改变，使其频率发生改变，电阻变大，频率变低，发出“咚”的声响。与此同时，C1开始放电，当使其的电压不断下降，最终4端口输入为低电平，强制将其复位，扬声器不再工作。2.电路图（1）protel DXP 2004制作电路原理图 protel DXP 2004是本学期我们学习的软件，此软件可以方便的画出

5、门铃电路图，同时可以用于电路的仿真和电路封装的制作，下图为我用DXP软件所画的门铃电路图。电路图中用如下所示的器件代替扬声器。（2）.protel DXP 2004制作电路封装图此与为DXP所制作的门铃电路的单面板。三数据计算1.基本电路数据计算（1）当打开J1之后：叮的频率f=1.44/(R+R3+2R4)*C2=478Hz (R为二极管导通后电压，约为150欧)C2充电时间t11<C2*(R3+R+R4)=0.002s C2放电时间t12<C2*R4=0.001s叮的时间间隔十分的小，因此人耳无法分辨间断的叮声，所以人听到的是持续的叮声（2）当关断J1之后：咚的频率f=1.44

6、/（R2+R3+2R4）*C2=360HzC2充电时间t11<C2*(R3+R2+R4)=0.004sC2放电时间t12<C2*R4=0.001sC1放电时间t=C1*R1=1.551s咚声持续的时间为:1.551s2.调节数据叮的频率：减小R、R3、R4，频率变大，反之则变小；减小C2，频率变大，反之则变小。咚的频率:减小R2、R3、R4，频率变大，反之则变小：减小C1，频率变大，反之则变小。咚声持续的时间：减小C1、R1，则持续时间变短，反之则变长。四元器件功能介绍1.555定时器介绍NE555是在1971由发布的，在往后的30非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电，尽管近CMO

7、S技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前可直接的代用此芯片内使用了3个精度较高的5K分压电阻，型号由此而得名。NE555是双极性器件的集成电路，内含2个555电路的型号为NE556，为14脚。另有CMOS工艺的7555和7556。NE555电压使用范围为4.5V - 18V.7555则为3V - 15V。（1）555定时器的基本原理上图为555定时器的内部结构图：它包括两个电压比较器C。和C。，一个基本RS触发器，和一个集电极开路的放电三极管TD三部分

8、构成。V11 是比较器C1的反相输入端，也称阈值端用TH表示，V。是比较器C。的同相输入端，也称触发端用TR表示。vR和VR。是C-和C。的基准电压，V 是控制电压输入端，当v 悬空时，VR23V，V I3V。若V接固定电压时，V 1=VV=i2V 。 是清零端，-_0，Vo-0：当-_1时，处于工作状态。555定时器的逻辑功能主要取决于比较器C。、C。的工作状态，分析如下：在无外加控制电压V 的情况下：1当Vll>V V 2>V 时，比较器输出V l=0，V =1，触发器置0，使得定时器输出Vo-0，同时T。导通。2当V l<V V,2<V 时，比较器输出V =1，V

9、 =0，触发器置1，使得定时器输出Vo=1，同时T。截止。3当Vll<V Vl2>V 时，比较器输出V l=1，V =1，触发器维持原状态不变。根据以上分析，可得到555集成定时器功能状态表如表1所示为了提高电路的负载能力，在输出端接缓冲器G4。T。与R。接成的反相输出端Vo与vo在高、低电平状态上完全相同。（2）555定时器的管脚图以及各个引脚功能 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V。 3脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：

10、是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、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：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0.01F电容接地，以防引入干扰。 7脚：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。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表61示。下表为555集成定时器功能状态表清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能0××0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态110x保持上一状态保持上一

11、状态10 10 11 0导通截止置1 清零 2.其他元件的作用R1：给C1充放电R2：J1断开后，给C2充电R3：给C2充电R4：给C2充放电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C4：滤波，使扬声器接收到稳定的脉冲波D1、D2：防止闭合J1后，还有电流流过C1使其充电J1：开关按钮，控制“叮咚”声的开始和叮声的结束扬声器：发出叮咚声NE555：作为多谐振荡器，发出脉冲波3.元件数据电阻4个、电容4个、直流电源、按钮开关、扬声器、二极管2个元件数据分别是：R1=33k；R2=10k；R3=10k；R4=10k；C1=47u；C2=0.1u；C3=0.01u；VCC=6V五心得体会通过此次课程设计，我受益良多。设计过程也比较容易，实质就是多谐振荡器，此次设计最重要的收获就是可以很好的使用protel DXP 2004软件，在做此电路图的时候首先遇到的困难就是在此软件的元件库里面找到555定时器，然后就是制作此原理图，最后用DXP进行电路图封装的制作，由于此电路图简单，所以在制作的规则里面我选择了使用单面板进行制作