无线音乐门铃制作.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流无线音乐门铃制作.精品文档.无线音乐门铃设计 摘要社会进步，伴随着无线电技术和网络技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对居住环境的安全、方便提出了越来越高的要求，尤其是在智能化住宅中，人们迫切需要一种不仅安全可靠、使用方便等优点于一体的智能门铃产品，因此无线遥控音乐门铃系统的设计成为本课题研究的目标。本文介绍了一种新型无线遥控音乐门铃,它采用具有编码功能的遥控发射-接收专用集成电路.结合高音质机电式音乐门铃做声源,成为一种声音动听、门铃按钮与声源之间免去连线、安装方便的新型遥控高音质门铃.这种门铃具有功耗低规划和经营方针，成为摆在我国无线音乐门铃企业面前亟待解决的问题。在全球金融危机形势下，无线遥控门铃企业的发展需要我们不断研究、不断创新，向着产品智能化、数字化、信息化方向发展。该无线音乐门铃用TC4069集成块来作发射和接收主电路，该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收由解调、放大、整形、声响电路组成，性能稳,电路简单可靠,抗干扰能力强,遥控距离远,电路体积小等优点,其接收电路连同机电式音乐门铃为一体,可以随意放置在室内有220V交流电源的地方,还可变换门铃各种音乐，使声音悦耳动听，满足不同人的生活需要，具有广阔的发展前景.一 无线电子门铃的简介1.1 设计思路传统的门铃都为有线门铃，经常听不到门铃声的房主，有时总会不能及时接待来客，很是尴尬。现介绍如何制作一款无线遥控门铃，方便主人在房内各地使用，将门铃按钮安装在门上，来访者只要按下按钮，放在客厅、厨房或卧室的接收主机就会响起“叮咚”声或乐曲声，宏亮悦耳，告知有客人来了，距离在几米到几十米，一般都有15到20米远的距离，那么就需要无线电子门铃来实现这些功能。无线遥控音乐门铃是利用电磁波的发射和接收，因此会有发射和接收电路。发射板要先调制振荡产生方波信号，在经高频振荡产生正弦波的信号发射出去，接收板接信号以后，通过滤波、选频等电路选出接收的信号，在将其滤波、整形、放大，最后利用波的高电平推动音乐芯片使得喇叭发声。1.2设计要点分析在设计无线控制产品时，由于无线电信号容易受环境因素的干扰，在没有专业设备的前提下，很难制作成功。另外无线数据传输和有线不同，传输的数据只在短时间内是稳定的，时间稍长便会受到干扰，因此在对数据进行传输时必须采用编码进行传送。在本电路的设计中，高频部分选用了专用的发射和接收模块，同时数据的编码和解码也用了硬件完成，因此大大提高了制作的成功率。在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。形成干扰的基本要素有三个：（1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt， di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。（2）传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。（3）敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC， 弱信号放大器等。抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。（类似于传染病的预防）二 基本原理 无线电子门铃电路的基本原理介绍 无线的电子门铃主要包括以下几个主要部分：触发开关，信号发射端，信号接收端，音频功放电路。当客人来到家门口时，按下触发开关时，会使信号发射端发射出一个调频信号，通过信号接收端对调频信号解调，经过解调后的信号通过音频功放电路发出悦耳的音乐声音，提醒主人有客人来访，主人做出抉择：开门与否。客人触动开关信号发射端信号接收端音频功效信号信号信号 图1 无线电子门铃框图 三 方案选定与比较实现同一功能的电路可以有不同的电路形式，而其所产生的影响也决定着电路实现的系统稳定性、性价比、抗干扰性等等。故而选择一个最优的方案是每一个设计者所必须考虑的最重要的问题。3.1方案一采用集成元件，原理图如下： 信号发射单元 工作原理：发射机主要器件是一块TWH630微型无线电发射头，当按下发射按键SBl时，它通过内藏天线向空中辐射高频信号。本发射机调制振荡器采用一块普通555时基集成电路，将其接成自激多谐振荡器，输出方波频率f=1.44/(R,+ 2R2）C1，方波信号由电阻器R3加到TWH630的输人端IN对辐射的高频信号进行调制。 无线遥控接收电路工作原理：接收机由TWH631无线电接收头、LM567音频译码器及“叮咚一鸟鸣”KI- 156专用集成电路等器件组成，TWH631接收到来自发射模块的信号后首先进行放大，然后由输出端our送至LM567进行解码，译码器的中心频率主要由RRPR4与C4决定，Opf =1 1/( RRPR4）C4，调整电位器RP,可使中心频率等于发射机的调制频率1kHz，此时集成块的8脚输出低电平，加到IC5的低触发端TG2，使其受到触发发出“叮咚”信号并经晶体管VT放大驱动扬声器BL发声。IC5是一块“叮咚鸟鸣”音乐集成电路，它有两个触发端，一个为高电平触发端TG1，它受高电平触发，OUT端输出的是鸟鸣信号，该触发端对低电平无效；另一个为低电平触发端TG2，当受低电平触发时，OUT端输出的是“叮咚”信号，它对高电平无效。SB2为装在门框上的按键，客人来访时按动的是SB2,此时高电平触发端TG2受到触发，故扬声器BL发出的是“鸟鸣”响声。3.2方案二3.2.1 系统工作原理发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。调制级电路由一块TC4069和32.768KHz晶体完成，TC4069是6反相器。所谓反相器，就是反相器都有两端，输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。如图1脚和2脚为第一个反相器，本文称反相器1，之后称反相器2、3、，总共TC4069有六个。 TC4069内部电路图322反相器原理 反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成.通常P沟道管作为负载管，N沟道管作为输入管.。两个MOS管的开启电压VGS(th)P0,通常为了保证正常工作，要求VDD>|VGS(th)P|+VGS(th)N。若输入vI为低电平(如0V),则负载管导通,输入管截止,输出电压接近VDD。若输入vI为高电平(如VDD),则输入管导通,负载管截止,输出电压接近0V。 反相器原理图运用基本的NPN管和一个晶振及其外围电路组成信号接收端。在里面加一个晶振后会由信号发射端的晶振的筛选频率做出筛选，选出特定的信号频率，进行放大和输入下一级的音频功放电路里面！ 总体原理图3.2.3 系统结构按下开关调制振荡稳频高频振荡发射信号发射板工作原理框图振荡接收电路解调信号放大选频整形推挽功放接收板工作原理方框图3.2.4 功能简介发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。接收板由超再生振荡接收器完成接受信号功能，再经选频、放大、整形后使得喇叭发声。当有人按下发射板开关时，发射器开始工作，发射出电磁波信号；接收板产生谐振，经整形、推挽放大使音乐响起。3.3 方案的选择方案（一）：1.优点：电路选用集成度较高的TDA7021T和TDA7052芯片，使得整体的电路比较精巧。芯片的规格比较高，使得在信号筛选上表现出色，精确度比较高。在做实物时，焊接比较方便，便于大批量生产。2.缺点：电路的集成度高使得电路的制作成本比较高，在信号的调制时，由于采用的收音机的原理，在信号的筛选上存在一定的不确定。方案（二）：1.优点:电路简单，符合现阶段的知识的运用，而且芯片都比较常见，易买，易操作。特别是电路里面加入晶振筛选调频信号，使的发射出去的信号频率确定，易于接收端的选定。在接收端运用NPN管组成的超再生接收电路，接收到的信号经次电路再加上后面的晶体振荡管，使得频率的选定很方便。无线的传输距离比较理想。2.缺点：在集成度上不够高。经过上面的比较可知，第一种方案和第二种方案的效果差不多，从整个电路图来看，第一种方案中，使用集成芯片比第二种较多，相应的，电路所需元件也较第二种少，但是，由于需要仿真的缘故，所以，选用第二种方案，而且，第二种方案也比较法符合这次的要求。、四 元器件参数序号名称规格数量备注1天线22电容5pF13电容6pF14电容12pF15电容222pF26电容3.5pF17电容39pF28电容1F19电容102110电容104111电容220F112印刷电感213电感10uH114电阻47k215电阻1M416电阻10k117电阻120k118电阻2M119电阻3.3k 120电阻510k121电阻5.6k222单刀三掷开关123二极管124发光二极管225三极管9018226晶体振荡器32MHz22740692五 结束语5.1 总结设计的收获与体会 1、通过这次毕业设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选择。这个方案使用了TC4069芯片、TQ33G 2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。 3、我在做毕业设计的同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。 平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完毕业设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件印象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。六 参考文献【1】数字电子技术基础，张志恒主编，中国电力出版社【2】高频电子线路第三版 ，张肃文主编，高教出版社【3】高频电路设计与制作，何中庸译，科学出版社【4】高频电子线路辅导，曾兴雯 陈健 刘乃安主编，西安电子科大出版社【5】模拟电子线路，谢沅清主编 ，成都电子科大出版社【6】电子技术实践与训练，廖先芸主编， 北京高等教育出版社    【7】通信电子线路，刘泉主编，武汉理工大学出版社