基于ne555的声光双音门铃电路设计 .docx
基于ne555的声光双音门铃电路设计 目录 一、选题意义及内容 . 2 二、电路设计原理 . 3 3、原理 . 4 （1）双音门铃部分： . 4 （2）灯光电路部分 . 5 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。 . 5 4、multisim 仿真 . (5) U1 LM555CM GND 1 DIS 7OUT 3 RST 4 VCC 8THR 6CON 5 TRI 2U2 BUZZER 500 Hz VDD 5V J1 Key = Space D11N1206C R1 3k|? R23k|?3C1 100nF C2100nF 4 5D2 1N1206C 1 C347uF R3 20k|? Key=A 50%C4 47uF 7 R43k|? 2U3LM555CM GND 1DIS 7OUT 3 RST 4 VCC 8THR 6CON 5 TRI 2R5 20k|? R620k|?9C5 10uF 11 R7510|?R8510|? LED1 LED21314 10 VDD XSC1 A B Ext Trig + + _ _ +_ 80 XSC2 A B Ext Trig + +_ _ +_ 6 (5) (6) 5、问题与改进 (7) 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。 (7) 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。 (7) 6、总结与感想 (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,3k电阻器3个,510电阻2个，20k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。 元件种类NE555 电阻电容uF LED 蜂鸣 器 按钮 开关 二极 管3k 510 20k 0.1 10 47 个数 2 3 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2、电路设计 U1 LM555CM GND 1 DIS 7OUT 3 RST 4 VCC 8THR 6CON 5 TRI 2U2 BUZZER 500 Hz VDD 5V J1 Key = Space D11N1206C R1 3k|? R2 3k|?3C1 100nF C2100nF 4 5D2 1N1206C 1 C347uF R3 20k|? Key=A 50%C4 47uF 7 R43k|? 2U3LM555CM GND 1DIS 7OUT 3 RST 4VCC 8THR 6CON 5 TRI 2R5 20k|? R620k|?9C5 10uF 11 R7510|?R8510|? 13 10 VDD 806 14 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-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，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 U1 LM555CM GND 1 DIS 7OUT 3 RST 4 VCC 8THR 6CON 5 TRI 2U2 BUZZER 500 Hz VDD 5V J1 Key = Space D11N1206C R1 3k|? R23k|?3C1 100nF C2100nF 4 5D2 1N1206C 1 C347uF R3 20k|? Key=A 50%C4 47uF 7 R43k|? 2U3LM555CM GND 1DIS 7OUT 3 RST 4 VCC 8THR 6CON 5 TRI 2R5 20k|? R620k|?9C5 10uF 11 R7510|?R8510|? LED1 LED21314 10 VDD XSC1 A B Ext Trig + + _ _ +_ 80 XSC2 A B Ext Trig + +_ _ +_ 6 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，2022 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.
