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双音门铃的设计与制作
一、 设计要求：
1. 每次按下按键能先后发出i---5---两个音调。 i（1045Hz）音持续时间0.5s，5（784Hz）
二 、电路原理框图：
1．双音门铃电路组成框图如图所示。
按键 单稳态触发器 单稳态触发器 压控振 荡器 喇叭 反相求和与反相比例运算电路
图2-1 双音门铃电路组成框图
2．各部分的作用及要求
（1）按键：控制触发脉冲的产生。
（2）单稳态触发器：单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。本设计中采用555定时器构成单稳态触发器。 第一块单稳态触发器主要用于产生0.5S的定时时间，来控制i的音调。 第二块单稳态触发器主要用于产生1S的定时时间，来控制5的音调。
（3）反相求和与反相比例运算电路：该部分电路能先后产生两个不同的电压，本设计中采用双运算放大器LM358，采用双电源供电。
（4）压控振荡器：由电压控制，先后产生两个不同的震荡频率。本设计中采用555构成压控振荡器。 （5）喇叭：由压控振荡器产生的频率经三极管驱动后先后输送到喇叭，从而先后发出i---5---两个音调。
三、 工作原理图及参数计算
工作原理图如图3-1所示
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图3-1双音门铃电路原理图
图3-1中第一和第二块555定时器均构成单稳态触发器，第三块555构成压控振荡器。第一块定时时间应设计为0.5s，第二块定时时间应设计为1s。两个定时器定时时间分别为
T1=1.1R2C1 （1）
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T2=1.1R4C4 （2）
根据式（1）和式（2） 取C1=10u，由此可得：R2=0.5?45454.54Ω，取标称值R2=47k。
1.1?10μT2=1.1R4C4
取C4=10u，由此可得：R4=1=90909.09Ω，取标称值R4=91k。
1.1?10μ对于第三块555构成的压控振荡器，其定时电容端电压求出
vC6与输出电压
vo4的波形如图3所示。容易
t=?1lnVCC1V?0.5vo3?vo3=(R5+R6)C6lnVCCCCV?0.5vo3 （3） ?vo3CCt=?22ln2?0.7R6C6 （4）
输出信号周期为
VT0=t1+t2=0.7R6C6+(R5+R6)C6lnCC设发“i”音时
?0.5vo3 (5) VCC?vo3vo3=1/2VCC=2.5V，则由式（5）得
3?(0.4R5+1.1R6)C6 (6) 2T=0.7R6C6+(R5+R6)C6lno'因为“i”的频率
f1“5”的频率=1045Hz，
f2=784Hz，令
1f1'=TO=(0.4R5+1.1R6)C6=9.57?10?4S （7）
给定R6和C6由式（7）可确定R5取100K。
''V?0.5vCCo3设T=1=12.76?10=0.7R6C6+(R5+R6)C6ln ，则 ''f2VCC?vo3''O?4?TO=T\O?T'O=(R5+R6)C6ln3(VCC?0.5v\o3)
3(VCC?v\o3)=(12.76?9.57)?10?4S=3.19?10?4S （8）
当依式（7）确定各元件值后，由式（8）可得
v\o3=0.7VCC=3.5V (9)
压控振荡器波形图3-2所示
vo4 vC6
VCC
?1=(R5+R6)C6
?2=R6C6
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运算放大器A1和A2分别构成反相求和与反相比例运算电路，若将A2设计成反相器，即增益为1，则：
vo3=RvR97o1+R9vo2 （10）
R8RW1、RW2可用来调整门铃音调。
vo1和vo2输出高电平约3.5V，当vo1为高电平时，vo3为2.5V，当vo2为高电平时，vo3为3.5V。RW1、RW2分别用于调节两个音调。运放采用+5V，?5V双电源供电。
根据式（10），取vo1=3.5V，vo2=0V，vo3=2.5V和vo1=0V，vo2=3.5V，算出R7取7.5K，R8取5.1K。
vo3=3.5V两个条件可计
四 元器件功能介绍
1．555定时器的内部结构及引脚图
555的内部结构及引脚如图5-1所示。555定时器的1脚是接地端GND，2脚是低触发端TL，3脚是输出端OUT，4脚是清除端Rd，5脚是电压控制端CV，6脚是高触发端TH，7脚是放电端DIS，8脚是电源端VCC。只要适当配接少量元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路。如图2-4所示是NE555的内部结构及管脚排列图。
图5-1 555内部结构及引脚图
2．555的工作原理
555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路，是一种常见的集模拟和数字功能于一体的集成电路。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，R和S高电平有效。三极管VT1对清零起跟随作用，起缓冲作用。三极管VT2是放电管，将对外电路的元件提供放电通路。比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc和Vcc。C1和C2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
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并超过Vcc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时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 RD是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。
Vco是控制电压端（5脚），平时输出Vcc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?F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。 3．555电路的引脚功能
555电路的引脚功能如图5-2所示
——TR 触发 1?Vcc 31?Vcc 31?Vcc 3231323 TH 阈值 >2Vcc 3—R 复位 高电平 DIS 放电端 导通 OUT 输出 低电平 2?Vcc 3× × 高电平 H高电平 低电平 截止 导通 原状态 高电平 低电平 × 图5-2 555电路引脚功能
元器件清单 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 一、电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 二、电容 瓷片电容 型号 RT-0.25-510 RT-0.25-5.1k RT-0.25-7.5k RT-0.25-10k RT-0.25-20k RT-0.25-43k RT-0.25-51k RT-0.25-91k RT-0.25-100k CC-63V-0.01uf 单位 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 数量 2 10 2 2 4 2 2 2 2 8 备注 R12 R7,R9,R10,R13,R14 R8 R11 R1,R3 R2 R6 R4 R5 C2,C3,C5,C6 5
电子双音门铃的设计与制作(改)(2020年8月整理).pdf
