1、电子技术综合课程设计报告设计题目：可记忆门铃电路学生姓名：学生学号：201311020334201311020304指导教师：胡惟文老师设计时间：2015、06、20目录第 1 章 设计目的第 2 章 设计任务第 3 章 设计电路分析第 4 章 总体电路设计第 5 章 设计元件清单第 6 章 做出实物测试第 7 章 心得总结一、设计目的本电路设计主要为实现以下目的1 增强对数字电子技术课程相关知识的了解2 学习相关软件的使用方法3 锻炼自己对简易电路的设计能力4 培养自己的动手能力及团队精神5 通过实习了解自己的不足二、设计任务本电路设计的主要要求1 要求设计出一个门铃电路，当按下门铃后扬声器
2、以 1.2KHz 持续向 10 秒。并用 LED 灯提示有人来访2 设计出详细的电路图。选择元件参数要有详细的计算过程，公式要写清晰3 设计出按建电路和对应的编码逻辑电路4 写出详细的原理说明3、设计电路的分析概述：555 定时器是一种集成电路的简称，是一种使用方便灵活、用途广泛的多功能器件。只要外部配接少量阻容元件便可构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。555 定时器在脉冲波形的产生和变换，仪器与仪表，测量与控制，家用电器与电子玩具等领域都有着广泛的应用。它将模拟与逻辑功能巧妙地结合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。工作原理2.1
3、由 555 定时器组成多谐振荡器的工作原理：（a）电路图 （b）工作波形图 2.1-1 555 定时器构成的多谐振荡器第一暂稳态接通电源 后， 经电阻 和 对电容 充电，其电压 有 0 按指数规律上升。CV1R2Ccu当 时，电压比较器 和 的输出分别为 ， ，基本 触发器被23cu 1c2RS置 0，即 ， ，输出 跃变到低电平 。与此同时，放电管 饱和导通，电QouOLUVT容 经电阻 和放电管 放电，电路进入第一暂稳态。C2RVT第二在稳态随着电容 的放电， 随之下降。当 下降到 时，则电压比较器 和CuCu13CV1C的输出分别为 ， 基本 触发器被置为 1，即 ， ，输出2C120R
4、SQ0由低电平 跃变到 。电路进入第二暂稳态。ouOLUH返回第一暂稳态在第二暂稳态时， 为高电平时 ，所以 ，放电管 截止，电源又经电阻ouOHU0QVT和 对电容 充电。当 时，电压比较器的输出 ， ，基本1R2C23cCV1cu2c触发器被置 0， 跃变为低电平 ，电路返回到第一暂稳态。因此，电容 上的电SoOL C压 将在 和 之间来回充放电，从而使电路产生振荡，输出矩形脉冲。Cu3CV1由图 2.1-1（b）可知多谢振荡器的振荡周期 为T12WTt其中为电容 上的电压 由 充到 所需的时间，充电回路的时间常数为1WtCCu3VC， 可用下式估算：2R1Wt（2.1-1）1212()l
5、n0.7tRR为电容 上的电压 由 充到 所需的时间，放电回路的时间常数为2WtCCu3VC， 可用下式估算：R（2.1-2）22ln0.7WtR所以，由 555 定时器构成的多谢振荡器的周期 为T（2.1-3）1212.TtRC其振荡频率为（2.1-4）120.7()f2.2 由 555 定时器构成单稳态触发器的工作原理：（a）电路图 （b）工作波形图 2.2-1 555 定时器构成的单稳态触发器稳定状态在没有施加触发信号 时， 为高电平 。按通电源后 经电阻 R 时电容 C 进行1uIHUcV充电，当电容上的电压 充到 ，电压比较器 输出 =0，而在此时 为高电c23ccV1C2u1u平，
6、且 ，电压比较器 输出 =1，基本 RS 触发器置 0，即 =0， =1，此时，1u3cV2C2 Q三极管 VT 饱和导通，电容 C 经 VT 迅速放完电， =0,电压比较器 输出 =1，这时基cU11cU本 RS 触发器的两个输入信号都为高点平 1，保持 0 状体不变。所以，在稳定状态时，=0, =0。cuO出发进入暂稳态当输入 由高电平 跃变到小于 1/ 的低电平时，电压比较器 输出 =0,由IIHU3cV2C2U于此时 =0,因此， =1，基本 RS 触发器被置 1，即 =1, =0，输出 由低电平跃变Cu1C QOu到高电平 。同时三极管 VT 截止，这时电源 经电阻 R 对电容 C
7、充电，电路进入暂稳OH c态。在暂稳态期间由输入电压 回到高电平。Iu自动返回稳态状态随着电容 C 的充电，电容 C 上的电压 逐渐增大。当 电压升到 = 2 时，电压C1cUC3cV比较器 的输出 =0，由于此时 已为高电平，电压比较器 输出 =1,基本 RS 触发11uIu2u器置 0，即 =0， =0,输出 由高电平 跃变到低电平 UO。同时，三极管 VT 饱QOOHOL和导通，C 经 VT 迅速放完电， =0.电路返回稳定状态。由 555 定时器构成的单稳态触发C器的输出脉冲宽度 为暂稳态维持的时间，它实际上为电容上电压 由 0 V 充到 所Wt Cu23c需要的时间可按下式计算：ln
8、31.tR2.3 SR 锁存器原理基本 RS 触发器的逻辑方程为：以用与非门构成的 RS 锁存器为例约束方程：SR=0根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当 R 端有效(1)，S 端无效时(0)，则 Q=0,Q 非=1，触发器置 0；2.当 R 端无效(0)、S 端有效时(1)，则 Q=1,Q 非=0，触发器置 1。2.4 门铃电路的工作原理图：电路构成：V c cRDV VVVVI COOG N D1 2 1 15 5 5123456781+-+V c c 电源RD复位控制电压 V I C阀值电压 V i 1触发输入 V i 2放电端 V( 5 )( 6 )( 2 )( 7 )
9、( 8 ) ( 4 )RC 1C2SG( 3 )VO5 k5 k5 k( 1 )所以 R 选Wt用 910K 电阻，C 选用 10uF 电容。对于 555（U2）定时器组成振荡电路，有高电平时间和低电平时间分别为：Tpl=R4C3ln2=0.7RC3 Tph=0.7(R4+R5)C3f=1.43/(R5+2*R4)C3=1.2KHz于是选用电阻 R4=2.4K,R5=610,电容 C3=0.22Uf.四、总体电路设计总体电路可由上述各大部分拼接而成下面是总体设计图：SR 触发器，通过 LED 提示有人来访， SW2 为复位键，SW1 为客人来访按键 。五、设计元件清单对总体电路图中所需要的元件
10、清单电阻：620*1、910*1、1k*1、2.2k*1、2.7k*、10k*3电容：0.01uf*3、0.22uf*1、10uf*2芯片：555*2、74S00*1开关：*2三极管：NPN*1扬声器：*1发光二极管：*16、做出实物测试根据总体设计图焊接电路板1 复习模拟电子技术知识（）怎么看色环电阻的大小和前后大小：对于四环电阻，前二环代表有效值，第三环代表 0 的个数，第四环代表误差，下面是各颜色对应的数值。颜色 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 金 银本色对应数值 误差率% 2% 0.5% 0.25% 0.1% 5% 10% 20%前后：技巧一是找到误差色环，只要有金银色就可以认
11、定这是最末环；技巧二是看色环间距，越在后面的色环，它们间距就会宽些。（）电铬铁的使用与注意事项使用：我们使用的是温度可调电铬铁，由于锡丝的熔点较低，铬铁头的温度调节到 370 度左右，焊接时用铬铁头靠近元件引脚并紧压电路板，慢慢将锡丝伸到铬铁头上使之熔化，最后沿元件引脚向上抬起即可。铬铁头因氧化而出现不吃锡的情况时，就用松香还原或用缧丝刀打磨，然后重新镀上焊锡继续使用。注意事项：电铬铁不用或人有事离开时应拔掉电源，电铬铁不能随意摆放，应放置在烙铁架上，且烙铁架周围不能放置其他物品并和电线保持一定距离，否则会造成烧断导线引发事故。禁止甩动电烙铁，防止烙铁头脱落或烙铁头上的锡珠飞溅，伤到别人。（）
12、焊后处理剪去多余引线，引线短时应用拿剪线钳的手的食指盖住引线，防止溅入眼睛造成伤害。引线长时应将要剪掉的引线端朝着地下。（）二极管正负极的区分引脚长的就是正极2 练习焊接电路板用一些废弃的元件做焊接练习，熟悉一下操作，一是以免一开始就弄坏了元件，二是可以让我们做出的电路板质量更高些。3 领取电路元件根据清单在老师那领取相应的元件。4 开始焊接(1)、先通过外观和通电检查各芯片及元器件功能是否完好。(2)、芯片的放置。数字电路中所用芯片大多是双到直插式的，使用时注意以下几点：（2.1）在同一电路板上，所有的芯片朝向应一致，禁止出现反插。（2.2）对于首次使用的芯片，引脚稍向外偏。使用前用合适的工
13、具齐根轻轻地整成平行。（2.3）插芯片时，应放平且均匀用力插入孔中，防止个别引脚未插入而弯曲。（2.4）拨出芯片时，使用起拔器或小改锥在左右两侧轮流轻撬，平行起出。（2.5）对于集成电路中不用的输入端，必须接到一个无效电平上去。（2.6）不用输出端的悬空即可(3)、布线规则（3.1）一般用直径为 0.5mm 的单股圆导线。（3.2）导线的颜色可按用途进行分类。（3.3）电路板上边孔用作+5V，下边孔用作地线。（3.4）布线时，导线应紧贴板面，禁止飞线；导线转角应成 90 度，导线应在片子周围走，不得从片上跨越；电源线应分在两侧，必要时应加电源去耦电路，消除干扰信号；芯片的电源端就近连接；插线时
14、应尽量不要遮盖插孔。（3.5）掌握连线顺序。通常是先连短线，后连长线，或先连不易连接的线，使已经连好的线不影响下一步的布线。特别要注意连好各集成器件的地线和电源线，否则会损坏器件。因此，应先用短线接好各器件的地线和电源线，并用万用表测量，以保证整个电路的地线、电源线畅通无阻。(4)、整体布局（4.1）芯片及大型元件布置应疏密得当，使用方便。（4.2）考虑布线的密度，预留空位。（4.3）适当调整芯片的相对位置，可使布线合理，尽量减少布线的根数。（4.4）走线必须清楚，信号流向明晰，易于检查。5 布线检查当一个单元电路布线完成后，就进行局部检查，以便及时发现故障并排除。检查时，可用万用表的欧姆档直
15、接测量芯片引脚的通与不通。6 实验电路的调试搭接工作完成后，做一次系统的检查，如果各部分连线正确，方可接通电源，进行调试。调试时应先对子系统调试，子系统调试成功，再进行子系统之间的连接和调试。调试中如果发现实验现象与设计要求不符合，可从简单部分或某一个预知特性的点开始，逐级进行查找，逐步缩小故障可能存在的范围，直到查出故障点并排除，使之达到预定的目的。下面是最终做出的电路板图：7、心得总结数字电子技术是我们的专业课程，经过这这次的设计实习，我发现自己在一点一滴的努力中对这门课程的兴趣也在逐渐增加。通过对 555 定时器门铃论文的设计，从中真正学到了很多东西，从原理图的设计到测量印制电路板元器件
16、的绘制在到最后的布线以及整个板的焊接都是一丝不苟完成的。在这期间，不仅掌握了 555 定时器的原理和其他元器件如各种电容、电阻、二极管、扬声器及按键开关这些元器件的原理及应用，了解了设计门铃的基本知识，还通过具体的电路图，掌握了简单电路元器件装配，对故障的诊断和排除。在电子电路设计过程中，不仅培养我们的实践能力和创新精神，加强了动手能力，对问题的分析能力，以及发现并解决问题的能力。还有心态也是个很重要的问题，有好的心态就会努力，做事也会事半功倍。还要有扎实的理论知识，在操作时知道自己的目的，使学到的理论知识得到验证。通过这次课程设计使我更加扎实的掌握了有关 555 定时器方面的知识在设计过程中
17、虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了愿意所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉” 的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题 就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘， 而不是
18、知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可 能得到社会及他人对你的认可!设计中遇到过的很多难题，如初次做出来的电路图在仿真软件里面运行不成功、焊出来的电路板接上电源后不能实现想要的功能等等。但通过向老师请教、自己翻阅资料、同学之间相互探讨都一一克服解决了。两个星期的实践体验下来，我们收获了很多，不仅仅是知识的提高，更多的是团队和合作。起初并没有想到这项工作需要付出多少耐心和精力，开始做起来才知道根本不知如何下手，它不仅仅是要我们把所学的理论知识与实际操作结合起来，提高自己的实际动手能力和独立思考能力，更重要的是我们同学间的团结。作为一门专业课程，我觉得做数字电子技术设计是十分有意义
19、的，而且是十分必要的。在已度过的大学时光里，我们大多接触的是理论基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的基石和入门知识，根本不能锻炼我们主实践能力。很多迷茫的人会想，至少是我在想的一个问题：我们学这个到底以后能干什么？做了这个设计实习后，我知道了答案，原来我们的这个专业和我们的生活息息相关，班里面有做交通灯的，有做汽车尾灯的，有做八度音调节的，最后还有我们做的门铃电路，都是我们随处可见的东西，大多数人都是只会用只会看这些东西，而我，如果学好了这门课程，我就能知道这些东西的工作原理，甚至于自己设计出更完美的电子产品。这都大大激发了我学好数字电路的兴趣。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查
20、阅大量的设计资料了。为了做出完善的设计作品，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的，因为要设计一个电路，首先就要对所用到的芯片的内部结构有一个系统的了解，知道该芯片内有哪些资源。还要有一个清晰的思路和一个完整的工作流程计划。当然想要一次就弄出来是不可能的。反复修改、不断改进是电路设计的必经之路。一个好的电路图不仅要能实现它的功能，而且应该让人一看就明白你的思路，所以要养成注释电路图的好习惯。在设计课程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题还不懂。生活中也是一样的，我们遇到什么挫折要勇于面对，努力想办法解决，从中吸取教训。课堂上，原以为自己对数字电路这门课学的差不多了，一到动手才知道差的远，很多基础的东西都还没有很好的掌握，也没有用有效的方法让自身去真正理解。这次设计，增长了我的兴趣，自己开始主动学习一些相关的知识，这个收获是相当大的。设计课程结束了，但是从中学到的知识却让我受益终身。发现问题、分析问题、解决问题还有实践能力的锻炼，使我在以后的学习、工作、生活中都有了提高，学会了坚持、耐心、细心、还有努力。最后感谢胡老师的耐心教导。
