敲击式电子门铃 .doc

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1、毕业设计（论文）设计（论文）题目： 敲击式电子门铃 所 在 系 ： 电子工程系 专 业 名 称 ： 应用电子技术 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 2009年3月15日摘要随着科学技术的进步，电子行业的迅速发展，大大提高人们的生活水平。电子行业的迅猛发展，推动了电子产品的不断产生和更新，电子门铃便是在这一条件下产生的。敲击式电子门铃不使用一般电子门铃所需的按钮，有客人来访时，只要用手轻轻敲击房门，室内的电子门铃就会发出清脆的“叮咚”声。我们就能够在听到“叮咚声后，放下手中的事情去为客人打开房门。电子门铃的出现给人们的生活带来了很多的简单和方便。本文主要介绍敲击式电子门铃的原理和特点

2、本设计中，我们采用了单稳态触发器控制多模块的方式。硬件部分由拾音放大、单稳态触发、脉冲计数，乐发生和音频放大等电路组成模块五大部分组成。具体实施办法是：以单稳态触发器为核心，通过脉冲指令，再由单稳态触发器控制脉冲模块、乐发生模块和音频放大模块，输出“叮咚”的响应结果。该门铃动作可靠，不会由于自然振动活物体落地造成振动而产生无处动作。该电子门铃特别适宜装载目前大多数为新式公房的铁门上，其它门亦可使用。【关键字】：拾音放大、单稳态触发、脉冲计数、乐发生电路、音频放大电路Abstract With the scientific and technological progress, the rapi

3、d development of the electronics industry, greatly improve peoples standard of living. The rapid development of the electronics industry, and promote the electronic products continue to produce and update, electronic doorbell at this condition is generated. Percussion electronic doorbell does not us

4、e the general requirements for electronic doorbell button, when a visitor, as long as the hands gently tapping the door, the interior will be issued electronic doorbell clear the ding dong sound. We will be able to hear at after the ding dong sound, put down the things go for the guests to open the

5、door. The emergence of electronic doorbell peoples lives give rise to a lot of easy and convenient. This paper mainly introduces the percussion principle electronic doorbell and characteristics.This design, we have adopted a monostable multivibrator to control the way many modules. Hardware in part

6、by the pickup enlarge monostable trigger, pulse counting, music happen and audio amplification circuit composed of five major components module. Specific implementation methods are: A monostable multivibrator as the core, through the pulse command, and then by the monostable multivibrator pulse cont

7、rol module, Lok happened modules and audio amplification module, the output ding dong in response to the results. The doorbell moves reliable, not because of natural ground vibrations caused by vibration of living objects and actions have no place. The electronic doorbell especially suitable for car

8、rying most of the iron gate for the new public housing on the other door can also make use of. 【Keywords】: pickup enlarge monostable trigger, pulse counting, music happen circuit, audio amplifier circuit目录摘要.2Abstract.3目录.4第一章 引言.51.1项目背景51.2项目概述61.3制作目的和意义61.4系统构成61.4.1基本原理.61.4.2系统组成和流程.6第二章 系统硬件电

9、路.72.1硬件介72.1.1RTX型碳膜电阻器.72.1.2CD4017十进制技术分频器数字集成电路.72.1.3KD2538音乐集成电路.82.1.4压电陶瓷片.92.1.59014型硅NPN小功率三极管.102.1.6电动式扬声器102.2硬件电路设计.10第三章 元器件的选用与调试113.1元器件选择113.2调试12总结及综述.13致谢.13参考文献.13 第一章 引言1.1项目背景 “门铃”在中国古代较少听说，有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环，叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声，有现代“门铃”的作用。“门铃”在外国电影的古代片中常有出现，也多是有钱的人户在门前吊着

10、一只硕大的青铜手柄。马车夫将客人送到门前的时候，会顺便拉拉它牵动里面的铃当以示来人。在近代“门铃”不再是有钱人家的专项，“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是，“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。在笔者有兴趣于1.4“门铃”的早两年里，收集了许多新式“门铃”的电路，自制了好几种不同音响的“门铃”，也做了不少的延伸“门铃”作用的试验，都是很实用的。近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数：最常见的是前几年流行的“电子门铃”；一般安放两节5号电池在内，门外的触发电钮被人按动后，门内的“门铃”就“嘀嘟”地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。后来演变到客人可以

11、在门口与楼上家里的主人讲话，验明真声后主人再给客人开门。它们的缺点就是要消耗电源，特别是用电池的毛病较多，但用交流电的又怕临时停电。高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的，不但可以叫门对话，还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客，用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。敲击式电子门铃不使用一般电子门铃所需的按钮，有客人来访时，只要用手轻轻敲击房门，室内的电子门铃就会发出清脆的“叮咚”声。我们就能够在听到“叮咚声后，放下手中的事情去为客人打开房门。该门铃电路具有可靠性高、实用性强等特点。制作此电子门铃，能够将所学的理论知识与实际应用相结合，以达到掌握新技术、进一步

12、提高电路制作能力的目的。此项目在制作在过程中得到了马老师的精心指导和帮助，在此对马老师表示由衷的谢意！由于时间仓促，加之水平有限，电路的缺点及不足之处在所难免，敬请读者批评指正。1.2 项目概述敲击式电子门铃不使用一般电子门铃所需的按钮，有客人来访时，只要用手轻轻敲击房门，室内的电子门铃就会发出清脆的“叮咚”声。我们就能够在听到“叮咚声后，放下手中的事情去为客人打开房门。该门铃电路具有可靠性高、实用性强等特点。1.3 制作目的和意义随着科学技术的进步，电子行业的迅速发展，大大提高人们的生活水平。电子行业的迅猛发展，推动了电子产品的不断产生和更新，电子门铃的出现给人们的日常生活带来了与多的方便，

13、简单的电子门铃在日常生活中的应用越来越广泛。人们能够通过电子门铃的“叮咚”提示声，快速的知道客人的到来，来为客人打开房门。方便客人的同时也方便了自己，成为了一种不可缺少的家用电子设备。1.4 系统构成 该系统主要由拾音放大、单稳态触发、脉冲计数、音乐发生和音频放大等电路组成。1.4.1 基本原理压电陶瓷片受到机械振动后，其两端产生感应电压，该电压经放大后，使单稳态触发器翻转，触发音乐集成电路工作，输出音乐电平信号，该信号经放大后，推动扬声器发出“叮咚”声。1.4.2 系统组成和流程压电陶瓷片BC固定在房门内侧上，当有人敲门时，BC受到机械振动后，其两端产生感应电压（压电效应），该电压经VT1放

14、大后，作为触发电平加至IC1和IC2的CP端，使单稳态触发器翻转，IC1的输出端输出低电平脉冲给IC2的R端，IC2开始对敲击脉冲进行计数。延时约Is后，IC1的输出端恢复为高电平，IC2停止计数。当is内敲击脉冲超过3次时，IC2的输出端会产生高电平脉冲，触发音乐集成电路IC3工作，IC3的O/P端输出音乐电平信号，该信号经VT2和VT3放大后，推动扬声器B发出“叮咚”声。第二章 系统硬件电路2.1 硬件介绍 碳膜电阻器，涤纶电容器或独石电容器，电解电容器，硅NPN小功率三极管，硅NPN中功率三极管，双D触发器数字集成电路，十进制计数分频器数字集成电路，音乐集成电路，电动式扬声器，压电陶瓷片

15、二节5号干电池。2.1.1 RTX型碳膜电阻器RTX型小型碳膜电阻器适用于一般交流、直流及脉冲电路中，其外形如图1所示，采用色环标志，其主要参数见表1。图1RTX型小型碳膜电阻器外形2.1.2 CD4017十进制计数分频器数字集成电路CD4017简介:十进制计数分频器CD4017，它是一种用途非常广泛的电路。其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2、O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。CD4017有3个输（MR、CP0和CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O1O9）均为低电

16、平。CP0和CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由CPl端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。CD4017有10个输出端（O0O9）和1个进位输出端O5-9。每输入10个计数脉冲，O5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。2.1.3 KD2538音乐集成电路音乐集成电路是一种大规模的CMOS集成电路。使用音乐集成电路，通过简单的外接电路即可获得简单的乐曲、语音或是各种模拟的声响。音

17、乐集成电路价格便宜，电路结构简单，工作稳定可靠，耗电省，所以用途广泛；在音乐门铃、音乐贺年卡、音乐报时钟、电话振铃电路中都可见它的踪影。音乐集成电路内部结构框图大致如下： 振荡电路产生的信号供各个电路使用；控制电路从存储器中读出代码，根据代码来控制节拍器和音调器协调工作，产生相应的音乐输出。音乐集成电路一般采用“软封装”，也有的使用双列直插和单列直插封装，还有的做成晶体三极管外形，叫做“音乐三极管”。工作电压一般用1.53伏直流电源。输出常用压电陶瓷片作为电声转换器件；也常用晶体三极管进行放大后送到喇叭放音，音质更好。模拟鸟叫电路简述原理图如下：集成电路有5个引出点1、2、3、4、5，功能是：

18、1电源正极2触发3原始音频输出4放大音频输出5电源负极电容C的功用：电容C是瓷片电容器，电容量是0.01微法，图中括号里的“103”是另一种表示方法，意思是“10”后面再加3个0，即“10000”，这种表示法的默认单位是“微微法”；1微法1000000微微法。所以，“0.01”微法“103”微微法。C用来防止三极管BG（9014）的自激。有时候，电路制作完全正确，但是喇叭就是无声，那时候加上电容C就好了。这是因为三极管放大倍数太大，产生自激，反而抑制了。因此，在BG（9014）放大倍数较小的情况下，不用C也可以。2.1.4 压电陶瓷片当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。

19、另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器，所谓叫双压电晶片元件，施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。2.1.5 9014型硅NPN小功率三极管9014是一种常用的普通三极管。 它是一种小电压,小电流,小信号的NPN型硅三极管。集电极电流Ic：Max 100mA ，集电极-基极电压Vcbo：50V ，工作温度：-55 to +150 。主要用途是开关应用和射频放大。2.1.6 电动式扬声器电动式扬声器主要

20、由磁体，上下夹板、极芯、音圈和振膜等部件组成，磁体位于上下夹板之间，它的作用是产生一个均匀磁场。上下夹板和极芯组成一个磁回路，上夹板和板芯之间有一个很小的气隙音圈，通常我们称之为磁气隙。圆筒形的扬声器音圈悬挂在磁气隙之间，它的一端与锥盆刚性连接。磁体有两个固定的S、N极，我们假设磁体与上夹板接触的一侧为S极，与下夹板接触的一侧为N极，那么，在磁体的作用下，极芯和上夹板之间的磁气隙中便产生一个均匀磁场，磁场中磁力线的方向由N极出发流向S极，即由极芯指向上夹板。当音频电流流入扬声器音圈时，假设某一瞬间音圈中音频电流的方向是自我们流入书本。根据弗来明左手定律，将左手手掌朝向N极，使伸直的四指指向与电

21、流方向相同，那么，与四指垂直的拇指方向即为音圈的运动方向，即这时扬声器音圈受到个向下的力F。当音频电流的方向改变时，音圈的受力方向也发生相应变化。这个力F的大小与音圈中流过的电流I、磁气隙中的磁感应密度B和音圈线圈的等效总长度，成正比。扬声器磁气隙中的磁感应密度口和音圈线圈的等效总长度l在扬声器设计制造过程中一经确定即成为常数，因此，当音频信号电流经过扬声器音圈时，音圈将受到一个与音频信号电流I成正比的力，由于扬声器音圈与锥盆刚性地连接在一起。当音圈在磁气隙中随音频电流方向的不断改变而上下振动时，扬声器锥盆将随着音圈的上下振动而振动，锥盆振动的快慢与输入的音频电流的频率有关，锥盆振动的幅度却与

22、输入的音频电流的强弱有关。锥盆振动时激发周围的空气发生同样的振动，形成声波，声波传人的耳就形成我们平时所听到的声音。2.2硬件电路设计压电陶瓷片BC固定在房门内侧上，当有人敲门时，BC受到机械振动后，其两端产生感应电压（压电效应），该电压经VT1放夭后，作为触发电平加至IC1和IC2的CP端，使单稳态触发器翻转，IC1的输出端输出低电平脉冲给IC2的R端，IC2开始对敲击脉冲进行计数。延时约Is后，IC1的输出端恢复为高电平，IC2停止计数。当is内敲击脉冲超过3次时，IC2的输出端会产生高电平脉冲，触发音乐集成电路IC3工作，IC3的O/P端输出音乐电平信号，该信号经VT2和VT3放大后，推

23、动扬声器B发出“叮咚”声。 第三章 元器件的选用与调试 3.1元器件选择R1R7均选用RTX一1/8W碳膜电阻器。C1C3均选用涤纶电容器或独石电容器；C4C6均选用CD1l一16V的电解电容器。VT1用9014或3DG8型硅NPN小功率三极管，要求电流放大系数月）150; VT2选用9013或3DG12、3DK4型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数月）100；V3选用9012型硅PNP中功率三极管，要求电流放大系数50.IC1选用CD4013双D触发器数字集成电路；IC2选用CD4017十进制计数分频器数字集成电路；IC3选用KD2538音乐集成电路。B选用0.25W、8微型电动式扬声器

24、。BC用27mm的压电陶瓷片，如FT一27等型号。G用二节5号干电池串联而成，电压3V.3.2调试IC3芯片通过4根7mm长的元器件剪脚线插焊在电路板上；除压电陶瓷片BC外，焊接好的电路板连同扬声器B、电池G（带塑料架）一起装人绝缘材料小盒内。盒面板为B开出释音孔；盒侧面通过适当长度的双芯屏蔽线引出到压电陶瓷片BC.实际安装时，将压电陶瓷片BC通过502胶粘贴在大门背面正对着客人常敲门的位置（一般离地面14m左右），门铃盒则固定在室内墙壁上。该门铃只要元器件质量有保证，焊接无误，一般不用调试就能正常工作。总结及综述随着社会的发展和人们生活水平的提高，越来越多的家用电器进入了人们的生活，这些家用

25、电器给人们的生活带来了很多的方便和享受，同时随着电子门铃在生活中的普及，利用电子门铃的家庭也越来越多。敲击式电子门铃不使用一般电子门铃所需的按钮，有客人来访时，只要用手轻轻敲击房门，室内的电子门铃就会发出清脆的“叮咚”声。我们就能够在听到“叮咚声后，放下手中的事情去为客人打开房门。该门铃电路具有可靠性高、实用性强等特点。通过这次毕业系统的设计，作为电子方面的学生，我又对电子产品这个方便人们生活的工具有了新的理解，相信我会在以后能利用所学知识为人们创造更多的价值。 致谢感谢我的指导老师马老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

26、悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。在此，谨向指导老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！同时，也感谢大学三年来所有帮助过我的老师和同学们，在你们的帮助和支持之下我的大学生活在此画上了圆满的句号。祝你们的人生天天快乐！参考文献 1 苏成富著 1997年第2期2 张亚晨著 1999年-01-033主编：杨昕 1999年-03-024 主编：杜珉 1998年-11-01