555数字门铃-任务书

微机控制系统应用方向学年设计任务书微机控制系统应用方向学年设计说明书学院名称：计算机与信息工程学院班级名称：计科101学生：祖杰、雷、周来宇、朱路平、毅苗学号：2010211154、2010211150、2010211151、2010211153、2010211147题目：基于单片机的电子音乐门铃设计指导教师姓名：董再秀起止日期：2013.07.03--2013.08.29目录第一部分：正文部分 (1)1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 主要工作 (1)1.3 研究容 (1)2 系统总体方案 (1)2.1 系统组成框图 (1)2.2 音乐门铃的功能结构图 (2)3 硬件设计 (2)3.1 各部分硬件设计及其原理 (2)3.1.1 AT89C51简介 (2)3.1.2 时钟振荡电路 (3)3.2 硬件电路图及功能 (3)4 软件设计 (4)4.1 音调的确定 (4)4.2 节拍的确定 (5)4.3 编码 (6)5 调试 (7)5.1 检查硬件连接 (7)5.2 检查软件系统 (7)5.3 测试结果 (7)总结 (8)致 (8)第二部分：参考文献 (9)附录A 源代码及注释 (10)第三部分：指导教师评语 (15)第四部分：成绩评定 (15)第一部分：正文部分1 绪论1.1 研究背景随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。

传统的门铃由于发音单调，已经不能很好满足人们的需要，不能实现批量生产。

本文设计的音乐门铃是以单片机为核心元件的电子式音乐门铃，体积小，功能强，能演奏和旋音乐，使用方便，并具有一定的商业价值。

人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。

面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。

单片机技术与数码管显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。

基于555定时器的门铃制作摘要：555定时器是集模拟、数字于一体的中规模集成电路，它具有广泛的应用。

本文首先介绍了555定时器的功能，然后根据555定时器能够产生导通、截止和不变的结果，设计出门铃的电路图以及将555定时器和各元器件根据电路图进行焊接，并对组装好的门铃进行调试使之发出叮咚的响声。

关键字：555定时器；控制扬声器；门铃Abstract:555 timer which sets the analog, digital in one of the large scale integrated circuit has been widely used. This paper introduces the 555timerfunction,then based on 555timer can generate conduction, cutoff and invariable result, introduces the design and application of the various components of the bell on the welding work, to the assembled door debugging to emit buzz sound.Key words: 555 timer; control the speaker; doorbell前言本次我们所做的课程设计就是一个基于555定时器的一个电子产品，555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。

只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

555定时器是美国Signetics 公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5k Ω的电阻而得名。

叮咚门铃电路设计1．设计指标设计一个叮咚门铃电路，设一个按钮，按下按钮时发出门铃的较高频率“叮”声，松开按钮，发出较低频率的“咚”声。

门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。

正常人听力范围在20Hz~20000Hz，而1000Hz~5000Hz则是人耳最敏感的声音频率范围，因此，“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。

“叮咚”两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求适合。

电路最好能功耗低。

门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。

2.设计方案及其比较2.1 方案一2.1.1原理图图1为方案一原理图：图1. 方案一原理图2.1.2电路原理此电路是以NE555为核心组成的叮咚门铃电路。

NE555和R1、R2、R3、D1、D2、C2组成了一个多谐振荡器，SA是门上的叮咚门铃的按钮开关，在平日，按钮开关处于断开的状态，此时C2通过R2R3充电，C2处电压接近电源电压。

由于D1D2的阻截，C1没法充电，因此C1处电压为零，使NE555的4端口一直处于低电平，而NE555的4接口是复位段，低电平使其复位，所以3端口输出为0，扬声器不响。

当闭合J1A时，D1正向导通，通过R1向C1充电，C1处电压升高，NE555的4端为高电平，无法复位，于此同时，C2则通过R3向NE555的7端口放电，它们以及NE555和C3构成了一个多谐振荡器，此时f=1.44/(R+2R3)C2约等于1252Hz（R为D1D2的电阻，约为400欧）松开J1A时，已经充满电的C1开始放电，R2、R3、C2和NE555构成一个多谐振荡器，此时f=1.44/(R2+2R3)C2约等于680Hz2.1.3电路数据R1=10k ；R2=10k ;R3=5.6k ;R4=150 ;C1=100u ；C2=0.1u ；C3=0.01u ；VCC=6.0V 2.1.4数据计算按下J1A之后：叮的频率f=1.44/(2R+2R3)*C2= 1252HzC2充电时间t11<C2*(R3+2R)=0.00059sC2放电时间t12<C2*R3=0.00056s由于叮间隔的间隔特别的小，人耳无法分辨出间断的叮声，所以人们听到的是持续的叮声松开J1A之后：咚的频率f=1.44/（R2+2R3）*C2=680HzC2充电时间t11<C2*(R3+R2)=(1.56e-3)sC2放电时间t12<C2*R3=(5.6e-4)sC1放电时间t=C1*R1=1s咚声持续的时间为:1s2.1.5 调节数据叮的频率：减小R、R3，频率变大，反之则变小；减小C2，频率变大，反之则变小咚的频率:减小R2、R3，频率变大，反之则变小：减小C1，频率变大，反之则变小咚声持续的时间：减小C1、R1，则持续时间变短，反之则变长2.1.6元器件功能R1：给C1充放电R2：J1A断开后，给C2充电R3：给C2充放电C1：充放电控制NE555的4端口的，来控制扬声器的工作C2：充放电来控制NE555，使其发出脉冲波C3：滤波,防止干扰D1、D2：防止闭合SA后，还有电流流过C1使其充电J1A：开关按钮，控制“叮咚”声的开始和叮声的结束扬声器：使其发出叮咚的声2.2方案二2.2.1原理图图2为方案二原理图：图2. 方案二原理图2.2.2电路原理该叮咚电子门铃电路由触发控制电路、音频振荡器A,音频振荡器B和音频输出电路组成。

课程设计任务书学生姓名：胡磊华专业班级：电信科0802指导老师：吴薇工作单位：武汉理工大学理学院题目：叮咚门铃电路设计初始条件：直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求：设计一个叮咚门铃电路，设一个按钮，按下按钮时发出门铃的较高频率“叮”声，松开按钮，发出较低频率的“咚”声。

门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。

2、主要任务：（一）设计方案（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2）以NE555时基集成电路为主，设计一个叮咚门铃电路（实现方案）；（3）依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；（6）在面包板上组装电路；（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；（8）撰写设计说明书，进行答辩。

3、撰写课程设计说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排：课程设计时间：18周－19周18周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；19周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。

指导教师签名：年月日系主任（或负责老师）签名：年月日目录1．设计指标 (3)2.设计方案及其比较 (3)2.1 方案一 (3)2.1.1原理图 (3)2.1.2电路原理 (3)2.1.3电路数据 (4)2.1.4数据计算 (4)2.1.5调节数据 (4)2.2 方案二 (5)2.2.1原理图 (5)2.2.2电路原理 (5)2.2.3电路数据 (5)2.2.4数据计算 (5)2.2.5 调节数据 (6)2.3方案三 (6)2.3.1原理图 (6)2.3.2电路原理 (6)2.3.3电路数据 (7)2.3.4参数计算 (7)2.3.5调节数据 (7)2.4方案比较 (7)3实现方案 (8)3.1器件介绍 (8)3.2原理图 (10)3.3电路器件 (10)3.4电路数据 (10)3.5电路原理 (10)3.6参数计算 (11)3.7 调节数据 (11)3.8元器件功能 (11)3.9布线图 (12)3.10思考题 (12)4调试过程及结论 (13)4.1调试过程 (13)4.2 设计结论 (13)5心得体会 (13)6参考文献 (14)叮咚门铃电路设计1．设计指标设计一个叮咚门铃电路，设一个按钮，按下按钮时发出门铃的较高频率“叮”声，松开按钮，发出较低频率的“咚”声。

555门铃电路说明书(总10页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除电子1034秦建目录（一）系统技术指标。

（二）设计方案（思路）、系统框图。

（三）单元电路设计方案、元器件选型方法。

（四）元器件清单。

（五）完整电路图及主要工作原理。

（六）电路安装测试过程记录及疑难解决记录。

（七）小结：收获、体会、建议。

（八）主要参考文献。

（一）系统技术指标设计一个按钮，按下按钮时发出门铃的较高频率“叮”声，松开按钮，发出较低频率的“咚”声。

正常人听力范围在20HZ^20000HZ，而1000HZ^5000HZ则是人耳最敏感的声音频率范围，因此，“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。

（二）设计方案（思路）、系统框图本电路是以一块555时基电路为核心组成的双音门铃，它发出的叮咚声音色优美悦耳。

555和R1~R3、D1、D2、C2等组成一个多谐振荡器。

SA为门上的按钮开关，平时处于断开状态。

在SA关断情况下，555的4脚呈低电位，使555处于强制复位状态，3脚输出呈低电位。

当有人按在SA后，电源Vcd通过SA、D3对C1快速充电至Vdd,555的4脚为高电位，555震荡器起振。

此时的振荡器为fc1=(Rd+2R3)C2式中RD为D1、D2的直流电阻，约500欧左右。

此时该振荡器的充电回路为VDD—D2—D2——R3—C2;其放电回路为C2—R3芯片内部放电管。

这时的振荡器频率约为1230HZ。

在门铃按钮SA按过后，由于C1上已充满电荷，即555的4脚呈高电平，555仍会继续震荡，但这时的充电回路为：VDD—R2—R3—C2，充电时间常数加大，放电时间常数仍为R3C2此时有fc1=(Rd+2R3)C2图示参数的震荡频率为680HZ左右，比按压SA时的震荡频率低。

随着C1通过R1的放电，C1上的电压逐渐变低，当降至以下后，555便处于强制复位状态，随即停振。

电子1034秦建目录（一）系统技术指标。

（二）设计方案（思路）、系统框图。

（三）单元电路设计方案、元器件选型方法。

（四）元器件清单。

（五）完整电路图及主要工作原理。

（六）电路安装测试过程记录及疑难解决记录。

（七）小结：收获、体会、建议。

（八）主要参考文献。

（一）系统技术指标设计一个按钮，按下按钮时发出门铃的较高频率“叮”声，松开按钮，发出较低频率的“咚”声。

正常人听力范围在20HZ^20000HZ，而1000HZ^5000HZ则是人耳最敏感的声音频率范围，因此，“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。

（二）设计方案（思路）、系统框图本电路是以一块555时基电路为核心组成的双音门铃，它发出的叮咚声音色优美悦耳。

555和R1~R3、D1、D2、C2等组成一个多谐振荡器。

SA为门上的按钮开关，平时处于断开状态。

在SA关断情况下，555的4脚呈低电位，使555处于强制复位状态，3脚输出呈低电位。

当有人按在SA后，电源Vcd通过SA、D3对C1快速充电至Vdd,555的4脚为高电位，555震荡器起振。

此时的振荡器为fc1=1.44/(Rd+2R3)C2式中RD为D1、D2的直流电阻，约500欧左右。

此时该振荡器的充电回路为VDD—D2—D2——R3—C2;其放电回路为C2—R3芯片内部放电管。

这时的振荡器频率约为1230HZ。

在门铃按钮SA按过后，由于C1上已充满电荷，即555的4脚呈高电平，555仍会继续震荡，但这时的充电回路为：VDD—R2—R3—C2，充电时间常数加大，放电时间常数仍为R3C2此时有fc1=1.44/(Rd+2R3)C2图示参数的震荡频率为680HZ左右，比按压SA时的震荡频率低。

随着C1通过R1的放电，C1上的电压逐渐变低，当降至0.4V以下后，555便处于强制复位状态，随即停振。

这样，该门铃在初始发高音“叮”声，即所谓“叮咚”音响。

555的输出经R4限，VT1功率管放大后，驱动扬声器发出优美悦耳的叮咚声响。

NE555数字门铃电路的设计第1章引言1.1 课题研究的背景随着现代科学技术的发展，门铃这一常见物品也朝着更加先进的方向改进，由于不同人们对门铃不同需求，常规的门铃已经不能满足市场的需要，门铃的改进与创新也已经成为人们研究的一项课题。

1.2 门铃的发展概况电子门铃的发展可以分为有源有线门铃、有源无线门铃、可视门铃、无源无线门铃几个阶段。

最初的门铃是有源有线型，门铃的发射器与接收器之间是依靠电线连接，发射器发出的信号是通过电线传输至接收器，因而信号比较稳定，也不会发生误响，但是布线比较麻烦，很可能需要凿墙等，因而近几年逐渐淡出市场。

之后无线型门铃便占据了市场，其发射器依靠12V电池供电，接收器依靠电池供电或者接市电。

门铃按钮发射无线信号，室内机的无线信号接收器接收这一无线信号，进而响铃。

避免了连线的问题，使用更加便捷。

基于无线门铃的设计，人们又设计了可视门铃以及无源门铃。

可视门铃顾名思义，既能进行语音通话，而且能看到来访者的图像。

无线可视门铃产品功能：1.可视对讲功能：有客来访，按过门铃，自由对讲通话语音清晰，如在面前。

无源门铃则是采用能量捕获技术的来驱动的无线门铃。

该种无线门铃的发射器完全不需要电池，是依靠手按门铃按钮的能量转换为电能，驱动无线发射电路，实现无线门铃的功能。

1.4 课题研究的主要内容多谐振荡器是电子门铃的主要器件，它对整个门铃电路起到决定性作用。

而LM555则是多谐振荡器的核心器件。

本课题在理论研究的基础上，将对电铃电路进行研究，要求门铃电路能够由开关控制发出“叮咚”的响声，声音尽量大且清晰。

针对电子门铃的功能要求，本文将对以下几个方面进行研究：1.NE555芯片的研究2.多谐振荡电路的的设计；3.如何控制余音的长度；4.如何实现输出功率的放大；在上述研究基础上，设计一个简易门铃，其系统结构框图如图1.1所示，其技术指标如下：等待电流：3.5mA鸣叫电流：120mA图1.1第2章 NE555数字门铃电路的介绍2.1 NE555数字门铃电路的原理与组成本电路是以NE555定时器为核心组成的“叮咚”门铃。

基于555定时器的双音门铃一、课程设计目的和任务1.熟悉手工焊锡常用工具的使用方法。

2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。

熟悉电子产品的安装工艺的流程。

3.能够根据电路原理图，元器件实物设计并制作小工艺品。

4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。

5.能够正确识别和选用常用的电子器件。

了解电子产品的焊接、调试与维修方法。

二、分析与设计1.设计任务分析原理：当按下开关，NE555计时器，4引脚于高电平，元件工作，电容C1充电，且2、6引脚达到高电平，此时输出端3为低电平，扬声器发出响声；开关松开后，电容C1放电，在2、6引脚大于1/3Vcc前，3端为低电平，扬声器工作；当放电使2、6端电平小于1/3Vcc，3端为高电平，扬声器不工作。

电容C2与滑动变阻器一起控制引脚4的状态，使置零输入端呈不同的临界电压，从而控制扬声器响音时间的长短。

当电路转换时，2、6端电压不同，使得输出端3低电平电压也不同，从而实现扬声器的双音。

任务分析：(1)根据老师提示查阅相关资料，提前弄清电路图排版及元器件的布局,提出具体设计方案(2)验证方案可行，根据设计的原理电路领取元件；(3)按照指导教师指定的时间在硬件实验室搭建电路，并调试通过；(4)设计结束进行总结，按照统一格式撰写实习报告；(5)指导教师对硬件电路进行检查或调试，对实习报告进行审阅2.设计方案论证设计的门铃接上电源，按下开关发出响声；能够发出两种高低不同的声音，表现为叮咚的高低音；调节滑动变阻器能够调节响音长短即延迟时间。

3.详细设计（1）查阅相关资料，了解基本原器件的功能及应用，弄清555计时器各个引脚的功能（2）整理好元件，并根据电路图对照一一检测元件（3）在实验室进行焊接技术练习，能够熟练较好得进行基本焊接（4）自己重新设计电路图。

设计要求：元器件尽量布局合理简单，排线要求整齐漂亮（5）根据自己设计的电路图进行元器件排版，并焊接好。