郑州科技学院《数字电子技术》课程设计题目电子门铃________学生姓名宁鹏程专业班级电气工程及其自动化四班学号201247109院（系）电气工程学院指导教师李月英完成时间2014年5月30日目录1课程设计的目的……………………………………………………11.1背景………………………………………………………………………11.2目的………………………………………………………………………12课程设计的任务与要求…………………………………………22.1任务………………………………………………………………………32.2要求………………………………………………………………………33设计方案与论证……………………………………………………34设计原理及功能说明………………………………………………………55硬件的制作与调试………………………………………………56总结…………………………………………………………………10附录1：总体电路原理图……………………………………………18附录2：实物图…………………………………………………18附录3：元器件清单…………………………………………………19参考文献…………………………………………………………………151课程设计的目的1.1背景：在已学模拟电子技术基础和数字电子技术基础的背景下设计一个叮咚门铃电路。1.2目的：实现叮咚门铃的功能，使所连接得电路能发出叮咚的声音。2课程设计的任务与要求2.1任务：设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。2.2要求：设计一个“叮咚”门铃电路，设置一个按钮，按下按钮时发出较高的频率“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300Hz~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，声音持续时间要求恰当。电路最好具有低功耗。3方案设计与论证“门铃”的作用顾名思义就是提醒主人开门。设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，一节6V迭层电池可用三个月以上，耗电量较低。NE555集成电路与外围元件构成一个音频振荡器电路，其振荡频率由R2、R3、R4和C2的数值决定。该电路与其他555系列在使用上的不同是，NE555的4脚没有直接接到电源正极上面去。而是接到了一个由二极管D1、D2、按钮开关AN构成的开关电路和一个由R1、C1构成的定时器电路上。使得NE555的4脚的电位受到R1、C1上面电位的影响。这是该电路设计的独到之处，是电路实现“叮咚”门铃声效的关键。叮咚门铃属于音乐集成电路，它们是大规模CMOS集成电路的一种，应用非常广泛。CMOS是这种集成电路英文名称的缩写，翻译成中文就是“互补对称金属氧化物半导体集成电路”（ComplementarySymmetryMetalOxideSemiconductor）历史上最早提出CMOS集成电路线路结构是在1963年，到1968年就发展成商品化生产。早期应用领域限于空间电子设备和军用产品；到上世纪70年代，迅速扩展到工业和民用产品，如电子手表、电子计算器等等。在所有数字集成电路中，CMOS的产量和产值仅次于另一种叫做TTL的集成电路，位居第二。叮咚门铃等这一类音乐集成电路是简单的CMOS电路。它采用黑膏软封装——就是把硅芯片用环氧树脂直接封装在印刷电路板上。音乐集成电路的内部结构内部结构可以用以下框图表示：内部结构音乐集成电路喇叭振荡器音频发生器调制器前置放大器放大电路触发电路节拍控制器节拍发生器存储器图中的IC便是时基电路集成块555，它构成无稳态多谐振荡器。按下按钮AN（装在门上），振荡器振荡，振荡频率约700Hz，扬声器发出“叮”的声音。与此同时，电源通过二极管D1给C1充电。放开按钮时，C1便通过电阻R1放电，维持振荡。但由于AN的断开，电阻R2被串入电路，使振荡频率有所改变，大约为500Hz左右，扬声器发出“咚”的声音。直到C1上电压放到不能维持555振荡为止。“咚”声的余音的长短可通过改变C1的数值来改变。没有按下AN之时，NE555其4脚的地位为0V，NE555的特点就是，当其4脚的地位低于1v较多的时后其3脚对外输出的信号将被关断，因此该电路不能发出任何的声音。而在按下按钮开关AN时，二极管D1、D2都要导通。二极管D1的导通，使NE555第4脚的电位远远地大于了1V，所以3脚被打开可以向扬声器输出音频信号时扬声器发出音频的声音。而由于二极管D2的导通，使得电阻R2被短路，从而改变了NE555作为