门铃电路讲解

训练典型电路的设计方法；培养学生独立设计电路能力；学习简单电路的焊接方法；学习555定时器的基本原理；学习555典型应用及其它用途。设计一个电路，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“咚”声。正常人听力范围在20Hz20000Hz，而1000Hz5000Hz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，声音持续时间要求合适。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。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 定时器内部电路框图和外引脚排列图如图所示。CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压1/3VCC和 2/3VCC。555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2/3VCC，C2 的反相输入端的电压为1/3VCC。若触发输入端 TR 的电压小于1/3VCC，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2/3VCC，同时 TR 端的电压大于1/3VCC，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。1脚：GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.516V，CMOS型时基电路VCC的范围为318V。一般用5V。3脚：OUT（或Vo）输出端。4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：CO(或VC)为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。2脚：TR低触发端。6脚：TH高触发端。7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。电阻分压器由三个5k的等值电阻串联而成。电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信号。基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器C1、C2基准电压分别为2/3Vcc，1/3Vcc的情况下，555时基电路的功能表如表示。不变不变不变不变1导通导通01截止截止11导通导通00输出输出(VO)复位复位(RD)触发输入触发输入(VI2)输输 入入CC31V CCV31CC31V CC32V CC32V CC32V 放电管放电管T阈值输入阈值输入(VI1)输输 出出多谐振荡器多谐振荡器接通 VCC 后，开始时 TH=TR=UC 0，UO 为高电平，放电管截止，VCC 经 R1、R2 向 C 充电，UC 上升，这时电路处于暂稳态。当 UC 上升到 TH=TR=UC 2/3 VCC时，UO 跃变为低电平，同时放电管T 导通，C 经 R2 和T 放电，UC 下降，电路进入暂稳态。当UC 下降到 TH=TR=UC 1/3 VCC 时，UO 重新跃变为高电平，同时放电管 T 截止，C 又被充电，UC 上升，电路又返回到暂稳态。v2 3 VCC 1 3 VCC vC 0 t1 tPLtPHt2 开关S是门上的按钮开关，在没有按下的时候，C1无法接通不进行充电，因而C1处的电压为0，4端口（复位端）一直处于低电平，导致3端口输出一直为0，扬声器无法工作。C2通过R2、R3进行充电，充满电后，其电压约为电源电压。当闭合开关S时，VCC的电流流过二极管D1对C1进行充电，其两端电压升高，4端口的电压也开始逐渐升高。当C1端电压上升为高电平时，即4端口输入的是高电平，555定时器启动，所以D2、R3和C2组成的多谐振荡器开始工作，输出频率f1。f1=1/0.7(RD+2R3)C2 RD为二极管导通时电阻 当断开开关S时，R1和C1组成回路，C1开始放电。同时R2、R3和C2组成多谐振荡器开始工作，输出频率为f2。当C1放电完毕的时候，4端口又恢复低电平，555定时器停止工作。f2=1/0.7(R2+2R3)C2 输出端接扬声器，输出端有电流时就会使扬声器发声。输出端频率不同时，发出的声音就不同。本电路中设计了两种不同的频率，因此扬声器就会发出“叮”“咚”两种不同的声音。555门铃电路元器件清单器材器材型号型号个数个数/套套单位单位导线若干根无源蜂鸣器1个NE5558脚1个无源蜂鸣器的插座1个万能板4*6CM1个三极管90131个二极管1N41482个电阻（1/4W）150 欧1个电阻（1/4W）10K 欧1个电位器（蓝色）5032个电解电容100uF1个电容(无极性)1022个按键如实物1个IC座8脚1个排针2个