密码电子门铃课设报告.docVIP

1.选题背景： 1.1背景介绍： 随着社会的不断进步，人们之间的联系越来越普遍，人们之间的相互走动越来越频繁。然而，与此同时，日常应酬、上门推销等现象也越来越普遍，有好多来访者是主人不受主人欢迎的，在这样的情况下，需要一种可以通过铃声的不同就可以第一时间对来客大致情况进行判断的门铃，以省去主人去门口观察的不便。然而市场上的门铃一般都不具备这种来人识别功能，主人无法通过铃声对来人情况进行大致判断。 本次设计的门铃可以通过设定密码的方式铃声通过两种不同的铃声来判断来客是熟人还是陌生人，大大方便了主人。 1.2设计任务与要求: 元件采用集成二输人四与非门施密特触发器和集成音乐芯片及电阻、电容和扬声器等，门铃来客判断功能； 1) 元器件施密特触发器和集成音乐芯片及电阻、电容等，实现对来人进行生人或陌生人判断功能； 2)用多组微动开关实现密码的设定及输入； 3)电源电压选用+5V，输出功率≥0．5W，工作可靠，效果良好； 2.方案论证： 2.1设计原理： 本设计主要采用集成二输人四与非门施密特触发器及多组微动开关实现密码的设定及输入、判断。晶体三极管N9013及电阻、电容等构成对微弱声音信号的前置放大电路，对音乐芯片发出的信号进行适当的放大然后推动扬声器工作，从而实现异对来人进行生人或陌生人判断功能。 本密码电子门铃的设计框图如下： 图2-1 密码电子门铃设计框图 2.2方案选择： 2.2.1设计方案： 电路中，触发电路由按钮S1---S9、四与非门施密特触发器集成电路IC1和外围阻容元件组成；音乐发生电路由集成电路IC2与IC3、晶体管V1与V2、二极管VD1---V D3、扬声器BL及有关阻容元件组成。 在未按动门铃各按钮时，IC1内触发器1,的输出端为低电平，触发器2的输出端为高电平。 当熟知“密码”的来客依次按动S1、S2和S3时，触发器3输出端将变为高电平，使IC2受触发而工作，输出音乐信号，该信号经V1放大后，驱动扬声器BL发出清脆的“叮咚”声。 当不知“密码”的来客按动S4一S9中任一按钮时，触发器4的输出端将变为低电平，使V2导通，IC3工作，其输出端输当音乐信号，该信号经V1曲放大后，通过扬声器奏响一首乐。 图2-1-1 方案一原理图 3.过程设计论述： 3.1设计方案详细描述： 本设计具体过程如下： 3.1.1元器件选择： 元器件选择列表： 元件名称 元件数量 元件备注 电阻 9 1/4W碳膜电阻器 电容 5 耐压10V的电解电容 二极管 4 IN4148开关二极管 晶体管 2 S9013硅NPN型 触发器 1 CD4093二输入四与非门施密特触发器 音乐集成电路 2 LX9300音乐芯片 扬声器 1 0.5W,8Ω电动式扬声器 表3-1 元器件列表 3.1.1.1触发器选择： 本设计采用CD4093二输人四与非门施密特触发器，因为施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阀值电压。 图3-1-1 CD4093结构图 图3-1-1是CD4093（IC）的内部结构图，从IC内部的逻辑符号和“与非”门的逻辑符号相比略有不同，增加了一个类似方框的图形，该图形正是代表斯密特触发器一个重要的滞后特性。 该器件的输入输出特性如下图所示： 图3-1-2 CD4093的输入输出特性 由此可见，该器件既可以像普通“与非”门那样工作，也可以接成斯密特触发器来使用。在数码显示电路中将用它作脉冲整形电路。 当把CD4093两个输入端并接成非门时，它们的输入、输出特性如图3-1-3所示。其中图3-1-3的上部位置代表输入信号；下部位置代表输出波形。 图3-1-3输入、输出特性 从图中看出，当输入电压V1上升到VT＋电平时，触发器翻转，输出负跳变；过了一段时间输入电压回降到VT＋电平时，输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT－电平时，输出才翻转至高电平（正跳变），这种现象称它为滞后特性，VT＋—VT－=△VT。 图3-1-4 CD4093输出电平特性 △VT称为斯密特触发器的滞后电压。△VT与IC的电源电压有关，当电源电压提高时，△VT略有增加，一般△VT值在3V左右。因斯密特触发器具有电压的滞后特性，常用它对脉冲波形整形，使波形的上升沿或下降沿变得陡直；还可以用它作电压幅度鉴别。在数字电路中它也是很常用的器件。 图3-1-5 CD4093外部引脚 3.1.1.2集成音乐芯片选择： 集成音乐芯片是一种比较简单的语音电