无线遥控门铃的设计与制作毕业设计

安徽财贸职业学院毕业论文1无线遥控音乐门铃的设计与制作摘要随着人们生活水平的提高和人们对智能化家居环境的要求，门铃已经是日常生活中常用的工具，普通的有线门铃布线长，维护麻烦，使用起来已不太方便。因此无线遥控门铃倍受青睐。本次的研究课题是无线遥控音乐门铃的设计与制作。利用TC4069UBP芯片和各类元器件对无线遥控音乐门铃进行电路设计并完成各元器件的焊接工作，对组装好的门铃进行调试并达到预期效果。与传统门铃相比，此无线遥控音乐门铃可靠性、抗干扰更强，使用更方便。关键词无线遥控音乐门铃TC4069UBP振荡安徽财贸职业学院毕业论文2目录无线遥控音乐门铃的设计与制作1摘要1第一章无线音乐门铃的选题背景311无线遥控音乐门铃的开发背景、目的和设计要求312无线遥控音乐门铃的设计思路3第二章无线遥控音乐门铃的工作原理421TC4069UBP芯片简介422发射器原理423接收器原理5第三章绘制电路图和印刷电路板7第四章制作与调试1041元件说明1042元件清单1143制作1344调试14第五章总结与收获1551设计总结1552心得体会15致谢16参考文献16安徽财贸职业学院毕业论文3第一章无线音乐门铃的选题背景11无线遥控音乐门铃的开发背景、目的和设计要求背景随着人们生活水平的提高和居住环境的改善，人们对住宅小区智能型的要求也日益迫切。不管是在城市还是农村，现在的人们也越来越喜欢居住大房子，但因居住房间离大门口较远，来人敲门不容易听到，不仅尴尬，更重要的是经常耽误事。为了满足需要，各种无线门铃应运而生，报警门铃，音乐门铃，感应门铃等。随着社会的进步发展，无线遥控技术应用已经十分广泛。无线门铃的使用已阔至乡村，其提供的方便可想而知。目的和设计要求1设计目的能够熟悉无线音乐门铃的组成、工作原理，提高读整机电路图及电路板图的能力。通过对无线音乐门铃的安装、焊接及调试，掌握无线音乐门铃的生产工艺流程，提高焊接工艺水平。掌握电子元器件的识别及质量检验，学会故障判断及排除。2设计要求分析并读懂无线音乐门铃电路图，对照原理图看懂接线电路图。认识电路图上的符号，并与实物相对照。根据技术指标测试各元器件的主要参数，认真细心地安装焊接，按照技术要求进行调试。12无线遥控音乐门铃的设计思路无线遥控音乐门铃是利用电磁波的发射和接收，因此会有发射和接收电路。发射板要先调制振荡产生方波信号，在经高频振荡产生正弦波的信号发射出去，接收板接信号以后，通过滤波、选频等电路选出接收的信号，在将其滤波、整形、放大，最后利用方波的高电平推动音乐芯片使得喇叭发声。安徽财贸职业学院毕业论文4无线遥控音乐门铃设计流程调试振荡高频振荡发射信号接收信号喇叭发声推动音乐芯片整形放大选出信号第二章无线遥控音乐门铃的工作原理21TC4069UBP芯片简介TC4069UBP是6反相器。所谓反相器，就是么相器都有两端，输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。22发射器原理发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。调制级电路由一块TC4069UBP和32768KHZ晶体完成，发射器开关按下时，反相器6和5及晶振、电阻等相关元件组成振荡发生器，产生32768KHZ低频信号。1调制振荡极过程反相器6的13脚开始为低电平，12脚就是高电平，10脚也为高电平。10脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2X1反相器4的9脚。充电时间由X1决定，等效电容为200P，现在也经常用电容代替晶振产生振荡信号。由于X1的充电，X1上的电压逐渐上升，下正上负，当升至反相器5的翻转电平时，12脚就由原来的高电平转为低电平，10脚也同时转为低电平。X1开始放电，放电通路为X1R2反相器5安徽财贸职业学院毕业论文5的10脚。放电后X1上的电位降低，到一定程度时13脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对X1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，10脚输出一次低高变化的电平。之后振荡一直持续下去，反相器5的10脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。这个信号的频率由晶体决定，此电路中的频率为32768KHZ。上面的过程在电路实际工作时完成得极快。2放大以上是反相器的5和6用于产生振荡信号，反相器的8脚输出后和其他反相器1、2、3并联使用，构成输出控制，能提供2030MA的灌入电流，同时也使振荡信号放大。反相器1、2、3的输出端由反相器的8脚输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。3高频振荡级Q1、L1、C3和6P电容组成高频振荡器，振荡频率由色环电感L1和C3及三极管的集电结电容决定。一般为200270MHZ。Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波，再接在反相器的输出端就使输出受32768KHZ振荡信号调制，通过印刷电感发射信号。按键每按一次就发射一次。23接收器原理1接收信号Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器，超再生振荡电路具有自检波功能，可以从自然界中各种各样的波中检出此电路的电磁波。L2为铜芯线圈，在直径5MM的骨架上绕制，用051漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。当L2的振荡频率与发射端相同时，谐振，Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制。安徽财贸职业学院毕业论文62滤波L1为色环电感，阻止高频信号通过，起到了滤波的作用。C19滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。3线性放大检波、滤波后的调制信号在R14上产生压降，经R3、C7送入反相器4069进行线性放大，这由三个反相器1和2、3和4、5和6管脚完成。并最终由6号管脚输出信号。4选频及整形放大经三极管放大后的调制信号与发射端（低频32768KHZ）同频，X1在电路中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，进一步免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入Q2放大。5高频放大该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。Q2的射极接地，集电极接到反相器13脚，由C8,D2,C12,R4和反相器4、5、6组成的电路进一步对信号放大。最终由反相器8号脚输出信号。6声响电路R21限流，C11滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰，由反相器8号脚输出来的信号送入到音乐芯片TQ33G中。本电路采用TQ33G系列有三种声音可选择，双音叮咚，西敏寺，爱丽斯。K1是乐曲选择开关，音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。安徽财贸职业学院毕业论文7第三章绘制电路图和印刷电路板图31发射板电路图安徽财贸职业学院毕业论文8图32接收板电路图安徽财贸职业学院毕业论文9图33发射板PCB板图34接收板PCB板安徽财贸职业学院毕业论文10第四章制作与调试41元件说明1电阻在焊接之前，可以使用色环识别法或者数字万用表测量测出元件清单中电阻的阻值并记录，在误差允许的范围内最后使用电阻。色环电阻每种颜色代表的数值如下表黑棕红橙黄绿蓝紫灰白01234567892电解电容和瓷片电容和电阻一样，电容在焊接之前也要使用数字万用表进行测量。在安装电解电容时要求电容的管脚长度要适中，要正确判断管脚的正，负极，否则不能完成实现接收功能。判断方法正级管脚长，负级管脚短。并且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖的安装。瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚的长度要合适。在焊接瓷片电容时不必考虑它的正负极性。3发光二极管和喇叭二极管在使用之前要先对它检验，利用二极管的单向导电性看它是否能够正常工作。发光二极管主要用来进行发射端和接收端开关的指示，当开关打开时发光二极管亮，反之则不亮。为使二极管正好露出头，当电路基本焊接好后，适当和外壳比较，使其管脚的长度正好适合其露出头。焊接时要注意二极管的正负极。把喇叭放好后，可用电烙铁将其周围的塑料靠近喇叭的边缘烫下去把喇叭压紧，以免其松动不稳。安徽财贸职业学院毕业论文114TC4069UBP六相反相器我们此次的设计采用的是TC4069UBP集成块来作发射和接收主电路。TC4069UBP是6反相器。所谓反相器，就是用6个非门构成的集成块。输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。总共TC4069UBP有六个。值得注意的是，管脚号和每个非门的输入输出管脚的关系42元件清单1发射板元件清单表41发射板清单发射板清单元件名称规格用量位号线路板0802R1块集成电路TC406UBP1块IC1发光二极管方灯1只D1晶振32768KHZ1只X1三级管9018H1只Q1色环电阻10UH1只L1开关MS1181只SW1电阻470R1只R4电阻10K1只R3电阻47K1只R1电阻1M1只R2瓷片电容4P1只C2瓷片电容6P1只C1瓷片电容12P1只C3瓷片电容222P1只C4电池极片0802R1套螺丝PT24MM3个安徽财贸职业学院毕业论文12螺丝PA310MM3个弹弓1个塑胶1套电池23A12V1只2接收板元件清单表42接收板清单接收板清单元件名称规格用量位号线路板08021块集成电路TC4068UBP1块U1门铃ICTQ33G1块U2发光二极管3绿色1只D1晶振32768KHZ1只X1三级管9018H1只Q3三级管9014C1只Q2三级管90151只Q1二极管1D41483只D2D5D6铜芯线圈2T51只L2色环电阻10UH1只L1开关SK23D06EG61只K1电阻1R1只R9电阻100R1只R21电阻560R1只R19电阻47K1只R20电阻56K1只R3电阻68K1只R1电阻10K2只R15R18电阻47K1只R17安徽财贸职业学院毕业论文13电阻120K1只R14电阻270K1只R16电阻1M3只R2R4R5瓷片电容4P2只C4C16瓷片电容27P1只C8瓷片电容102P3只C5C9C17瓷片电容222P2只C7C10瓷片电容104P3只C12C13C14电解电容1UF1只C19电解电容220UF1只C15电池极片08021套导线50MM2只SPSP导线100MM1支B导线100MM1支B跳线1条J螺丝BT264MM4个螺丝BT268MM2个喇叭805W1只塑胶1套说明书1份43制作431安装工艺及焊接注意事项1、元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里后外的原则，这样有利于装配顺利进行。2、在瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装时，引线不能太长，否则降低元器件的稳定性；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。一般要求距离电路板面2MM，并且要注意电解电容的正负极性，不能插错。3、集成电路的焊接TC4096为双列14脚扁平式封装，在焊接时，首先要弄清引线脚安徽财贸职业学院毕业论文14的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接1、14脚用于固定IC，然后再重复检查，确认后再焊接其余脚位。由于IC引线脚较密，焊接完后要检查有无虚焊，连焊等现象，确保焊接质量。432步骤1、按材料清单清点全套零件，并负责保管。2、用万用表检测元器件，电阻可以用万用表测量，也可以读出来。3、对元器件引线或引脚进行镀锡处理。注意镀锡层未氧化（可焊性好）时可以不再处理。4、检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，特别要注意板的边缘是否完好。5、焊接元器件焊接是安装电路的基础，我们必须重视他的技巧和注意事项。焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这样焊锡与电烙铁夹角成90度。焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡；也不要过短，以免造成虚焊。元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为好，多余的可以剪掉。焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。44调试发射电路和接收电路的安装完成后，要认真检查电路有无错焊,漏焊，短路等不正常现象，并及时更正。然后先测试近距离的实验，在近距离多次按下发射器按键，如果门铃能够发声，说明电路基本正常。这时进行远距离实验，本电路的遥控距离应该可以达到20到30米。如果只在近距离发声或者不发声则应该检查相关电路。安徽财贸职业学院毕业论文15第五章总结与收获51设计总结从基本元器件的认识到焊接技术的练习，再到产品设计，在每一步的操作过程中，都会学到很多新的知识。一方面巩固了自己的基础，充实了自己的理论知识，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了芯片的工作原理及具体的使用方法。同时也锻炼了自己的实践能力，并且在此过程中还锻炼了自己在制作产品上的逻辑思维，知道了要设计一个产品需要什么必备条件和设计该产品时候的逻辑步骤。52心得体会本次设计为我提供了一个深入学习、探索的机会，成为课堂教学的有益补充。通过这次的毕业设计我主要学到了如下几点1在开始动手之前，提前做好准备工作，要把芯片的功能弄清楚以及如何拓展，只有把基本知识学懂以后才能顺利完成设计。2耐心分析，解决问题。设计与实现的过程中我们会遇到一些困难这是很正常的事，我们应该坚持不懈，不轻言放弃。不能一遇到问题就慌了，要耐心的分析并解决问题。3团队合作，不懂就问。这次的课程设计培养了团队合作，有时候当我们遇到问题时很难自己去找到原因所在，就需要找别人帮忙，无形中培养了团队合作精神，不懂得问题也请教了老师，团队合作，不懂就问才能更好的解决问题。安徽财贸职业学院毕业论文16致谢经过一个多月的实践，反复修改完成了这篇毕业设计报告。在这次的毕业设计中，也遇到了不少问题，最终在同学和指导老师张世平的帮助下解决了问题顺利完成。马上就要毕业了，我的大学生活就要结束了。在这三年里我学