电子技术课程设计光控音乐门铃

1、班级：测控技术与仪器1132 姓名：金牛 学号：08 课题：光控音乐门铃电子技术课程设计报告课题： 光控音乐门铃 班级 测控技术与仪器1132 学号 1131203208 学生姓名 金 牛 专业 测控技术与仪器 系别 电子信息工程系 指导教师 电子技术课程设计指导小组 淮阴工学院电子与电气工程学院 2015年06月一、 设计目的 1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电0路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3、进行基本技术

2、技能训练，如基本仪器表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。4、培养学生的创新能力。二、设计要求 1、由发光二极管发光，光敏三极管接收光线，当遮挡光线时，音乐片发声；不遮挡时，不发声。 2、主要单元电路和元器件参数计算、选择。3、画出总体电路图，焊接实物，调试完成。4、提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。光敏二极管发光二级管三、总体设计放大电路 喇叭音乐集成块 继电器 图1 光控音乐门铃原理框图3.1 光控音乐门铃电路总框图 图2 为光控音乐门铃电路原理图，分别是由光控电路部分和音乐门铃部分组成。3.2

3、 光控部分 当光照射光敏二极管VD时，使三极管基极处于低电位，三极管VT1截止，输出高电平；当无光照时，VT1导通，输出低电平。根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。3.3 音乐门铃电路 音乐芯片由以下几个部分组成：逻辑控制电路、振荡器、地址计数器、音符节拍存贮器（ROM）、音阶发生器、输出驱动器。它的工作

4、原理为：振荡电路产生的信号供各个电路使用；控制电路从存储器中读出代码，根据代码来控制节拍器和音调器协调工作，产生相应的音乐输出。4、 单元电路设计 4.1 电路工作原理用手挡住VD1光敏二级极管的光线，其内阻增大，使VT1集电极为高电位；这样使VT2、VT3复合管饱和导通，VD2发光二极管发光变亮。同时电流流过继电器KR线圈，产生磁声，使Kr11常用触点吸合接通。此时，IC工作，音乐信号经IC的2脚输出，通过VT4放大，使扬声器发出锐耳的音乐家门铃声。反之，若不用手挡住VD1，光敏二极管内阻较小，VT1基极为高电位，使VT1导通，其集电极为低电位，这样VT2、VT3复合管截止，发光二极管VD2

5、不亮，继电器线圈中也没有电流通过，继电器不工作，常开触点断开，音乐集成没有电源，扬声器不发声。 4.2 电阻、光控电路晶体管的选择由输出电压Uo=1.25 1+R2/R1，R2 =120240，取R2=200，由Uo=512V得R1=6001720，取4.7K电位器。晶体管选择2N2218。 4.3 继电器的选择 电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作

6、用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。 4.4 主要参考器件清单序号编号名称型号数量1VD1二极管IN411812VD2发光二极管BT1140513VD3、VD4稳压管2CW5124VT1光敏三极管3DU15VT2三极管901136VT3、VT4、VT5三极管901337RP可调电位器1k18IC音乐集成块任意19K继电器HG

7、4098 6V110B喇叭8 欧姆111多用板1五、调试把电源接上后，用手挡住VD1光敏二级极管的光线，其内阻增大，使VT1集电极为高电位；这样使VT2、VT3复合管饱和导通，VD2发光二极管发光变亮。同时电流流过继电器KR线圈，产生磁声，使Kr11常用触点吸合接通。此时，IC工作，音乐信号经IC的2脚输出，通过VT4放大，使扬声器发出锐耳的音乐家门铃声。反之，若不用手挡住VD1，光敏二极管内阻较小，VT1基极为高电位，使VT1导通，其集电极为低电位，这样VT2、VT3复合管截止，发光二极管VD2不亮，继电器线圈中也没有电流通过，继电器不工作，常开触点断开，音乐集成没有电源，扬声器不发声。VT

8、2上面的二极管为继电器的保护二极管。当VT2、VT3复合管从导通突然转变为截止时，继电器线圈中会产生一个圈套的反电动势，为了保护继电器线圈不受损坏，使反电动势产生的脉动电流，给二极管放电，从而达到保护继电器的作用。印刷版焊接好以后，选用6V电压进行调试，在黑暗中调试，如在黑暗中发光就说明接通良好，然后打开灯，如发光二极管熄灭则说明光控电路良好，关闭开关，同时调节微调电位器，喇叭发出报警声，就说明调试良好。1.初次使用万能电路板，不太熟悉它的使用及电路连接。经过学习了解了他的通路情况，对电阻.电容等元件插装。2.由于万能板和从前用过的电路板不一样，电路千万别连短路了。3.注意各个器件要合理布局在

9、万能板上，尽量少用导线。4.安装元件，其中R4、VT4装配在IC音乐集成块上，集成块1至4脚用裸铜丝焊接在印刷电路板上，焊接要牢靠，高度适中。5.检查无误后，将继电器的常闭触点临时短接，接上6V电源。扬声器发出锐耳的音乐门铃声。6.去掉继电器常闭触点短接线，用手挡住VT1的光线，调节RP，使用权继电器刚好吸合。手不遮挡VT1，继电释放。然后在不同的光线下，调试光控音乐门铃的可靠性。音乐集成块可任意选用，但引脚各不相同，安装时需加注意。六、电路测试及测试结果 6.1 测量U0 IOMAX方法将电压表并联在负载两端，调节电位器R2使其在6001720W间变化此时电压在4.81012.504V间变化

10、。电流表与负载串联，调节电位器即可得到所要电流IOmax=1.015A 。 6.2测试光控效果由于在宿舍，没有实验室提供的6V电源，所以用4节1.5V的干电池相连接来达到6V的电压。在遮住光敏二极管的条件下，调节滑动变阻器，使发光二极管恰好发光，在手撤去的情况下不发光。我调节滑动变阻器，慢慢就调到遮住就发光，不遮就不发光的状态。 6.3测试继电器效果接通电源同时遮住光敏二极管，继电器应工作，听见继电器开关闭合的声音，从常闭脚闭合到常开脚。此时当我接通电源，未听见闭合的声音，经检查，焊接不牢靠。重新加固后，听见了预期的声音。开关闭合。 6.4测试稳压效果接通电源，同时遮住光敏二极管，发光二极管发

11、亮，同时音乐门铃发出声音，达到本次课程设计要求。七、设计总结我非常感谢学校给我们安排了这次实课程设计，训练了我们自己布局的思维能力。我们的焊接工艺在这次实训中再次得到锻炼。我还学到了许多从前不会的测量知识，比如继电器，稳压管等的测量。我从中提炼出一点，我们要学会变换思维达到同样的目的。 当发完元件后我们要根据自己的测量知识测量各个元件。遇到从前不懂的地方通过询问同学学会测量。开始插件时感觉特别的发愁不知道该怎样下手插件。在同学的帮助下知道了插件的基本知识。插好件后就开始焊接了，在焊接电路板时，也学到了很多东西，比如焊法、零件的形状和种类的基本常识等等。在焊接时，我时刻默念老师教的焊接五步，遵循

12、正确的步骤才是最简洁的方法。虽然我多次失败，但我从不放弃，我觉得这是接触电子的开始，以后还要接触更多的，为以后的学习打好基础与健康心理，所以我要多练习，多总结，多观察，记笔记，从经验中分析出要点与方法。焊接工艺要求是非常高的，只要有一点错误就可能导致电路板不能指出工作，这是我这次实训深深体会到的一点。调试是整个过程中最重要的部分，我的调试非常不成功。当焊完所有焊点和导线后开始调试，板子不能工作。慢慢检查板子，终于找到了两处错误，少连了一条线，赶紧焊好。接着调试还是不能工作，继续查板子。焊点不仅起连接作用，还要美观，修整了部分不好的焊点。元件布局是整体美观的关键，如果布局不好板子看起来就会很乱，等到检查电路时也是非常麻烦的。所以布局时进可能使其整齐美观，这就需要我们动脑筋好好考虑怎样插件。当完成布局后我们的