无线音乐门铃的制作方案设计书

1、毕业设计报告书设计题目：无线音乐门铃的制彳作设计2008 年 11 月 20日无线音乐门铃的制作设计摘要无线音乐门铃在现在这个社会不是什么稀奇的物品，随处可见。只要将门铃 安装在门上，客人只需按下按钮，在室内的接收主机就会响起“叮咚”声或乐曲 声，告诉主人有客到，比较方便。其主要是利用TC4069UB集成块来作发射和接 收主电路，（已编码）该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收 由解调、放大、整形、声响电路组成，性能稳定，遥控距离远，功耗低等特点。本次设计设计的就是这种方便大家生活的无线音乐门铃。关键词：无线音乐门铃 TC4069UBP目录绪论错误！未定义书签。错误！未定义书签。1

2、.1 电子技术的发展概况 错 误！未定义书签。1.2 应用电子技术培养的目标 错 误！未定义书签。1.3 电子元器件的发展趋势 错 误！未定义书签。奥迪声无线音乐门铃材料 52.1 无线音乐门铃的相关知识 52.2 无线音乐门铃的工作原理 62.2 按材料清单清点全套零件 82.4 电子元器件的检测 92.4.1 电阻 92.4.2 电解电容和瓷片电容 92.4.3 发光二极管和喇叭 92.4.4 三极管 9三 无线音乐门铃原理图的绘制 103.1 使用相关软件的介绍 103.2 如何绘制原理图 113.2.1 发射板原理图的绘制 113.2.2 接收板原理图的绘制 123.3PCB 板的生成

3、 133.3.1 无线音乐门铃发射板PCB板的生成 13无线音乐门铃接收板PCB板的生成 14四无线音乐门铃的焊接 154.1 如何正确使用电烙铁 154.2 装工艺及焊接注意事项 164.3 无线音乐门铃的焊接 164.4 无线音乐门铃的实物照片 164.5 部分调试 17五. 毕业设计总结 175.1 心得体会 17一绪论1.1 电子技术的发展概况电子元器件对电子线路来说，就像人的心脏一样，人无心脏不能维 持生命，电路无“心脏”则不能正常工作。电子元器件的演变和发展推动了电 子技术的发展。第一代电子器件是电子管， 1904 年英国科学家弗莱铭发明了真空二极管1907 年美国学者德福雷斯创制

4、真空三极管的成功，标志着人类控制电子、驯服 电子和驾驭电子的开始。 1925年以后， 陆续出现了性能更加完善的真空四极管、 五极管及复合管，从而使得短波无线电通讯迅速发展。第二代电子器件是晶体管。 1948 年美国科学家巴丁、布莱廷和肖克莱发明 了世界上第一只晶体管，开创了电子器件和电子设备小型化的新纪元。第三代电子器件是集成电路。 20世纪 60年代除集成电路的问世， 标志着人 类进入了微电子时代。第四代电子器件是大规模集成电路。 20 世纪 60 年代末已出现了包含 1000 个以上晶体管和元件的单块晶片。第五 代 电子 器件是 超大规模 集成 电 路。 1977 年，日 本 科学 家在

5、6.1mm*5.8mm 的硅片上，集成了 15 万多个晶体管。随着科学的不断发展，电子技术也在飞快的进步。1.2 应用电子技术培养的目标培养适应二十一世纪电子技术发展需要，德、智、体、美全面发展，初 步掌握电子科学技术、信号分析与处理、自动控制等专业理论基础，具有以电 路分析与综合设计能力和以微处理器（单片机、可编程控制器PLC 、嵌入式系统等）为基本平台，较熟练地运用计算机 EDA 技术和现代电子设计与制作技术， 从事各种实用性电子设备或产品的应用、开发、设计；具备较强创新和实践能 力的高等技术应用性专门人才。本专业毕业生能获得以下几方面的知识和能力：1、） 掌握应用电子技术的基本理论、专业

6、知识和基本技能；2、）具备分析、开发、维修电子产品与电子设备的基本能力，较强的计算机应用能力。在工业生产监控仪器仪表，家用电器开发、设计、维护和 EDA 技 术方面见长；3、）掌握文献检索、查询的基本方法，具有一定的英文文献阅读能力，具 有一定专业可持续发展能力。1.3 电子元器件的发展趋势以元器件产品升级换代、满足提高电子整机本地化率和扩大出口为目标， 发展片式化、微小型化、多功能化的新型元器件产品，加强新型元器件和新型 显示器件的开发，以适应新一代数字技术产品发展的需要。二 . 奥迪声无线音乐门铃材料2.1 无线音乐门铃的相关知识“门铃 ”早已不是有钱人家的专项， “门铃 ”已经在平民百姓

7、人家广泛普遍应 用。各式各样的 “门铃 ”比比皆是。最常见的是 “电子门铃 ”；一般安放两节 5 号 电池在内，门外的触发电钮被人按动后，门内的 “门铃”就“嘀嘟 ”地响几声。也 有的是由 IC 片播放一段电子音乐的。 “电子门铃 ”又分为两种：有线门铃和无线 音乐门铃。传统的门铃都为有线门铃，使用方便，极大地方便了大家的生活。 如果在豪门大院或经常听不到门铃的房主，有时总会不能及时接待来客，很是 尴尬。无线音乐门铃解决了这种尴尬，方便主人在房内各地使用，将门铃按钮 安装在门上，来访者只要按下按钮，放在客厅、厨房或卧室的接受主机就会响 起“叮咚”声或乐曲声，宏亮悦耳，告知有客人来了，距离在几米

8、到几十米，般都有 15到 20米的距离。接收机由三节五号电池供电2.2无线音乐门铃的工作原理外型尺寸：发射 60X80X25mm 接收70XM0>48mm工作电压：发射用9V叠层电池 接收用4.5V （3节5号电池）此次的无线音乐门铃用TC4069UBP集成块来作发射和接收主电路，（已 编码）该电路用先进的脉码调制发射及石英晶振稳频技术，接收由解调、放大、 整形、声响电路组成，性能稳定，遥控距离远，功耗低等特点。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32.768KHZ晶体完成，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

9、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。如图1脚和2脚为第一个反相器，本文称反相器1,之后称反相器2、3、，总共TC4069UBP有 六个。78695U1A104113TC406912213114图一TC4069UBP发射器开关按下时，反相器1和2及相关元件组成振荡发生器，产生32.768KHZ低频信号。过程：反相器1的1脚开始为低电平，2脚就是高电平， 4脚也为高电平。2脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2-X1-反相 器2的4脚到负极。充电时间由X1决定，等效电容为200P。由于X1的充电， X1上的电压逐渐上升，左正右负，当升至

10、反相器1的翻转电平时，2脚就由原来的高电平转为低电平，4脚也同时转为低电平。X1开始放电，放电通路为R2- 反相器1的2脚-负极。放电后X1上的电位降低，到一定程度时 1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， 4 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 2 的 4 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，为32.768kHz。上面解说的过程在电路实际工作时完成得极快。反相器 1 和反相器 2 用于产生振荡信号，反相器 36 并联使用，构成输出 控制，能提供20-30mA的灌入电流。反

11、相器36的输出端接在发射管Q1的发 射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。 Q1、L1、C3和6P电容组成高频振荡 器，振荡频率由印刷电感 L1 和 C3 及三极管的集电结电容决定。一般为 200-270MHz 。 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 32.768KHz 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。Q3、 L2、 C4、 C16 为超再生振荡接收器， L2 为绕制线圈，在直径 5mm 的骨架上绕制， 用 0.51 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

12、号就受发射端的 调幅信号控制， L1 为扼流线圈，阻止高频信号通过。超再生振荡电路具有自检 波功能，检波后的调制信号在 R4上产生压降，经R5、C9送入IC2进行放大， 整形再放大，这由三个反相器 13和 12、 11和 10、 1 和 2完成， C8 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。经三极放大后的调制信 号与发射端（低频32.768KHZ）同频，X1在电路中起选频作用，同频率的信号 能顺利通过，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 放大整形，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。 R21 限流， C11 滤波，对方

13、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，本电路采用 TQ33G 系列三种声音可选择，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2.2按材料清单清点全套零件元件清单，如下图A. ftHE<>兮儿fi真籽：旳仔Jiitti i.L1O0VN】a电血lM:T*IUij9(.BI,Ii.iti r址竝lOOWtfL±BI池Iw：囲1孤:j ； 1 .' - - 1L/V安:Y鳩1J i m.i>iBT2. $： hi2牛硼粧* 7FJ* KHZmXI喇叭HQna 511只

14、找J?MOINfjitg佳401 WZD i0iQj K心：*MU51! 1QI血淞cipr1 JiZ杯科:席馬JI1M色曲业営IOI；H1H1.1DW) J,庶卜札 231X)6 KG6门！KI帕&电眶TCIOtiMBP1谜<|R1JIRM *夙bi|O04f1 H畑匸贾32. 768 KH2JUXIIURI5WW1 uHI 9t'ii:NOIHIi1 HQ1电取k 7h111K20imtr山jLl'Ml.必菽Hi2LX-m 1SilB MXMiRl>urlI7DK!讥<kfil10K9 | 1KI 5,IPKIRK3*1*81朋HI*117RK只R

15、l换112<HL1JCIM"1駁电琨127OKm町ist介业WHbmUfllIM3JIHX H L RS瓷斤电榨RFtlll2H< i. ClfiISP! R门ft frHlT；27 PLilI?”2Z2L山一p|02P:',C5 1虫 117建.；'匕22 ：V.：1r?, c i PT2X 叩:I1-%卜鲍奇loirC1J. Cl 3. Cl 1m loww>tewHFHl119|#*5】亍电 WHlftJH j< l /i电池劇;DSO2f：敕 12 V511WL：ASP' SP1T !清点后发现，所给材料与清单相符2.4 电子元

16、器件的检测2.4.1 电阻万用表校零后，两表笔搭在电阻两端就可测出其阻值。也可用色环比对， 读出其阻值。2.4.2 电解电容和瓷片电容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。2.4.3 发光二极管和喇叭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

17、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。2.4.4 三极管当平的那一面面对自己时，三个脚从左到右依次是E、B、C。如图r2.5 些主要元器件的作用集成块可以说是电脑系统中各部件的主要核心部分，除了一些随处可见的 模拟信号处理集成块以外，如 CPU、RAM、ROM和南、北桥芯片以及显卡芯 片等均属于集成块范畴。这次设计中使用的是 TC4069UBP集成块。三极管的作用是放大或开关或调节，它在电脑主机中为数不多，但在显示 器以及一些外设中的数量就不是很少了。晶体三极管，是半导体基本元器件之 一，

18、具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。二极管属于半导体，它由N型半导体与P型半导体构成，它们相交的界面 上形成PN结。二极管的主要特点就是单向导通，而反向截止，也就是正电压加 在P极，负电压加在N极，所以二极管的方向性是非常重要的。电感是用线圈制作的，它的作用多是扼流滤波和滤除高频杂波，它的外形 有很多种：有的像电阻、有的像二极管、有的一看上去就是线圈。晶振是采用石英晶体的振荡器，它的精度很高，而且能产生非常稳定的 频率，热稳定性也要好于分立元件式振荡器。在作用上来看，可以说晶振是各 板卡的心跳”发生器。三 无线音乐门铃原理图的绘制3.1使用相关软件的介绍当前电子技术发展日新月异，电子绘图和

19、制板技术专业化程度越来越高,电子CAD技术已经成为专业基础技术。Protel 99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。美国ACCEL technologies公司于 佃88年推出了当时非常受欢迎的电子线路CAD软件包一TANGO，可以说是 Protel的前身，Protel Technology公司收购ACCEL Technologies公司，推出了 protel for DOS软件作为TANGO升级版本。进入界面图如下Explorer Browse SchBrowse| LibrariesMiscellaneous Devices Ji

20、bBrowse3.2如何绘制原理图发射板原理图的绘制打开 PROTEL99SE,执行 FILE NEW SCHEMATIC DOCUMENT,建立文件并命名为“无线音乐门铃发射板”添加 Miscellaneous Devices.ddl和“ Protel DOS Schematic Libraries.ddb' 这两个库在这两个库中选择所需要的集成电路、发光二极管、晶振、三极管、色环 电感、开关、电阻、电容等。集成块TC4069UBP在库中找不到，需自己绘制将所有的元器件排好进行连线。原理图如下：322接收板原理图的绘制其绘制步骤与发射板原理图的绘制基本类似，所需元件如果没有的也要自

21、己绘制。原理图如下:3.3 PCB板的生成无线音乐门铃发射板PCB板的生成AICADil 执行Designcreat netlist生成网络表H*tDl_K 1 2V2 C.l-l Dl-K ui-7Cl 啦1 fcPCf RAID 1DJF14.1C3-1 ui-2xl JHALlCl 2U 1 HVi-i Ul-3 Ui-G ui? Kl 2a1L2PCl-iC3-iQi-iW«tC2_2C2-2C3-2Ll-iHorVl 10F'j 1Ul10 in13 iriiaJta 2 iTii iKl 1再执行Auto route命令，生成PCB板。PCB板图如下I(39十CN

22、fil9 9999TC4Q69G山R2 |“。7魏无线音乐门铃接收板PCB板的生成执行Designcreat netlist生成网络表,AELv-iRB 2 / 4tl'b RAIXflL LZA 盜1 AID. 4SV21UFJF3MCCCTCG?1H：®T CIOrC17 t 的HATPKITYUDD.2RAX4 2xs点岸】Jt工0.4222F1DCIOFspSFBklCEFe«需岬d a3PCllRADD.2 lDODPIDIDIODEQ.4 I砂 aiTM2JL虧IKPUP C5SAHO 21)1QQQPL 匚12JRADD.2D21D0DQCPDIODE

23、a.4Q2JDIODEFO-炮1Rr3PHC7职愿D 31逊pj rCISJ1RADD ?IDER13LDODQCPDIODEO.403AXIAIjO.4DIODETO-32ARBS1C0 £AI>d 空测J7F CHTEUDD. 2I _J rEl 4rLOODOCPD6 ALO 4kaDICDEO . 41 -liFIir再执行Auto route命令，生成PCB板。PCB板图如下:AD 09LSR21»<DDl3-tk C9UFR1510k翦P|UK3L6 3 4 R s.K4 oRl12D5Ocl9691 Jfi5IM12aA 9«2* 9oo

24、(JbK K 80 銘乘 2K1I ! sunre四.无线音乐门铃的焊接4.1如何正确使用电烙铁焊接技术是一项无线电爱好者必须掌握的基本技术，需要多多练习才能 熟练掌握。1、选用合适的焊锡，应选用焊接电子元件用的低熔点焊锡丝。2、助焊剂，用25%的松香溶解在75%的酒精（重量比）中作为助焊剂。3、电烙铁使用前要上锡，具体方法是：将电烙铁烧热，待刚刚能熔化焊锡时, 涂上助焊剂，再用焊锡均匀地涂在烙铁头上，使烙铁头均匀的吃上一层锡。4、焊接方法，把焊盘和元件的引脚用细砂纸打磨干净，涂上助焊剂。用烙铁 头沾取适量焊锡，接触焊点，待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后， 电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻

25、往上一提离开焊点。5、焊接时间不宜过长，否则容易烫坏元件，必要时可用镊子夹住管脚帮助散 热。6、）焊点应呈正弦波峰形状，表面应光亮圆滑，无锡刺，锡量适中4.2 装工艺及焊接注意事项 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。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。集成电路的焊接： TC4096 为双列 14脚扁平式封装，在焊接时，首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核

26、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。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4.3 无线音乐门铃的焊接使用工具 :万用表、电烙铁、焊锡、松香、吸锡器、钳子、螺丝刀。 焊接前先用万用表将