“电子信息工程专业方向”课程设计报告

课题：     光控音乐门铃                

班级  电科1111  学号1111207116      

学生姓名      陈晓阳                

专业     电子科学与技术             

系别      电子与电气工程学院         

指导老师        杨玉东              

    2014年12  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计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电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、电路由光控电路和音乐门铃2部分组成；

2、当接通电源时，用手挡住光敏三极管的光线，通过控制电路使二极管发光发亮、扬声器发出门铃声；

3、画出总体电路图；

4、安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象；

5、调试电路；

6、电路性能指标测试；

7、提交格式上符合要求，内容完整的设计报告；

三、总体设计

图1 光控音乐门铃原理框图

     电路中，首先将电网电压利用变压器得到合适的交流电压，其次将降压的交流电压通过整流电路变成单向的脉动电压，这种直流电压的脉动成分比较大，往往需要利用滤波电路将其中的脉动成分滤掉。得到较平滑的直流电压。此时的电压值还会受到电网电压的波动和负载变化的影响，这样的直流电源是不稳定的，最后加上稳压电路部分，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定，而得到稳定的直流电压。然后再将稳定的直流电压加在光控电路上。 

图2为光控音乐门铃电路原理图

3.1 光控电路

当光照射PD时，使三极管基极处于低电位，三极管V截止，输出高电平；当无光照时，V导通，输出低电平。

图3光控电路

 3.2 继电器

、

图4 HK4100

3.3 音乐芯片

四、单元电路设计

4.1光控电路选择

表1 元器件清单

五、调试

把电源接上后，用手挡住VT1光敏三极管的光线，其内阻增大，使VT2集电极为高电位；这样使VT3、VT4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K_r1—1常用触点吸合接通。电流经VD3、VD4、R4、R5分压，C1滤波，通过R6限流电阻给IC音乐集成块提供3V左右的电压，此时，IC工作，音乐信号经IC的2脚输出，通过VT5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VT1，光敏三极管内阻较小，VT2基极为高电位，使VT2导通，其集电极为低电位，这样VT3、VT4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。VD1为继电器的保护二极管。当VT3、VT4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VD1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门铃响，调试结束。

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万能板上，尽量少用导线。

4.安装元件，其中R7、VT5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。用万用表电压挡测量VD3、VD4中点电压，正常应为3V左右。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测试光控效果

由于在宿舍，没有实验室提供的6V电源，所以购买了一个9V电源。我接通9V的电源，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，始终无法调到那个遮住就发光而不遮就不发光的状态，后来经过分析得知，选用的10K的滑动变阻器，调节幅度不能过大，调节速度也应放慢。再次调节达到了所需的效果。

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。

6.3测试稳压效果

接通电源，同时遮住光敏二极管，将万用表的表笔红表笔接在VD3、VD4的中点，黑表笔接地，应测得电压略高于3V。当我接通电源，未遮住光敏二极管，测得电压为3.4V，遮住光敏二极管，测得电压为0V，说明继电器处于接反的状态。于是把继电器的常开脚和常闭脚换接了一下，再用万用表测达到了应有的效果。

6.4测试整体效果

  

七、设计总结

非常感谢学校给我们安排了此次课程设计，也感谢杨玉东老师对我们课题的悉心指导。我们的焊接工艺在这次实寻中再次得到锻炼。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。老师告诉我们调试是需要技巧和方法的。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别人学会测量。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，在焊接铜线的时候，更能使大家发挥想象力，创作出很多优秀的作品，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方法，遵循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，手多次被烫了，但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，稳压管接反了。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。所以布局时尽可能使其整齐美观，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思维已经有了提高，这对我们以后的工作是非常有利的。我们要抓紧在学校锻炼的一切机会锻炼自己。遇到困难尽量自己解决，那样才能开发自己的潜能，实在不能解决再找别人帮忙。

这次课程设计在短短的二周时间内完成，由于查找资料有限，本人的精力和水平有限幸好有了老师的指导帮助才勉强完成了课程设计，结果基本上都符合了设计的技术指标要求。这次课程设计也确实锻炼了自己，自己温习了所学课程模拟电子技术基础部分知识。通过本次课程设计，我也了解了稳压电源的基本组成，知道了稳压电源各个部分的工作原理及选取方法。总之这次实训使我学到了许多，受益匪浅。感谢实训中老师的指导和帮助。而且还使我对电子世界有了新的认识，不能有一点的错误，否则整个板子就是废品，所以这就要求我们作到谨慎。

八、参考文献

[1]康华光.电子技术基础 数字部分，[M]北京：高等教育出版社，20##年65～71页

[2]华成英.童诗白等.模拟电子技术基础（第四版），[M]北京：高等教育出版社，2006.513～556页

 

第二篇：光控音乐门铃1

《电子技术》课程设计报告

班级 电子科学与技术1101 学号 1101207102 学生姓名 冯 璐 专业 电气信息类 系别 电子与电气工程学院 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

20xx年06月

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姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

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、电路由光控电路和音乐门铃两部分。

当接通电源时，用手挡住光敏三极管的光线，通过控制电路使二极管发光变亮扬声器发出门铃声。

2、画出总体电路图。

3、安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接，漏接，虚焊的现象。

4、调试电路。

5、电路性能指标测试。

6、提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。

三、总体设计

图1 光控音乐门铃原理框图

2

姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

1. 光控电路

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。

当光照射光敏二极管PD时，使三极管基极处于低电位，三极管V截止，输出高电平；当无光照时，V导通，输出低电平。

图2光控电路

2.音乐门铃

图3音乐门铃的接法

3

姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

3.整体电路的接法

图4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。

图4 光控音乐门铃电路图

四、单元电路设计

4.1电阻选择

由输出电压Uo=1.25[ 1+R2/R1]，R2 =120～240?，取R2=200?，由Uo=5～12V

得R1 =600～1720?，取4.7K?电位器。

4.2光控电路选择

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

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姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

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。

图5 继电器的接法

五、调试

把电源接上后，用手挡住VT1光敏三极管的光线，其内阻增大，使VT2集电极为高电位；这样使VT3、VT4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Kr1—1常用触点吸合接通。电流经VD3、VD4、R4、R5分压，C1滤波，通过R6限流电阻给IC音乐集成块提供3V左右的电压，此时，IC工作，音乐信号经IC的2脚输出，通过VT5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VT1，光敏三极管内阻较小，VT2基极为高电位，使VT2导通，其集电极为低电位，这样VT3、VT4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。VD1为继电器的保护二极管。当VT3、VT4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VD1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。

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姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

3.注意各个器件要合理布局在万能板上，尽量少用导线。

4.安装元件，其中R7、VT5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。用万用表电压挡测量VD3、VD4中点电压，正常应为3V左右。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Uo的方法

将电压表并联在负载两端，调节电位器R2使其在600～1720?间变化此时电压在4.810～12.504V间变化。

6.2测量IOmax的方法

电流表与负载串联，调节电位器即可得到所要电流IOmax=1.015A 。

6.3测量纹波电压的方法

用示波器在输出端直接观察。

七、设计总结

首先感到十分幸运学校给我们安排了这次实训，这次的课程设计训练了我们自己布局的思维能力。在完成设计的过程中，我们的焊接工艺在这次实寻中再次得到锻炼。我还学到了许多从前不会的知识，比如继电器，稳压管等的测量，音乐芯片的使用等等。

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姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

完成电子原理图后，领到元件我们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老师和同学学会测量。开始排置元件时感觉特别的发愁不知道该怎样下手插件。通过查阅书籍得到了解决。插好件后就开始焊接了，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。虽然多次失败，但我从不放弃，手多次被烫、磨伤，但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，少连了两条线，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。

通过此次实训使我受益匪浅。感谢实训中老师的指导和帮助。同时使我对电子世界有了新的认识，电子就是一项细致的作品，不能有一点的错误，正所谓细节决定成败，在这次实训中就得到了充分的验证。

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姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

参考文献

1赵淑范.王宪伟.模拟电子实验与课程设计，[M]北京：清华大学出版社，20xx年65～71页

2荆西京.模拟电子电路实验技术，[M]西安，第四军医大学出版社，20xx年.69～71页

3华成英等.模拟电子技术基础（第四版），[M]北京：高等教育出版社，2006.513～556页

4曲学基等.稳定电源实用电路选编. [M]北京：电子工业出版社,2003.77～104页

5曲学基等.稳定电源基本原理与工艺设计. [M]北京：电子工业出版社,2003.56页

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姓名：冯璐 班级：电科1101 学号：02 课题：光控音乐门铃

元器件清单

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