555叮咚门铃声响电路

山东科技大学电工电子实验教学中心

创新性实验结题报告

实验项目名称 555叮咚门铃声响电路

一、实验摘要 模拟声响电路能发出各种模拟声响，如各种乐器声、动物呜叫声、流水、刮风、下雨等自然界的声响和车船、飞机、枪炮、爆炸等现代文明所制造的声响效果。因而模拟声集成电路被广泛应用于电子玩具、仪器仪表、保安警示等领域。本实验通过555多谐振荡器组成的模拟声响电路的应用实例，具有结构简单清晰、扩展方便、灵活易变等优点。实现时只要配置适当的阻容元件和接线即可，稍作改动就可实现不同的模拟声响，具有较高的性价比。 二、实验目的 1. 掌握555叮咚音响电子门铃电路的组成、工作原理。 2.了解并掌握电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。 3. 学习multisim绘图软件和EWB或其他仿真软件设计一个叮咚门铃电路。 4. 在设计电路的过程中熟练掌握555定时器以及由他构成的各种电路的结构和用途。

三、实验场地及仪器、设备和材料： 实验场地：院实验室 实验仪器和设备： 555定时器一个、扬声器一个、开关一个、不同阻值的电组3个、电容4个、二极管2个、示波器、导线若干。 材料：数字电子技术基础（第五版）网络资料等 四、实验内容 1、实验原理 555定时器工作原理： 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压1/3VCC和 2/3VCC。555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2/3VCC，C2 的反相输入端的电压为1/3VCC。若触发输入端 TR 的电压小于1/3VCC，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2/3VCC，同时 TR 端的电压大于1/3VCC，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。

555定时器 由555定时器构成的多谐振荡器电路图 2、实验内容 开关J5是门上的按钮开关，在平日没有按下的时候，C3无法接通不进行充电，因而C3处的电压为0， 4端口（复位端）一直处于低电平，导致3端口输出一直为0，扬声器无法工作。而C1通过R2、R3进行充电，充满电后，其电压约为电源电压。 当闭合开关S时，VCC的电流流过二极管D1对C3经行充电，其两端电压升高，4端口的电压也开始逐渐升高。当C3端电压上升为高电平时，即4端口输入的是高电平，555定时器启动，所以D2、R3和C1组成的多谐振荡器开始工作，输出频率f1。 当断开开关S时，R1和C3组成回路，C3开始放电。同时R2、R3和C1组成多谐振荡器开始工作，输出频率为f2。当C3放电完毕的时候，4端口又恢复低电平，555定时器停止工作。 输出端接扬声器，输出端有电流时就会使扬声器发声。输出端频率不同时，发出的声音就不同。本电路中设计了两种不同的频率，因此扬声器就会发出“叮”“咚”两种不同的声音。

3、实验步骤 1、准备各器件，连接电路图如图所示： J5Key = SpaceVCCR25.7kΩD221N4148D11N41485R52kΩ101347625RSTDISTHRTRICONGND18VCCOUT3XSC1VCC15VA+_+B_Ext Trig+_U24C4100uF6U1BUZZER1000 Hz LM555CMR1¸30¦C347uFC11uFC210nF0（本实验中扬声器为蜂鸣器） 检查各连接线路是否正常，用示波器观察输出波形，确认无误后接通电源。 按下开关j5：观察输出波形，并注意此时扬声器声音变化。 注意： 在本电路中，电路为由D2、R5、C1组成多谐振荡器，输出频率为f1。 叮咚的频率f1=1/0.7(R+2R5)*C1=336Hz (R=0.25千欧，是二极管的电阻) C1充电时间t11=C1*(R+R5)=0.00225 C1放电时间t12=C1*R5=0.002 叮的时间间隔十分的小，因此人耳无法分辨间断的叮声，所以人听到的是持续的叮声 松开S之后： 电路为由R2、R5、C1组成的多谐振荡器，输出频率为f2。 咚的频率f=1/0.7（R2+2R5）*C1=147Hz C1充电时间t11=C1*(R2+R5)=0.0077s C1放电时间t12=C1*R5=0.002s

五、实验结果与分析 1、实验现象、数据记录 实验现象：当按下开关J5时扬声器出现一声“叮”的声音，同时示波器波形出现一条脉冲波形，当松开J5后扬声器发出短暂的“咚”的声音。示波器出现一条较窄的脉冲波形。 输出波形： 叮咚的频率f1=1/0.7(R+2R5)*C1=336Hz (R=0.25千欧，是二极管的电阻) C1充电时间t11=C1*(R+R5)=0.00225 C1放电时间t12=C1*R5=0.002 叮的时间间隔十分的小，因此人耳无法分辨间断的叮声，所以人听到的是持续的叮声 松开S之后： 电路为由R2、R5、C1组成的多谐振荡器，输出频率为f2。 咚的频率f=1/0.7（R2+2R5）*C1=147Hz C1充电时间t11=C1*(R2+R5)=0.0077s C1放电时间t12=C1*R5=0.002s 指导教师签名： 年 月 日 2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论： 实验结果并不像我们预期的那样，闭合开关时是短暂的的“叮”的声音，断开开关时也不是持续一段时间“咚”的声音，而是一直都有很小的间断时间。不过还是有“叮咚”声响的

效果

其实我们设计实验的时候总是在理想的状态下的，实际中由于种种的影响并不能达到预期的效果。但实验的步骤和方法是正确的，只要在实际的电路连接中养成良好的习惯和运用正确的方法还是能够达到预期的效果的。 3、主要关键和创新点： 主要关键： 1充分理解555定时器的功能。 2正确的电路连接。 3选取参数要通过反复的实验才能确定，对各项值都有要求。 4学会使用multisim的基本功能。 创新点： 1、试验中对多谐振荡器的使用， 2、将生活中的常见现象运用所学知识来解释和在所学知识的基础上进行升级创新。 3、实验在复杂电路的基础上进行了结构简化使实验更加简化清晰，便于理解。

六、指导老师评语及得分：

签名： 年 月 日

七、中心意见：

中心主任： 年 月 日

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