無線門鈴設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）報告</p><p>　　設(shè)計（論文）題目： 無線門鈴 </p><p>　　作 者： </p><p>　　系 別： 電子與信息技術(shù)系 </p><p>　　專 業(yè)： 應(yīng)用電子 </p><p>

2、;　　班 級： 10智能電子一班 </p><p>　　學(xué) </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　完 成 時 間： 2013、2 </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　任務(wù)下

3、達(dá)時間：2012 年 12 月 20 日</p><p>　　任務(wù)完成時間：2013 年 2 月 30 日</p><p>　　一、課題名稱： 無線門鈴設(shè)計 </p><p>　　二、工作要求：設(shè)計一個無線門鈴，該電路用CD4069集成塊來作發(fā)射和接收主電路，該電路可用脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，

4、接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，結(jié)合所學(xué)電路知識和電子測量的基本原理，完成電路的設(shè)計、調(diào)試、制作。分析處理調(diào)試中常見的故障（重要）并整理出設(shè)計報告，使測試儀正常工作。完成測試功能。</p><p>　　三、專題工作量：1、由接題開始收集相關(guān)資料、分析案例電路，準(zhǔn)備設(shè)計及訂購元件。 2、明確設(shè)計任務(wù)，畫出設(shè)計框圖，制定設(shè)計方案，寫出開題報告。 3、按要求在Protel 2004作出原理圖設(shè)計、PCB圖確定具體

5、電路設(shè)計。 4、準(zhǔn)備元器件，在萬能板上實(shí)現(xiàn)，焊接電路、電路調(diào)試和完善，同時編寫設(shè)計報告。 </p><p><b>　　四、主要參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　【1】邱寄帆 唐程山 主編《數(shù)字電子技術(shù)人民郵電出版社 【2】劉騁 主編 《高頻電子技術(shù)》 人民郵電出版社 【3】陳仲林 主編 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》人民郵電出版社

6、 【4】楊旭方 主編《ProtelDXP2004教程》電子工業(yè)出版社</p><p>　　【5】網(wǎng)絡(luò)查找IC4069及TQ33G芯片、各元件詳細(xì)資料

7、 </p><p>　　學(xué) 生（簽名） 2013 年 2 月 4 日</p><p>　　指 導(dǎo) 教師（簽名） 年 月 日</p><

8、;p>　　教研室主任（簽名） 年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p><b>　　Title2</b></p><p>　　一、無線門鈴設(shè)計分析

9、3</p><p>　　1.1電路整體分析3</p><p>　　1.2 各模塊分析3</p><p>　　1.3 設(shè)計與調(diào)試分析4</p><p><b>　　二、設(shè)計分案4</b></p><p>　　三、系統(tǒng)的工作原理5</p><p><b>

10、　　3.1發(fā)射原理5</b></p><p><b>　　3.2接收原理7</b></p><p>　　3.3 TQ33G芯片原理7</p><p>　　四、電路板圖的設(shè)計8</p><p>　　4.1 如何繪制原理圖9</p><p>　　4.2 PCB板的生成10<

11、;/p><p>　　4.3 抗干擾設(shè)計11</p><p>　　4.4 Protel使用常見問題11</p><p>　　五、安裝與調(diào)試12</p><p><b>　　5.1安裝12</b></p><p>　　5.1.1接收器安裝12</p><p>　　5.1.

12、2安裝注意事項(xiàng)12</p><p>　　5.2 單元電路板的焊接12</p><p><b>　　5.3調(diào)試13</b></p><p>　　5.3．1發(fā)射器調(diào)試13</p><p>　　5.3．2接收器調(diào)試13</p><p><b>　　六、結(jié)論14</b>&

13、lt;/p><p><b>　　七、致謝14</b></p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　由于電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對居住環(huán)境要求方便快捷越來越高，人們迫

14、切需要一種不僅使用好等優(yōu)點(diǎn)集一體的智能門鈴產(chǎn)品，因此無線門鈴系統(tǒng)的設(shè)計成為我畢業(yè)的目標(biāo)。</p><p>　　我將介紹了一種無線門鈴,是采用具有編碼功能的發(fā)射與接收芯片集成電路.結(jié)合高音質(zhì)TQ33G音樂門鈴做聲源,成為一種聲音動聽、門鈴按鈕與聲源之間免去連線、安裝方便的新型門鈴.這種門鈴具有功耗低,電路簡單可靠,抗干擾能力強(qiáng),電路體積小等優(yōu)點(diǎn),其接收電路與音樂模塊門鈴為一體,可使門鈴有各種音樂，使聲音悅耳動聽，滿

15、足不同人的生活需要，具有廣闊的發(fā)展前景.</p><p>　　無線門鈴的高科技需要我們不斷研究、不斷創(chuàng)新，向著產(chǎn)品智能化、數(shù)字化、信息化方向發(fā)展。無線門鈴是用TC4069集成塊來作發(fā)射和接收主電路，該電路用先進(jìn)的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，發(fā)射距離遠(yuǎn)，功耗低等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：TC4069、穩(wěn)頻、TQ33G</p&

16、gt;<p><b>　　Title</b></p><p>　　The electronic technology, network technology and wireless technology rapid development and the improvement of people's living standard, people living en

17、vironment, convenient for more and more high, people in desperate need of a good use TQ33G of advantages, such as not only a set of intelligent doorbell products, so wireless doorbell system design become the goal of my

18、graduation.</p><p>　　I will introduce a kind of wireless doorbell, is using a coding function of the emission and receiving integrated circuit with high quality music the doorbell do source, become a beautif

19、ul voice, the bell button and between source from attachment, easy installation of new doorbell. The doorbell with low power consumption, circuit is simple, reliable, strong anti-interference capability, circuit small vo

20、lume, etc., and the receiving circuit and music module the doorbell for an organic whole, can </p><p>　　Wireless doorbell high-tech we need to continuously research and innovate, to intelligent products, dig

21、ital and information development direction. Wireless doorbell is to use TC4069 integrated block for transmitting and receiving main circuit, the circuit with advanced pulse code modulation launch and micro electron vibra

22、tion frequency stabilization technology, receiving the demodulation, amplification, plastic, sound circuit composition, stable performance and emission of distance, low power co</p><p>　　Key Words: TC4069 T

23、Q33G</p><p>　　一、無線門鈴設(shè)計分析</p><p>　　1.1電路整體分析 </p><p>　　無線的電子門鈴主要包括以下幾個主要部分：觸發(fā)開關(guān)，信號發(fā)射端，信號接收端，音頻功放電路。</p><p>　　當(dāng)客人來到家門口時，按下觸發(fā)開關(guān)時，會使信號發(fā)射端發(fā)射出一個調(diào)頻信號，通過信號接收端對調(diào)頻信號解調(diào)，經(jīng)過解調(diào)后的信號通過

24、音頻功放電路發(fā)出聲音，提醒主人有客人來訪，主人做出抉擇：開門與否。 </p><p><b>　　圖1原理框圖</b></p><p><b>　　1.2 各模塊分析</b></p><p>　　根據(jù)題目要求以及上部分的初步分析，可知此門鈴分兩大模塊，即發(fā)射模塊與接收模塊。在發(fā)射模塊中，開關(guān)被按下之后，調(diào)

25、制振蕩電路開始工作，產(chǎn)生的32.768KHz的信號波形輸入到穩(wěn)頻電路中進(jìn)行穩(wěn)定；接著信號又輸入到高頻振蕩電路中進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到約250MHz后，由天線將信號以電磁波的形式發(fā)射到空氣中。而在接收模塊中，天線連接到振蕩接收電路中，信號進(jìn)入之后，通過解調(diào)電路和信號放大電路、選頻整形電路可以得到較準(zhǔn)確的和發(fā)射端按鍵狀態(tài)相同的高低電平信號；接著可以利用此電平觸發(fā)音樂芯片，音樂芯片即可發(fā)出音樂的電平信號，最后將此信號通過推挽功放電路連接揚(yáng)聲器播放門鈴

26、音樂。</p><p>　　圖2 無線門鈴發(fā)射端框圖</p><p>　　圖3 無線門鈴接收端框圖</p><p>　　1.3 設(shè)計與調(diào)試分析</p><p>　　在設(shè)計無線控制時，由于無線電信號容易受環(huán)境因素的干擾，在沒有專業(yè)設(shè)備的前提下，很難制作成功。另外無線數(shù)據(jù)傳輸和有線不同，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只在短時間內(nèi)是穩(wěn)定的，時間稍長便會受到干擾，因此在

27、對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸時必須采用編碼進(jìn)行傳送。在本電路的設(shè)計中，高頻部分選用了專用的發(fā)射和接收模塊，同時數(shù)據(jù)的編碼和解碼也用了硬件完成，因此大大提高了制作的成功率。</p><p><b>　　二、設(shè)計方案</b></p><p><b>　?。?）信號發(fā)射端</b></p><p>　　運(yùn)用CD4069芯片，NPN管和晶振產(chǎn)生一

28、個特定的調(diào)頻信號及其外圍電路組成信號發(fā)射端。該信號發(fā)射端能夠根據(jù)晶振的篩選頻率產(chǎn)生一個特定的調(diào)頻信號，發(fā)射比較穩(wěn)定，不易受干擾。</p><p><b>　　（2） 信號接收端</b></p><p>　　運(yùn)用基本的NPN管和一個晶振及其外圍電路組成信號接收端。在里面加一個晶振后會由信號發(fā)射端的晶振的篩選頻率做出篩選，選出特定的信號頻率，進(jìn)行放大和輸入下一級的音頻功放

29、電路里面！</p><p>　?。?） 音頻功放電路</p><p>　　運(yùn)用常用的音樂IC芯片及功放組成音頻功放電路。對輸入進(jìn)來的信號產(chǎn)生音樂IC里面所存儲的音樂聲音。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn):電路簡單，符合現(xiàn)階段的知識的運(yùn)用，而且芯片都比較常見，易買，易操作。特別是電路里面加入晶振篩選調(diào)頻信號，使的發(fā)射出去的信號頻率確定，易于接收端的選定。在接收端運(yùn)用NPN管

30、組成的超再生接收電路，接收到的信號經(jīng)次電路再加上后面的晶體振蕩管，使得頻率的選定很方便。無線的傳輸距離比較理想。</p><p>　　缺點(diǎn)：在集成度上不夠高。</p><p><b>　　三、系統(tǒng)的工作原理</b></p><p><b>　　3.1發(fā)射原理</b></p><p>　　發(fā)射器由調(diào)制

31、振蕩級和高頻振蕩級兩級組成。調(diào)制級電路由一塊TC4069和32.768KHz晶體完成，TC4069是6反相器。所謂反相器，就是反相器都有兩端，輸入端是高電平時輸出端就轉(zhuǎn)為低電平，輸入端是低電平時輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反。如圖1腳和2腳為第一個反相器，本文稱反相器1，之后稱反相器2、3、……，總共TC4069有六個。 </p><p>　　圖4

32、C4069UBP內(nèi)部電路圖</p><p><b>　　圖5 TC4069</b></p><p>　　發(fā)射器開關(guān)按下時，反相器1和2及相關(guān)元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生32.768KHZ低頻信號。在這個過程中，反相器1的1腳開始為低電平，2腳就是高電平，4腳也為高電平。2腳的高電平經(jīng)R2對晶體X1充電，充電電流經(jīng)R2－X1－反相器2的4腳到負(fù)極。充電時間由X1決定，等效電

33、容為200P。由于X1的充電，X1上的電壓逐漸上升，左正右負(fù)，當(dāng)升至反相器1的翻轉(zhuǎn)電平時，2腳就由原來的高電平轉(zhuǎn)為低電平，4腳也同時轉(zhuǎn)為低電平。X1開始放電，放電通路為R2－反相器1的2腳－負(fù)極。放電后X1上的電位降低，到一定程度時1腳降為低電平了，輸出端又翻轉(zhuǎn)成高電平，再次對X1充電，至此已完成一個充放電過程，即一個振蕩周期，4腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相器2的4腳就會一直輸出高低不斷變化的電平信號。這個信號的

34、頻率由晶體決定，為32.768kHz。此過程在電路實(shí)際工作時完成得極快。反相器1和反相器2用于產(chǎn)生振蕩信號，反相器3-6并聯(lián)使用，構(gòu)成輸出控制，能提供20-30mA的灌入電流。反相器3-6的輸出端接在發(fā)射管Q1的發(fā)射極對Q1進(jìn)行調(diào)幅，向外發(fā)射電磁波。 Q1、L1、C3和6P電容組成高頻振蕩器，</p><p><b>　　圖6發(fā)射器原理圖</b></p><p>&l

35、t;b>　　3.2接收原理</b></p><p>　　本機(jī)接收器如圖7所示，圖中，Q3、L2、C4、C16為超再生振蕩接收器，L2為繞制線圈，在直徑5mm的骨架上繞制，用0.51漆包線繞3圈，骨架中間用銅芯調(diào)節(jié)。當(dāng)L2的振蕩頻率與發(fā)射端相同時發(fā)生諧振，Q3的超再生信號就受發(fā)射端的調(diào)幅信號控制，L1為扼流線圈，阻止高頻信號通過。超再生振蕩電路具有自檢波功能，檢波后的調(diào)制信號在R4上產(chǎn)生壓降，經(jīng)R

36、5、C9送入U1進(jìn)行放大，整形再放大，這由三個反相器13和12、11和10、1和2完成，C8濾波濾除檢波后的高頻雜波，使用檢波后的有用信號信噪比最大。經(jīng)三極放大后的調(diào)制信號與發(fā)射端（低頻32.768KHz）同頻， X1在電路中起選頻作用，同頻率的信號能順利通過，免除了許多不需要的各種外界信號的干擾，選頻后的信號送入Q2放大整形，該信號的幅度還較低，經(jīng)最后兩級開路反相放大后輸出等幅方波信號。R21限流，C12濾波，對方波進(jìn)行平滑濾波，并有

37、數(shù)十毫秒的延時，也能消除外界脈沖對觸發(fā)電路的干擾。 </p><p>　　圖7 接收器原理圖</p><p>　　3.3 TQ33G芯片原理</p><p>　　本電路音樂集成片采用TQ33G系列產(chǎn)品，它是包含三種音樂的音樂片，有三種聲音可選擇，雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯。圖五所示管腳從左到右依次是1、2、3、4…9。 1、2、3腳為三種聲的觸發(fā)端，4腳負(fù)

38、極，5腳正極，6、7腳為8歐的喇叭輸出，8、9腳接不同的電阻可改變音樂間隔速度。 K1，K2，K3是樂曲選擇開關(guān)，音樂信號經(jīng)Q1放大推動喇叭發(fā)出優(yōu)美的門鈴音樂聲。 </p><p><b>　　圖8 TQ33G</b></p><p><b>　　五、安裝與調(diào)試</b></p><p><b>

39、;　　5.1 安裝</b></p><p>　　在安裝前本人首先要購買電路所需要的質(zhì)量很好的元器件以保證安裝出高質(zhì)量的成品，對安裝電路所需要的工具及調(diào)試儀器也要準(zhǔn)備好。在安裝時，首先將U1及外圍部分先焊好，X1和高頻部分不焊。對C4069UBP及外圍部分進(jìn)行調(diào)試檢測無誤后再將X1和高頻部分焊上。此時根據(jù)高頻電路具有的特性，測集電極的電壓是否超過電源電壓值，超過時說明安裝正確。</p>&

40、lt;p>　　5.1.1 接收器安裝</p><p>　　接收器應(yīng)先裝高頻接收部分Q3及外圍電路L1、L2、R14、R19、C4等。 L2用直徑5毫米的骨架用0.51線繞3圈。接著裝好X1和相關(guān)所有電阻、電容、U1，音樂片和Q1暫不裝，在C14兩端并接一只發(fā)光二極管，用鑷子短路一下X1，可以看見發(fā)光管亮一下，就說明接收器的下半部分正常。此時將音樂片和Q1裝上。</p><p>　　5

41、.1.2 安裝注意事項(xiàng)</p><p>　　在安裝焊接時應(yīng)遵循按先焊小元件，再焊大元件，最后再焊集成塊的原則進(jìn)行操作， 元件盡量 “貼著底板，對號入座”不得將元件插錯，由于集成塊C4069UBP是雙排 14 腳直插式結(jié)構(gòu)，焊接時我應(yīng)用尖鉻鐵頭進(jìn)行快速焊接，如果一次不成功，應(yīng)冷卻后再進(jìn)行下一次焊接，以免損壞集成塊，焊接完成后應(yīng)反復(fù)檢查有無虛、假、錯焊以及有無拖錫短路造成故障。</p><p>

42、;　　5.2單元電路板的焊接</p><p>　　（1）根據(jù)元件清單清點(diǎn)元器件，并檢測和測量后進(jìn)行焊接。元件清單如下：</p><p>　?。?）根據(jù)印制電路板安裝圖進(jìn)行插件、焊接。</p><p><b>　　5.3調(diào)試</b></p><p>　　5.3.1 發(fā)射器調(diào)試</p><p>　　裝

43、上 12v 電池，用萬用表測發(fā)射電流（電流表跨接在開關(guān)S兩端），應(yīng)在 3 到 8mA間，若用手觸摸 C2 兩端時電流應(yīng)大幅升高，說明已起振，這時發(fā)射機(jī)處于正常發(fā)射狀態(tài)。此時把它靠近一臺開著的短波（不是調(diào)頻）收音機(jī)旁發(fā)射，可明顯聽出發(fā)射部分對收音機(jī)的干擾影響。</p><p>　　5.3.2 接收器調(diào)試</p><p>　　裝上3節(jié) 5 號電池，測量接收整機(jī)電流小于 lmA ，按下發(fā)射機(jī)開

44、關(guān) S 不放，將發(fā)射機(jī)放在待調(diào)的接收機(jī)附近，用無感起子微調(diào)L2如果調(diào)到某點(diǎn)，門鈴發(fā)出聲音，就說明接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的頻率大致相同；反復(fù)微調(diào) L2 直到距離最遠(yuǎn)即可。當(dāng)接收部分也調(diào)好之后，把音樂片，發(fā)聲8歐0.5瓦喇叭裝上，一個完整理想的無線遙控門鈴就做成了，音樂 IC 可以發(fā)出三種音樂（雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯），可以轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇我喜歡的音樂。</p><p><b>　　六、結(jié)論</b><

45、;/p><p>　　通過對無線門鈴的設(shè)計，我收獲甚大。在這次的設(shè)計中，我首先在網(wǎng)上搜索到了自己需要的信息，之后對檢索到的信息最效率的方式進(jìn)行處理、整合。最初的方案，明確各部分安排。最后我將工作進(jìn)行整合，再最后總結(jié)在電路選擇、元件及焊接安裝過程中出現(xiàn)的問題。 </p><p>　　在查找資料的時候遇見一些元件自己沒有接觸過的，通過自己去圖書館和網(wǎng)上搜索相關(guān)的資料，把元件的原理和用途搞明白，

46、在這個過程中，鍛煉了自己的應(yīng)對新元件的處理能力和自己的自學(xué)能力，鍛煉了自己，同時也掌握了知識。在這次的課程設(shè)計中，由于許多課程的考試已經(jīng)結(jié)束，自己的時間比較充分，在時間的分配上鍛煉了自己的學(xué)習(xí)能力和如何有效的利用時間，在最短的時間里完成自己的任務(wù)。過程中也出現(xiàn)了一些問題，例如將元件庫封裝等操作，我自己通過在網(wǎng)上搜索一些資料通過自己的實(shí)踐把問題弄懂，直到變?yōu)樽约旱闹R。</p><p>　　在做課程設(shè)計的這段時間內(nèi)

47、，我學(xué)會了如何設(shè)計出更有效率、傳輸距離更遠(yuǎn)的無線門鈴，如何解決一些關(guān)鍵性的問題，為解決問題，增強(qiáng)了理解。提高了自己的能力，也在做這個課程設(shè)計中體驗(yàn)到了快樂。</p><p>　　最后，通過這個課程設(shè)計，我對事物的認(rèn)識又上升了一個層次，看事物不要停在表面，要深入了解它內(nèi)在的原理，才能真正的把握事物?？此坪唵蔚囊粋€無線門鈴，其內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和原理有很多使我們忽略的。同時，在一些東西出現(xiàn)問題時，我也學(xué)到了很快的分析問題

48、出現(xiàn)的原因和問題的所在，快速的定位問題和解決問題。實(shí)踐出真知。通過這次設(shè)計我受益匪淺，發(fā)現(xiàn)自己書本上的知識還不是很牢靠，而且書本上的知識絕不能少，尤其是在調(diào)試時，不能只對照別人的進(jìn)行查錯，主要是根據(jù)原理來進(jìn)行一一排查，所以在會以后的學(xué)習(xí)中好好掌握書本上的知識。</p><p><b>　　七、致謝</b></p><p>　　畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在江門職業(yè)技

49、術(shù)學(xué)院的三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束?；厥准韧?，自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策，是我堅持完成論文的動力源泉。在此，我特別要感謝我的指導(dǎo)老師雷老師。從論文的選題、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點(diǎn)，他都費(fèi)盡心血。沒有周琳雷老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我論文的順

50、利完成。另外，還要感謝我的班主任吳盡老師等等。感謝他們?nèi)昀飳ξ业募?xì)心教導(dǎo)和無微的關(guān)愛，是他們培養(yǎng)了我，沒有他們就沒有我的今天。，他們培養(yǎng)了我才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實(shí)是榮幸之極。感謝陪伴我的各位同學(xué)，與他們的交流使我受益頗多。最后要感謝我的家人以及我的朋友們對我的理解、支持、鼓勵和幫助，正是因?yàn)橛辛怂麄?，我所做的一切才更有意義；也正是因?yàn)橛辛怂麄?，我才有了追求進(jìn)步的勇氣和信心。時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未

51、發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和錯誤。懇請閱讀此篇論文的老師多予指正，不勝感激！</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】邱寄帆 唐程山 主編《數(shù)字電子技術(shù)》 北京：人民郵電出版社 2010.12</p><p>　　【2】劉騁 主編 《高頻電子技術(shù)》 北京：人民郵電出版社 2010.6</p>