视听双功能门铃电路的探讨

摘要 本文主要设计视听双功能门铃电路,实现在嘈杂的环境中,若听不到铃响可以通过视觉(即看到灯闪)知道有客来访。本文主要对电路的电源、灯闪和计数电路进行分析和设计。

关键词 电源;灯闪;计数;记忆

中图分类号 TN705文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)17-0071-02

0 引言

21世纪是以微电子技术和数字电子技术为特征的信息时代,电子技术在国民经济各领域中起着越来越重要的作用,并且更加深入的渗透到我们的工作、学习和生活当中。视听双功能门铃是一个实用的电子小制作,通过这个小制作,既可以掌握基本的电子知识和制作技巧,又可以为家里提供一个与众不同的门铃。

该文主要讨论如何通过电路实现门铃控制。其特点有:实用性、经济性、可靠性。

1 设计方案

1.1 设计方案

电源部分:方案一是利用单相半波可控整流电路;方案二是利用全波精密整流电路。

灯闪部分:利用555单稳态电路与555振荡电路实现。

记忆部分:利用74LS00、74LS48、74LS161芯片与七段数码管来实现。

本电路的实现过程为,按下按钮蜂鸣器响、灯闪,且数码管计数一次,如果关掉灯闪部分或记忆部分,门铃仍可正常工作。

1.2 设计方案步骤图

2 设计电路及分析

电路主要由3部分组成:电源部分、灯闪部分、记忆部分。

2.1 电源部分电路

电源部分主要是通过半波可控整流电路对220 V交流电进行整流,主要元器件为晶闸管,在晶闸管的触发电路中,电路包括二极管的整流,电阻器的削波,电容的充放电等部分,最后产生稳定的触发脉冲。

全波精密整流电路理论上亦能满足电源要求,但输出波形有过零点,对于后半部分的记忆功能中的集成块来说电压如果有过零点电路会从1重新计数,无法实现记忆功能。单相半波可控整流电路,无过零点输出波形为一条平滑的直线,而且输出电压波动小。仍存在某些问题但可通过以下方案解决。

1)电压有波动

触发电路做完初期,调试电压的有效值为10V,但是电压实际值有正有负,即电压有波动,当为负值时无法实现记忆功能。该问题采用电容器滤波即可解决;

2)电压输出为零,解决方案

电路调试完以后,通过测量负载两端的电压有效值为10V,电源单独调试没有问题,但实际连接后发现没有电压输出,负载上端电压为0,负载下端电压为负值,虽然电压波形满足了条件,但无法满足正10V电压的要求,因此在负载下端引输出电压,加一反相器,使输出电压为正10V。

由单结晶体管组成的触发电路具有线路简单、运行可靠、触发脉冲前沿陡、抗干扰能力强及很好的温度补偿性能等优点,在单相及要求不高的三相晶闸管触发电路中应用得较为广泛。

2.2 灯闪部分电路

闪光电路包含:由555定时器组成的单稳态电路和多谐振荡器电路,由晶闸管组成的无触点开关电路。来客按动门铃,接通电源,给单稳态电路输入一个低电平信号,输出高电平,此时是不稳定状态,电容充电,通过设定R和C的值使输出高电平持续15s,高电平信号触发振荡器电路,使振荡器输出连续方波,直到单稳态电路恢复稳态,停止输出方波。振荡器输出信号经反向后再滤波,触发晶闸管。晶闸管主电路部分经整流桥整流使其正负半波持续导通。随着晶闸管通断,灯闪烁。15s后,触发信号消失,晶闸管关断,灯灭。

555定时器组成单稳态电路产生波形,输出脉冲的宽度Tw≈1.1RC=1.1R2C3==15s 。设定R=136k,C=100μf,实现15s定时。

555定时器组成多谐振震荡器电路产生波形,电容放电时间:Tl≈0.7R2C;电容充电时间:Th≈0.7(R1+R2)C。脉冲周期T≈Tl+Th。

2.3 记忆部分电路

来客按动按钮,产生一个脉冲,由计数器对脉冲个数(即来客按动按钮的次数)进行计数,计数结果送入字符译码器并驱动七段数码管,使之显示脉冲的个数,从而达到对来客按动门铃次数计数的目的。当计数器的输出为1 001,对计数器清零,重新开始新一轮的计数。

3 展望

3.1 电源电路

门铃电路的电源为220V交流电,当发生停电状况时,电源无法供电,门铃电路停止工作。所以将此电路应用于实际时,可在其电源输出端增设蓄电池充电电路:当电源充裕时,一边为电路部分提供能量,驱动其工作。同时,给蓄电池进行浮充电,使蓄电池保持长期满电待运行状态。

3.2 灯闪电路

用适合型号的双向晶闸管,代替晶闸管和整流桥组成的可控开关,可使电路更加经济实用。以此同时必须找到合适的光电耦合器,形成电气隔离。

3.3 记忆电路

记忆部分主要是对来客按动门铃次数的计数,该电路只能记忆8次,如若来客按动门铃的次数大于这个数,可以通过扩展数显电路加以改进,在此不再详细讨论。

参考文献

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