模电创新实验

1.2方案二：触摸式门铃字串4

工作原理：电原理图如图所示。555时基集成电路工作在单稳状态，平时③脚和⑦脚均为低电平．当用手触摸一下金属感应片M时,人体的感应信号通过0.1μF电容加至555时基集成电路的②脚，使电路翻转进入暂稳态，这时③脚输出高电平直接加到门铃芯片的触发端，芯片被触发并通过三极管推动扬声器发声。同时⑦脚也变为高电平，电源通过100KΩ电阻对4.7μF电容充电,当电容上的电压充至2/3电源电压时，电路又翻转，暂稳态结束，③脚又变为低电平。待再触摸一次M时，上述工作过程周而复始。因此每触摸一次M，门铃就被触发一次。③脚上的0.01μF电容为抗干扰电容,可防止门铃被误触发。

元器件选择与制作：本电路的门铃芯片选用“叮咚”（HL9300）芯片，它每被触发一次，尽管③脚变为低电平后，它仍可连续发出三次“叮咚”声。如选用的是需要触发端一直为高电平才可发声的芯片（如音乐芯片），应适当调整⑦脚上的阻容时间常数来调整暂稳态的时间，使③脚的高电平足以使芯片发出一曲完整的音乐后才变成低电平。另外还应通电测量一下门铃芯片推动三极管的基极电位，如静态（不发声）

时为低电平，则改用NPN型三极管作推动管，目的是防止静态动耗，延长电池使用寿命。

参数计算： ①充电时间：

②响铃频率：

电路优缺点：由于这个电路的NE555接成了单稳态触发器，所以能够起到防骚

扰的功效，也就是在其被触发后，到充电完毕的这个暂稳态时间内，其不能够再被触发。

从而达到了防骚扰的目的。触摸片的引线太长时最好使用屏蔽线并将屏蔽层接地。本电路制作简单，只要安装无误即可正常工作。本电路还可扩展为触摸开关、触摸报警器等实用电路。然而由于这个电路也有一定的缺陷，因为没有采用可变电阻器，所以这个电路的充电时间不能够调节，而且这个电路还缺乏触发器。所以这个方案也被否定。

当按下SW时，IC1的2脚被加上低电平触发信号，其3脚就输出一个高电平的单稳态脉冲，此脉冲的持续时间由RV，C2的时间常数决定。此脉冲的前沿触发“叮咚“集成电路IC2，使后者产生一次“叮咚”声。由“叮咚”集成片子的接法，在IC1的其余单稳态时间内，IC2不能再次被触发，而且无论怎样按动SW，IC1的3脚仍持续输出高电平，即门铃处于暂时休止期。当单稳态时间结束时，IC1的3脚变成低电平，门铃的休止期结束，电路又做好相应下一次按钮触发的准备

电路优缺点：

该电路采用了NE555接成的单稳态电路，可以起到防骚扰的目的，继承了上一个电路的优点，而其该电路的的RV是可调的，因此它的脉冲时间可以人为的改变，这样具有很好的灵活性。这个片子也采用了叮咚片子，而且叮咚片子可以直接与三极管相连可以有效地减少连接线路，如果把三极管与三极管相连组成多级放大电路就会使得叮咚片子发出更大的功率来驱动扬声器，而且电路采用的是3V电源，市场上随处可见，可以很好的满足电路的需要，适应能力特别强。而这个手动开关也特别好，工作特别稳定。上一个电路的

触摸式开关也很有价值，可是上一个电路没有设计出具体的触发开关，但这个触发开关可以对省电防骚扰门铃进行功能扩展。所以我们在设计这个电路的时候不妨对触摸开关进行设计。因此我们选定这个设计方案，因此在下一章中，我们将对电路进行具体设计，该电路被选定。在下一章中，我们将分别阐述省电防骚扰的门铃的各个部件，包括光敏开关的设计，NE555的功能介绍，NE555接成的单稳态电路，叮咚片子的接法。

2.2.2 ＮＥ５５５功能描述

NE555时基集成芯片的电路结构和芯片引脚图如图1所示。他含有两个电压比较器C1、C2，一个基本RS触发器，一个放电开关管Td，比较器的参考电压由三只5K的电阻构成的分压器提供。分压器分别使高电平比较器C1的同相输入端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。C1、C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号从6脚输入并超过参考电平2Vcc/3时，触发器复位，555的输出3脚为低电平，同时放电开关管导通。当输入信号从2脚输入并低于Vcc/3时，基本RS触发器置位，555的输出Vo为高电平，同时放电开关管截止。

4脚是复位脚，当为低电平时，555输出低电平。平时4脚开路或接Vcc。5脚是外加

控制电压输入端，当5脚外接一个输入电压时，则改变比较器的参考电压，不接外加电压时，5脚通常接一个0.01uF的电容到地，用来消除外来的干扰，以确保参考电平稳定。

Td是放电管，当Td导通时，为放电端7脚提供低阻抗放电通路。555定时器主要通过电阻R和电容C构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。利用它可以构成从微秒到数十分钟的延时电路、单稳态触发电路、多谐振荡器、施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。

电路原理：IC2是产生叮咚声的音乐IC，当它的①脚电位瞬时变高时，⑤脚就输出2个间隔很短的“叮咚”声的音频信号。此信号经T1、T2组成的高增益放大器后，驱动扬声器发出“叮咚”声。如果①脚持续保持高电平，则扬声器重复发出“叮咚”声，直到①脚变成低电平为止。

电位器RP1把555③脚输出的正向单稳态脉冲，调到2-60S之间的某一数值（如：20S）；RP2用来调节“叮咚”声调的高低和重复发快慢；RP3用来调节音质；RP4调节“叮咚”声的衰减时间。555及其周边元件组成单稳触发器。

当按下门铃按钮SW1时，555②脚被加上低电平触发信号，其③脚就输出1个高电平的平稳态脉冲，此脉冲的持续时间由R2、RP1和C2的时间常数来决定，并可用RP1把它调到2-60S之间的某一数值。

此脉冲的前沿经C3触发HT2811，使后者产生1次“叮咚”声。由于C3的隔直流作用，在555的其余单稳态时间内，HT7811不能再次触发，而且无论怎么样按动SW1，555③脚仍然持续输出高电平，即门铃处于暂时休止期。当单稳态时间结束时，555③脚变成低电平，C3通过555③脚和HT2811①脚的电位迅速放完电，门铃的休止期结束，电路又做好响应下次按钮触发的准备。平时未按下SW1时，电源经R1使555的②脚保持高电平，以免555被误触发。C1滤除门铃按钮长电缆可能感染的干扰信号，使它不能触发本电路。由于整个电路的静态电流很小，故可省去电源开关。

参数计算：