电子系统设计总结报告
题 目：祝你生日快乐电子蜡烛电路 班 级： 电气1003 组 别：指导教师：设计时间
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祝你生日快乐电子蜡烛
一、 引言
1、 选题意义
随着科学技术的不断发展，电子产品的种类也日益增多，各式各样的电子产品为我们的生活不仅带来了各种的便利，也增添不少的乐趣。生日是快乐的，生日气氛是喜悦与活跃的，如果能在过生日的时候，随着蜡烛的点亮，再自动献上“生日快乐歌”，就更锦上添花了，“祝您生日快乐”电子蜡烛正是为此而设计的。当大家坐在生日蛋糕前时用手触摸电子蜡烛开关，它就会在当点亮灯的同时为你播放生日快乐歌。为亲朋好友庆祝生日时,使用本电子蜡烛,既可增添喜庆气氛。又方便、卫生，还富有情趣。
2、设计目标
本电路由触摸单稳态电路,开关放大器和音乐集成电路组成。力求做到体积最小化，时间精准化，彩灯形象化以及低耗能的基本要求。
3、小组成员及分工
表1 小组成员及分工情况
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二、 作品说明
1、 功能
该电子音乐蜡烛电路能够奏出“祝你生日快乐”的音乐，更好的渲染节日气氛。它主要由触摸单稳态电路、开关放大器和音乐集成电路三部分组成。555定时器、R1、R2、C1等组成一个触摸单稳态电路，其单稳态时间为：T=R2*C1。 VT1、VT、R4、R5等组成开关放大器。平时，由于VT2处于饱和状态，VT2的c，e极间的电压约为0.3V左右，不足以使音乐集成芯片工作。当人用手触摸金属片M时，相当于给555的触发输入端2输入一低电平，555输出端3输出高电平。此时VT1饱和导通，VT2截止，使音乐集成芯片的供电电压达到3.5V左右，能使音乐芯片工作，奏出“祝您生日快乐”的乐曲，同时发光二级管LED点亮并随着乐声闪烁，声光并茂，增加了节日的喜庆气氛。当单稳态电路的暂稳态时间到时，555的3引脚转呈低电平，VT1截止音乐芯片的供电电源断开，声光停止。调节单稳电路的时间常数R2和C1的大小即可改变奏乐时间。
2、 操作说明
该音乐蜡烛为一低电压小功率用电器，它用四节五号干电池串联作为该电路的供电电源，“祝你生日快乐”音乐储存在音乐集成芯片中，用发光二极管LED灯作光源。使用时按下开关接通电源，等待一段时间，然后用手触摸金属片M，此时人体感应信号加至555的触发端输入端2引脚，相当于给2端输入低电平，使单稳态电路置位且进入暂稳态状态，VT1饱和导通，VT2截止，使音乐芯片达到工作电压。音乐芯片得电便奏出“祝您生日快乐”的乐曲，同时发光二级管LED点亮并随着乐声闪烁，声光并茂，能够增加节日的喜庆气氛。当单稳态触发电路的暂稳态时间到时，555的3引脚转呈低电平，此时VT1截止，音乐芯片的供电电源断开，声光停止。
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三、 基本原理
1、
图1 原理图
2、工作原理
555单稳态电路在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。
原理图 - 5 -
图2 555单稳态原理图
接通电源后，未加负脉冲 ，而C充电， 上升，当 时，电路 输出为低电平，放电管T导通，C快速放电， 使 = 0。这样，在加负脉冲前， 为低电平， = 0，这是电路的稳态。在t = t0时刻负跳变（ 端电平小于 ），而 = 0（TH端电平小于 ），所以输出 翻为高电平，T截止，C充电。 按指数规律上升。t = t1时， 负脉冲消失。t = t2时 上升到 （此时TH端电平大于 ， 端电平大于 ）， 又自动翻为低电平。在 这段时间电路处于暂稳态。t > t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。
音乐的播放由一个~~~音乐芯片控制,其内部存有祝你生日快乐的音乐,当人触摸金属片后,开始播放音乐,播放时间可由滑动变阻器控制。
四、 主要元器件介绍
1、 元件清单
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表二 原件清单
2、
(1)555芯片
主要元器件介绍(一般为核心器件介绍)
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1地 GND 2触发 3输出
4复位 5控制电压 6门限(阈值） 7放电 8电源电压
表3 555定时器的原理图和管脚编号
由电路原理图可见,该集成电路有以下几个部分组成:3个5kΩ电阻组成的电阻分压电路、2个电压比较器C1和C2、1个由与非门组成的基本RS触发器和一个放电三极管ＶＴ。比较器C1的参考电位2/3VCC（同相端），比较器C2的参考电位1/3VCC（反相端）。
555定时器的功能主要取决于比较器，比较器的输出控制着基本RS触发器和三极管VT的状态。
（2）集成电路TS 088BD；
它是音乐集成电路的产品，内部存储有《祝您生日快乐》乐曲。功能:A、One-shot Level-hold触发方式，可做光控、声控。B、可推动蜂鸣片或喇叭。
C、电压范围：1.2V-3.6V。
表4 音乐芯片
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表5 工作时连接电路图
五、制作与调试
本次电子音乐蜡烛的制作主要由我们小组的成员在宿舍完成.首先,我们对原理图进行了研究,列出了所需的原件清单,以及每个部件所起的作用。然后，我们去西北电子商贸城进行了师弟的调研，对电子器件市场的行情有了一个初步的了解。在购买原件的过程中，有些原件已经停产，市场上买不到了，所以必须更换其他型号，那么我们就需要对新型号的原件深入了解，以便之后的焊接。
本电路因为构成简单，所以焊接工作难度也不大。但是由于市场上零件缺失等原因，我们对原理图进行了一些调整，并没有完全按照原来所设计的方案。对于原来没有接触过的以音乐芯片，管脚图和原理图都是我们搜索后才实验的。另外，由于喇叭的规格与设计不符，我们还需要对电阻实施调整，一适应选用的喇叭。
最后的安装过程也是很复杂，想把产品包装成自己心里所想的那个样子确实是很费心的工作，我们找了一个包装盒，把焊接好的电路放进去固定好，然后再盒子上开了几个孔，作为按键的地方。
经过几天的努力，我们的电子蜡烛终于成功了。
六、设计小结
在这次实习中,我们小组通过查阅资料,结合所学知识,首先选出了两个方案,即“祝你生日快乐电子蜡烛”和“公共汽车关门自动报警系统”。之后进行了市场调研，对各元器件的成本进行了调查，再根据两个方案的意义、难易程度以及所需元器件是
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否能配齐，最终确定设计电子蜡烛。
购买到所有元器件之后我们就开始了焊接组装工作，虽然其中遇到了一些困难，比如音乐芯片型号不一致，扬声器电阻与电路要求不一致，但我们还是努力克服了这些困难，认真完成了焊接、调试工作，并设计了一个小巧的包装盒，最后完成了实习报告。至此，我们的实习就全部完成了。我们设计的电子蜡烛达到了预期的结果，当人触摸金属片时，电子蜡烛就开始播放“祝你生日快乐音乐”，同时红色LED灯闪烁发光，为生日气氛添了一些光彩，是个很不错的生日礼0物。
通过这次实习，我们又复习了所学电子技术知识，并了解了电子元器件市场情况，与小组成员合作完成了一个初级电子产品，激发大家的学习热情，进一步培养和锻炼了电子设计和制作的自主创新能力，对我们以后走向社会有十分积极的意义。
七、参考文献
[1] 陈明义，宋学瑞，罗桂娥．电子技术课程设计实用教程．湖南：中南大学出版社，20xx年1月．
[2] 陈永甫．多功能集成电路555经典应用实例．北京：电子工业出版社，20xx年6月．
[3] 戈素贞，杜群羊，吴海青．模拟电子技术基础与应用实例．北京：北京航空航天大学出版社有限公司，20xx年2月．
[4] 郝鸿安，徐红媛．555集成电路实用大全．上海：19xx年
[5] 陈有卿．实用555时基电路300例．北京：中国电力出版社，2005
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功能,操作说明
1、功能说明
该电子音乐蜡烛电路能够奏出“祝你生日快乐”的音乐，更好的渲染节日气氛。它主要由触摸单稳态电路、开关放大器和音乐集成电路三部分组成。555定时器、R1、R2、C1等组成一个触摸单稳态电路，其单稳态时间为：T=R2*C1。 VT1、VT、R4、R5等组成开关放大器。平时，由于VT2处于饱和状态，VT2的c，e极间的电压约为0.3V左右，不足以使音乐集成芯片工作。当人用手触摸金属片M时，相当于给555的触发输入端2输入一低电平，555输出端3输出高电平。此时VT1饱和导通，VT2截止，使音乐集成芯片的供电电压达到3.5V左右，能使音乐芯片工作，奏出“祝您生日快乐”的乐曲，同时发光二级管LED点亮并随着乐声闪烁，声光并茂，增加了节日的喜庆气氛。当单稳态电路的暂稳态时间到时，555的3引脚转呈低电平，VT1截止音乐芯片的供电电源断开，声光停止。调节单稳电路的时间常数R2和C1的大小即可改变奏乐时间。
2、操作说明
该音乐蜡烛为一低电压小功率用电器，它用四节五号干电池串联作为该电路的供电电源，“祝你生日快乐”音乐储存在音乐集成芯片中，用发光二极管LED灯作光源。使用时按下开关接通电源，等待一段时间，然后用手触摸金属片M，此时人体感应信号加至555的触发端输入端2引脚，相当于给2端输入低电平，使单稳态电路置位且进入暂稳态状态，VT1饱和导通，VT2截止，使音乐芯片达到工作电压。音乐芯片得电便奏出“祝您生日快乐”的乐曲，同时发光二级管LED点亮并随着乐声闪烁，声光并茂，能够增加节日的喜庆气氛。当单稳态触发电路的暂稳态时间到时，555的3引脚转呈低电平，此时VT1截止，音乐芯片的供电电源断开，声光停止。
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第二篇：电子系统设计总结报告 (1)
电子系统设计总结报告
题 目： 对讲机
班 级： 电气班
组 别： 第二组
指导教师：
设计时间：
对讲机
一、 引言
1、选题意义
有线对讲机在日常生活中应用广泛。有线对讲机原理简单，设计方便，制作简易，成本低，对于初次进行实验设计的我们来说实验成功率高。而且，有线对讲机广泛应用于医院病员呼叫机、门铃、室内电话等，具有应用范围广，实用性强的特点，所以有线对讲机日益成为生活中不可缺少的部分。并且，应用我们所学的模电与数点知识便可实现该对讲机的制作，可行性强。
2、设计目标
这次实验，我们小组的目标是依据所设计的电路图，进行正确焊接与调试，最终得到在2米内，能进行清晰对讲的“半双工对讲机”，即在同一时刻，一方讲话，另一方在距离其2千米处可以清晰听到其所讲内容，并通过调节转换开关，来进行听与说的角色的相互转换。
3、小组成员分工
小组成员具体分工见下表1
表1 小组成员及分工情况
二、 作品说明
1、功能
对讲机可用于室内电话、医院病员呼叫机、门铃等，可用2千米内进行对讲。本次实验制作成的对讲机为“半双工式对讲机”，即在相同时刻，主机与从机之间只有一个可以讲，而在此时刻，另一个只能听，通过一个双刀双掷开关控制讲话与听话的相互转换。
2、操作说明
操作时，按下电源开关，将控制转换的双刀双掷开关打到一侧，可以完成主机讲话，从机收听主机发送的声音信号；将控制开关打到另一侧，则可以完成从机讲话，主机接收由从机发送的声音信号。通过双刀双掷开关的转换完成主机与从机之间的交流与信息转换。当长时间不使用时，可将控制电源的开关关闭，这样可以节约电能，避免不必要的浪费。
三、基本原理
1、原理图
图1 实验电路原理图
2、工作原理
该电路只能完成“半双工”对讲，即在同一时刻，主机与从机之间只能有一方说，另一方说，而不能双方同时听说。听、说由开关S1控制，并且，开关要安装在主机处，即听说由主机来控制。若开关处于图中所示位置时是主机说、从机听，则当开关拨到下方时就是主机听、从机听。主、从机两端分别设置扬声器和话筒各一只，作为听说转换器件。LM386用作功放，由第3引脚输入信号，第5引脚输出信号，1、8引脚电容可以调整电路增益，7引脚接旁路电容，一般取 值为10微法。电源取值为4.5V—9.0V，本次实验所选电源值为6.0V，并选一个单刀单掷开关控制电源，以免不用时浪费电能。
四、主要原器件介绍
1、元器件清单
表2 电子元器件清单
2、主要原器件介绍
(1) LM386芯片
LM386是本次实验中最为核心的元件，它是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整且电压增益范围大、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。
尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上供电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮等）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声，而且，在LM386的焊接过程中要格外注意焊接速度，焊接时，要以较快速度焊接，以免焊接时温度过高，影响芯片的正常工作，一般焊接时间不超过60秒。
LM386 的相关参数及其需要注意的地方如下表3所示：
表3 LM386的相关参数
五、制作与调试
1、制作
本次实验的制作地点主要是实验室和教室。
我们在进行本次实验是可分为五大部分具体情况如下：
第一，我们有所要设计的产品的功能出发，设计并绘制电路图，计算各种元件的实验值；
第二，对电路图进行模拟仿真：
第三，对实验电路图中所涉及的电子元器件进行调研，包括主要参数、性能指标、主要功能特点以及市场价格等等，通过这些相关信息的比较，最终确定所要使用的器件；
第四，在电路板上进行布线，使得在电路焊接成功后，电路板能够清晰可见，便于调试；
第五，焊接与调试。在电路板上进行焊接，边焊接边调试，通过调试，最终得到与所设计的功能相同的电路板；
第六，安装外壳；
第七，根据所设计的成品，编写使用说明书。
用Proteus软件模拟仿真的电路图如图2所示，模拟电路的输入的波形图如图3所示，电路的输出的波形图如图4所示。
图2 模拟仿真电路图
图3 模拟电路输入波形图
图3 模拟电路输出波形图
2、调试
调试分为静态调试和动态调试：
(1)静态调试：先不接输入信号，测量各级晶体管静态工作点。凡处于放大状态的三极管，测量其Vce和Vbe，不应出现零状况，Vbe=0表示管子截止损坏，Vce=0表示管子饱和或击穿，均需要找出原因排除故障。处于放大状态的三极管Vbe为0.7V左右，Vce ＞1～2V。
(2)动态调试：接输入信号，各级电路的输出端应有相应的信号输出。线性放大电路不应有非线性失真；波形产生及变换电路的输出波形也应符合设计要求。调试时，可由前级开始逐级向右检测，这样容易找出故障点，及时调整改进。
接下来是指标测试：电路能正常工作之后，即可进行技术指标测试。根据设计要求。逐个测试指标完成情况。
出现的问题：
1,电路已经按照原电路图在电路板上焊好，但是对讲机发出的声音太小。2,LM386芯片的2号管脚是反相输入端，由于焊接时与其他接地端一起接地，
导致刚开始测试时，电路不工作，无法达到预期效果。
3,输出信号灵敏度较低，发出的噪音严重应影响实验效果。
解决方案如下：
（1）在LM386芯片前加上适当放大倍数的三极管。LM386是功放芯片，电压放大倍数较小，需要先进行电压放大。
（2）将电位器接入电路中的阻值调大。因为共射放大电路的输出电阻较大，无法带动较小的负载。
（3）用数字万用表逐一测试电路，发现2号管脚故障，将其与其他接地端分离悬空。
（4）由于扬声器的灵敏度低，将其更换为更高精度的电话机扬声器。
（5）焊接的过程中有的部分接触不良，仔细检查电路各部分的焊接。最终焊接成功的电路板如图4所示。
图4 焊接成功的电路板
六、设计小结
通过本次课程设计，加深了我们对模电知识和数电知识的理解，我们不仅对知识有了更为深入的理解与掌握，并且增强了动手能力和团队合作意识。设计过程中，要从所要设计的产品的功能入手来设计电路图，而且经过对电路图中的每一元件都需要精确的计算，根据调研情况，综合各方面信息来选出最合适的元件。此外，PCD板的设计也很重要，排版各个元件的分布和线的分布，使整个板子布局合理不出现短路的情况。在实验的整个过程中，大家能够以模数电知识以及电路分析知识为基础，耐心分析，仔细查找电路中存在的问题，如果仍不能发现错误所在，我们会及时与实验老师和指导教师沟通。在查找错误的过程，大家对知识的掌握明显提高，对培养我们通过分工合作，相互配合，最终成功制作了有限半双工式对讲机，即：在同一时刻，主机与从机之间只能有一方说，另一方说，而不能双方同时听说，我们制作的对讲机可以实现在2千米范围内的对讲。
七、参考文献
[1]封志宏，杜丽霞，崔用明.模拟电子技术.[M]. 兰州: 兰州大学出版社，2008.
[2]李积英，赵贺，侯越.数字电子技术.[M]. 北京：中国电力出版社，2011.
[3]高继森,电路与信号系统分析.[M].兰州：兰州大学出版社，2003.