感应式语音门铃语音
焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）摘要
摘要
本文基于掌握热释电红外传感器的基本原理和电子技术基础模拟部分、数字部分电路原理的基础上，介绍了一种实用型的红外探测模块HN911以及触发器CD4013组成的原理电路，在此基础上，运用其设计一个用于店铺的红外感应式语音门铃。它可以根据顾客出入情况的不同给予不同的反应，完成后对其仿真结果误差在接受范围内，不影响其电路工作。本文电路结构简单，原理易懂，制作容易，并且有一定的拓展性。
关键词：红外感应式门铃；热释电红外传感器；D触发器；感应技术。
Abstract
Based on the mastery of the pyroelectric infrared sensor’s basic principle and the foundation of electronic technology, digital circuit simulation based on the principle, introduced a kind of practical infrared detection module HN911 and CD4013 trigger composed of circuit principle, on the basis of this, using it is for the design of an infrared induction type voice rang the doorbell shop. It can be based on customer payments situation gives different reactions, after the completion of the simulation results of error in the accepted range, without affecting its working circuit. In this paper, the circuit structure is simple, the principle to understand, easy to manufacture, and has certain development.
Key words:Infrared sensing doorbell；Pyroelectric infrared sensors ; D flip-flop ;Sensing technology。
目录
1 引言 (1)
1.1课题研究的背景及意义 (1)
1.2国内外研究现状 (1)
1.3课题研究的主要内容 (2)
2 感应式门铃的基本原理 (3)
2.1 热释电红外传感器 (3)
2.1.1红外传感器的类型比较及选用 (3)
2.1.2热释红外传感器概述 (4)
2.1.3红外辐射、热释电效应 (5)
2.1.4热释电红外传感器的工作原理及参数 (5)
2.2菲涅尔透镜 (8)
2.2.1菲尼尔透镜的基本原理 (9)
2.2.2菲涅尔透镜的分类 (6)
2.3 D触发器 (10)
3 系统分析实验 (12)
3.1整体系统模块 (12)
3.2红外探测模块 (12)
3.3控制模块 (13)
3.3.1CD4013的功能 (13)
3.3.2CD4013的工作方式 (14)
3.4发声模块 (16)
3.5供电模块 (16)
4电路功能分析及设计 (17)
4.1功能分析 (17)
4.2系统整体电路及分析 (18)
5电路仿真 (19)
5.1仿真工具介绍 (19)
5.2使用流程 (20)
5.3控制模块仿真 (20)
5.4仿真结果分析 (21)
6 结论 (4)
参考文献 (23)
1引言
1.1课题研究的背景及意义
门铃历史悠久，现代社会最常见的是电子门铃。早期门铃的作用就是单纯地提醒主人有宾客来访，随着经济的发展，门铃的类型开始多样化，功能作用也开始转变。门铃的类型由有线门铃发展为无线门铃，由单纯的音乐门铃发展到对讲门铃，遥控门铃，可视门铃等。门铃的作用也由单向的提示主人发展为双向的既可提醒主人又可欢迎客人（即宾客也可以听到悦耳的音乐或欢迎语音），既可迎宾又可防盗报警。感应式门铃就是在这种探索研究中产生的。
感应式门铃又称迎宾器，是近年才有的常用于商铺，写字楼，工厂起迎宾防盗作用的电子产品。感应式门铃的前身是电子防盗报警器，事先人们用它来防盗的，但后来因为电子防盗报警器发出的声音是刺耳的报警声，对进店的顾客产生消极的影响，后来演变成比较悦耳的声音，特别是叮咚声，您好，欢迎光临等音效备受用户的青睐，顾客一进门就报出欢迎语音，起到了礼貌问候的作用，从而做到提醒店员有人进店和迎宾的双重作用。
感应式门铃的研究主要是集中在如何使其感应更灵敏，感应更准确，功能更完善，价格更低廉等方面，目的就是让感应式门铃在各种应用场合中完美地起到迎宾、醒主和防盗报警作用。
1.2国内外研究现状
目前感应式门铃主要分光感应式和红外感应式。光感门铃是利用人体反射光线，光敏电阻得到足够大变化的光线，电路产生变化电流触发电路，灵敏度跟物体反射率有关。但光感门铃受环境光照度的影响，黑暗情况下不能正常使用。常见红外感应式门铃使用热释电红外传感器，本身不发射任何信号，当接收到人体辐射的特定红外线中心波长信号时，才会触发电路。光感应式的价格便宜，但是误报率高，因为它的传感核心是光敏电阻，光敏电阻对可见光大部分波长都反应变化，故光线变化可能会触发门铃反应。红外感应式的相比价格较高，但优点是误报极少，加上前面的菲涅尔透镜窗口，从而将误报率降至最低。红外式采用先进微电脑制造技术，无论白天黑夜都可正常使用，即可做门铃使用，也可做独立报警器使用。红外感应式门铃性能卓越，节能易用，灵敏度强，更适合市场的需要，更贴近消费者的生活内容，办公写字楼、家居、商店、工厂等各种场合均可使用，带来方便之余，更带来意想不到的快乐和安全感。总的来说，感应式门铃目前的技术比较成熟，功能也较为完善，成本不高，并且由于通常市面上的感应式门铃都兼迎宾及报警两用，因此应用场合也较为广泛。
1.3课题研究的主要内容
本次课题研究内容就是要根据现有的已市场化的感应门铃的制造原理，在掌握
感应技术，特别是红外感应技术的基础上，采用红外探测模块加上必要的芯片
及元器件，设计一个简易实用廉价的感应式门铃。要求重点在于掌握设计原理，并将书本所学与实际结合起来，提高实践能力，熟悉电路设计的基本流程与方法，熟悉常用电子元器件、芯片的参数并能熟练使用它们，熟练运用 Protel
软件对电路进行仿真。通过研究设计感应式门铃，熟悉感应探测技术的具体应用，为以后的科研和制作积累经验。
2感应式门铃的基本原理
当今社会感应技术发展迅速，目前常用的感应技术有红外感应，压力感应，电感应，磁感应，光感应，热感应，微波感应，气体感应等等。各种不同
的感应技术都有各自的应用领域，而且呈现越来越广泛的趋势。总的来说，感
应技术的基本原理就是自动对特定的外界信号（包括物理、化学、生物等方面
的各种信号）产生预定响应。本文感应式门铃用到的感应技术主要是红外感应，而红外感应技术就需要用到红外传感器。感应式门铃就是通过红外传感器探测
人体红外信号，继而经过一系列电路的判断与控制，达到使扬声器发声的功能。
2.1热释电红外传感器
2.1.1 红外传感器的类型比较及选用
红外传感器可分为两类：主动式红外传感器和被动式红外传感器。下面
对这两种传感器的基本情况分别加以介绍，再结合本课题的设计要求，选择一
种最合适的红外传感器类型进行课题研究。
（1）主动式红外传感器主动红外传感器由红外发射机、红外接收机组成。分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜，起到将红外光束聚焦成
较细的平行光束的作用，以使红外光的能量能够集中传送。红外光在人眼看不
见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束，
接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动后续电路进行工作。主
动式红外传感器遇到小动物、树叶、沙尘、雨、雪、雾遮挡则不应输出有效信号，人或相当体积的物品遮挡将输出有效信号。由于光束较窄，收发端安装要
牢固可靠，不应受地面震动影响，而发生位移引起误报，光学系统要保持清洁，注意维护保养。因此主动式传感器所探测的是点到点，而不是一个面的范围。
其特点是探测可靠性非常高。但若对一个空间进行布防，则需有多个主动式传
感器，价格昂贵。主动式传感器常用于博物馆中单体贵重文物展品的布防以及
工厂仓库的门窗封锁、购物中心的通道封锁、停车场的出口封锁、家居的阳台
封锁等等。主动式红外传感器有单光束、双光束、四光束之分。以发射机与接
收机设置的位置不同分为对向型安装方式和反射式按装方式，反射型安装方式
的接收机不是直接接收发射机发出的红外光束，而是接收由反射镜或适当的反
射物（如石灰墙、门板表面光滑的油漆层）反射回的红外光束。当反射面的位
置与方向发生变化或红外发射光束和反射光束之一被阻挡而使接收机无法接收
到红外反射光束时输出有效信号。当使用较多的传感器进行防范布局时应该注
意消除射束的交叉误射。
（2）被动式红外传感器
即传感器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。传感器安装后数秒种已适应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外
辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件
产生突变电信号，而发出警报。
被动红外传感器形成的警戒线一般可以达到数十米。被动式红外传感器
主要由光学系统、热传感器（或称为红外传感器）等部分组成。其核心是红外
探测器件，通过关学系统的配合作用可以探测到某个立体防范空间内的热辐射
的变化。红外传感器的探测波长范围是 8～14μm，人体辐射的红外峰值波长约
为10μ m，正好在范围以内。
被动式红外传感器根据其结构不同、警戒范围及探测距离也有所不同，
大致可以分为单波束型和多波束型两种。单波束 PIR 采用反射聚焦式光学系统，利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。这种方式的传感
器境界视场角较窄，一般在 5°以下，但作用距离较远，可长达百米。因此又
称为直线远距离控制型被动红外传感器，适合保护狭长的走廊、通道以及封锁
门窗和围墙。多波束型采用透镜聚焦式光学系统，目前大都采用红外塑料透镜——多层光束结构的菲涅尔透镜。这种透镜是用特殊塑料一次成型，若干个小
透镜排列在一个弧面上。警戒范围在不同方向呈多个单波束状态，组成立体扇
形感热区域，构成立体警戒。菲涅尔透镜自上而下分为几排，上面透镜较多，
下边较少。因为人脸部、膝部、手臂红外辐射较强，正好对着上边的透镜。下
边透镜较少，一是因为人体下部红外辐射较弱，二是为防止地面小动物红外辐
射干扰。多波束型 PIR 的警戒视场角比单波束型大得多，水平可以大于 90°，垂直视场角最大也可以达到 90°，但作用距离较近。所有透镜都向内部设置的
热释电器件聚焦，因此灵敏度较高，只要有人在透镜视场内走动就会输出有效
信号。
为了解决物品遮挡问题，又发明了吸顶式被动红外传感器。安装在顶棚
上向下 360°范围内进行探测。只要在防护范围内，无论从哪个方向进入都会
触发电路，在银行营业大厅，商场的公共活动区等空间较大的地方得到广泛使用。被动式红外传感器由于探测性能好、易于布防、价格便宜而被广泛应用。
其缺点是相对于主动式传感器误报率较高。
感应式门铃的应用范围和设计要求决定了它应该是具有一个面的探测范围，而且应该只对人体产生有效信号，这就排除了主动式红外传感器。再根据
单波束和多波束 PIR 的比较，综合考虑，决定使用被动式多波束型红外传感器。热释电红外传感器就是这种类型的传感器。
2.1.2 热释电红外传感器概述
热释电红外传感器也称热释电传感器，是一种被动式调制型温度敏感器。在电路原理图中，通常采用字母“PIR”表示。
热释电器件是利用某些材料的热释电效应制成的红外检测元件。早在
1938 年就曾有人提出过利用热释电效应探测红外辐射的想法，但长期没有得到
重视。直到 20 世纪 60年代才开始认真研究这个问题。尤其是 20 年来，无论
从材料还是器件的研究方面都得到迅速发展。特别是陶瓷热释电材料，不但有
良好的热释电特性，而且可以大批量生产，成本低。同时，随着技术的不断改进，使热释电红外传感器的结构日臻完善，体积越来越小，而且灵敏度和可靠
性都得到提高，应用更方便，从而使当今热释电红外传感器的应用范围不断扩大，不但用于国防军事，而且在工业和民用电子电器产品中都得到广泛应用。
由于应用的广泛，国外厂商一直在克服器件的缺点上进行卓有成效的努力。过去，欧美曾是热释电红外传感器的主要生产者和主要应用市场。近些年日本奋
起直追，迎头赶上。现在，日本多家公司正努力研究和开发多种热释电红外传
感器。例如，陶瓷公司、Hokuriku 电气工业公司等，一些产品已占领国外市场。
红外传感器主要分两大类，一类是光电型，一类是热敏型。前者利用光
电效应工作，响应速度快，检测特性好。但需要冷却，使用不方便。而且器件
的检测灵敏度与红外波长有关。而热释电器件属于后者，它工作在室温条件下，检测灵敏度很高，而且与辐射波长无关，可探测功率只受背景辐射的限制。而
且热释电器件响应也很快，应用又方便。因此，热释电红外传感器是光电型传
感器无法取代的[1]。
2.1.3 红外辐射，热释电效应
红外辐射：红外辐射的物理本质是热辐射，它是由于物体内部分子的转动
及振动而产生。这类振动是由物体受热引起的，在一般常温下，所有物体都是
红外辐射的发射源，但发射的红外波长不同。实践证明，温度愈低的物体辐射
的红外线波长愈长，人体表面辐射出波长约为10μm。红外线和所有电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉和吸收等性质，但它的特点是热效应最大。
热释电效应：因红外线具有很强的热效应，当交互变化的红外线照射到晶
体表面时，晶体温度迅速变化，这时会发生电荷的变化，从而形成一个明显的
外电场，这种现象称为热释电效应。热释电红外传感器就是根据这种原理制成的。
2.1.4 热释电红外传感器的工作原理及其参数
热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利
用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑
色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将
产生变化，引起自发极化电荷，在上下
电极之间产生电压△U。常用的热释电红
外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压
电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘
肽及钛铅酸铅等。热释电红外传感器内
部由光学滤镜、场效应管、红外感应源
热释电元件、偏置电阻、EMI 电容等器
件组成，其内部电路框图如图所示。
热释电红外传感器结构及内部电路
光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm 左右的红外线人体发出的红外
线波长通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感
应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电
效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射
通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接
收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出
控制信号。
热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的
现象。热释电红外传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面
做成电极，在传感器监测范围内温度有△T 的变化时，热释电效应会在两个电
极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗
极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q 会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，△TO，传感器无
输出。
在自然界，任何高于绝对温度-273℃时物体都将产生红外光谱，不同温度
的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低有关。
人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在 37 度，所以会发出特
定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm 左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外
感应源热释电元件上，红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T 并将△T 向外围电路输出，后续电路经检测处理
后就能产生报警信号。
若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有信号输出，所
以这种传感器适合检测人体或者动物的活动情况。
目前常用的热释电红外传感器型号主要有 P228、LHl958、LHI954、RE200B、KDS209、PIS209、LHI878、PD632 等。热释电红外传感器通常采用 3 引脚金属
封装，各引脚分别为电源供电端
（内部开关管 D 极，DRAIN）、信
号输出端（内部开关管 S 极，
SOURCE）、接地端（GROUND）。常
见的热释电红外传感器外形及各引
脚功能如图所示。
热释电红外传感器外形及各引脚功能
热释电红外传感器的主要工作参数有:
工作电压:常用的热释电红外传感器工作电压范围为 3～15V；
工作波长:通常为 7.5～14 μ m；
源极电压:通常为 0.4～1.1V，R47kΩ；
输出信号电压:通常大于 2.0V；
检测距离:常用热释电红外传感器检测距离约为 6～10；
水平角度:约为120°；
工作温度范围:－10℃～＋40℃。
热释电红外传感器的特点是反应速度快、灵敏度高、准确度高、测量范围广、使用方便，尤其可以进行非接触式测量使其主要应用于铁路、车辆、石油化工、食品、医药、塑料、橡胶、纺织、造纸、电力等行业的温度测量、温度检测、设备故障的诊断。[2]
2.2 菲涅尔透镜
菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ，又称螺纹透镜，是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔（Augustin·Fresnel)发明的，他在1822年最初使用这种透镜设计用于建立一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。菲涅尔透镜多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高，一片优质的透镜必须是表面光洁，纹理清晰，其厚度随用途而变，多在1mm左右，特性为面积较大，厚度薄及侦测距离远。
菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用；二是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。菲涅尔透镜的在很多时候相当于红外线及可见光的凸透镜，效果较好，但成本比普通的凸透镜低很多。多用于对精度要求不是很高的场合，如幻灯机、薄膜放大镜、红外探测器等。[3]
2.2.1菲尼尔透镜的基本原理 涅尔透镜的工作原理十分简单：假设一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面（如：透镜表面），拿掉尽可能多的光学材料，而保留表面的弯曲度。 传统透镜到菲涅尔透镜结构的变化，另外一种理解就是，透镜连续表面部分“坍陷”到一个平面上。如图：
从剖面看，其表面由一系列锯齿型凹槽组成，中心部分是椭圆型弧线。每个凹槽都与相邻凹槽之间角度不同，但都将光线集中一处，形成中心焦点，也就是透镜的焦点。每个凹槽都可以看做一个独立的小透镜，把光线调整成平行光或聚光。这种透镜还能够消除部分球形像差。
简单地说，菲涅尔透镜一面是平坦的，另一面是凸起的。人们首次使用菲涅尔透镜是在18世纪初，当时它被用在灯塔的探照灯上，聚焦射出来的光束。当人们需要一面又薄又轻的透镜时，塑料菲涅尔透镜便派上了用场。尽管成像质量不如玻璃透镜，但是在很多应用中我们并不需要完美的图像质量。
菲涅尔透镜的原理基于菲涅尔波带片，菲涅尔波带片具有类似透镜的作用，它可以使入射光汇聚起来，产生极大的光强。它也有类似于透镜的成像公式f r 1110=+ρ，式中ρ 为光源到波带的距离，0r 为透镜中心到像点的距离λm R f 2=（R 透镜半径、m 为波带数、λ为入射光波长）。但波带片与透镜有个重要的区别，即一个波带片有很多焦点，上式给出的是它的主焦点，除此
之外，还有一系列的次焦点，它们的距离分别是...7、5、
3f f f 。在其对称位置（即...7、5、3、
f f f f ----）还存在着一系列虚焦点。
菲涅尔透镜背后的基本思想很简单。想象一下，取一面塑料放大镜并将其切成一百个同心圆环（就像树的年轮）薄片。每个圆环都比旁边的圆环稍微小一点，并将光会聚到中心。现在，取出并修改每一个圆环，使其一边平坦并且与其余圆环等厚。为了保持圆环向中心会聚光线的能力，各个圆环的斜面的角度将有所不同。现在，若将所有圆环堆叠在一起，就可以得到一面菲涅尔透镜了。当然也可以将透镜做得特别大。大型菲涅尔透镜经常用作太阳能聚光器。
[4]
2.2.2菲涅尔透镜的分类
从光学设计上来划分：
a)正菲涅尔透镜：
光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另一侧，并且是有限共轭。
这类透镜通常设计为准直镜（如投影用菲涅尔透镜，放大镜）以及聚光镜（如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。
校准为平行光线把光线聚焦到一个点
b）负菲涅尔透镜：
和正焦菲涅尔透镜刚好相反，焦点和光线在同一侧，通常在其表面进行涂层，作为第一反射面使用。
从结构上划分：
圆形菲涅尔透镜
菲涅尔透镜阵列
柱状菲涅尔透镜
线性菲涅尔透镜
衍射菲涅尔透镜
菲涅尔反射透镜
菲涅尔光束分离器和菲涅尔棱镜。[5]
2.3 D触发器
D触发器工作原理触发器工作原理触发器工作原理触发器工作原理
主从JK触发器是在CP脉冲高电平期间接收信号，如果在CP高电平期间输入端
出现干扰信号，那么就有可能使触发器产生与逻辑功能表不符合的错误状态。
边沿触发器的电路结构可使触发器在CP脉冲有效触发沿到来前一瞬间接收信号，在有效触发沿到来后产生状态转换，这种电路结构的触发器大大提高了抗干扰
能力和电路工作的可靠性。下面以维持阻塞D触发器为例介绍边沿触发器的工
作原理。
维持阻塞式边沿D触发器的逻辑图和逻辑符号如图所示。该触发器由六个与
非门组成，其中G1、G2构成基本RS触发器，
G3、G4组成时钟控制电路，G5、G6组成数据
输入电路。和分别是直接置0和直接置1端，
有效电平为低电平。分析工作原理时，设为
高电平，不影响电路的工作。电路作过程如
下：
①CP=0时，与非门G3和G4封锁，其输出为1，触发器的状态不变。同时，由
于Q3至G5和Q4至G6的反馈信号将这两个门G5、G6打开，因此可接收输入信号，使Q6=D，Q3=Q4非=D。
②②当CP由0变1时，门G3和G4打开，它们的输出Q3和Q4的状态由G5和
G6的输出状态决定。Q3=Q3非=，Q4=Q6非=D。由基本RS触发器的逻辑功能可知，Q=D.
③发器翻转后，在CP=1时输入信号被封锁。G3和G4打开后，它们的输出和
的状态是互补的，即必定有一个是0，若Q4为0，则经G4输出至G6输入的反馈线将G6封锁，即封锁了D通往基本RS触发器的路径；该反馈线起到了
使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用，故该反馈线称为置0维持线，置1阻塞线。G3为0时，将G4和G5封锁，D端通往基本RS触发器的路径也被封锁；G3输出端至G5反馈线起到使触发器维持在1状态的作用，称作置1维持线；G3输出端至G4输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用，称为置0阻塞线。因此，该触发器称为维持阻塞触发器。
④由上述分析可知，维持阻塞D触发器在CP脉冲的上升沿产生状态变化，触
发器的次态取决于CP脉冲上升沿前D端的信号，而在上升沿后，输入D端的信号变化对触发器的输出状态没有影响。如在CP脉冲的上升沿到来前D=0，则在CP脉冲的上升沿到来后，触发器置0；如在CP脉冲的上升沿到来前D=1，则在CP脉冲的上升沿到来后触发器置1。维持阻塞触发器的逻辑功能表如表所示。[6]
3系统分析实验
3.1整体系统模块
本设计方案可分为 4 个模块：红外探测模块，控制模块，发声模块，供电模块。如图所示。其中最关键的就是红外探测模块和控制模块。前者决定了整个设计方案的成败，而后者决定了能否实现预期效果。
系统简易原理图
3.2红外探测模块
红外探测模块实现的功能是将感应到的人体红外线转换为可用的驱动电信号。本模块的红外感应部分采用热释电红外线传感器。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。整个探测模块主要由光学系统，热释电红外传感器，信号滤波和放大信号处理构成。如果使用独立元器件完成信号处理的各项功能会比较复杂。这里采用一种新型模块HN911。
红外探测模块原理：HN911是一款新型热释电红外探测器，采用双列6脚直插式封装。其管脚排列及内部简易电路如下图所示。该传感器由于内部放大器集成了温度补偿功能，可以将人体辐射信号从恶劣的环境辐射信号中分离出来进行处理，保证了传感器的工作稳定性。它具有灵敏度高，抗干扰能力强，
耐低温以及使用方便的特点。因而，HN911可在严寒或炎热等恶劣环境地区使用。
HN911红外探测模块内部电路主要由热释电红外传感器、放大器、比较器、
信号处理电路和延时输出电路组成。电路静态工作（即未检测到红外线）时，1
脚输出低电平，2脚输出高电平。动态时，即有移动发热物体进入探测范围时，
传感器接收到红外辐射能量，输出幅度约1mV、频率0.3～7Hz的微弱信号。该信
号经放大器放大，由比较器进行比较判断，再由信号处理电路处理，最后由延
时输出电路输出用做驱动信号。此时，输出端1脚变为高电平，2脚变为低电平。4脚和5脚间可外接电位器，以便调节其探测灵敏度。
HN911模块内放大器具有温度补偿功能。探测器工作时，人体辐射和周围环
境红外辐射一起进入传感器。当气温升高时，背景红外辐射增强，传感器自身
极化强度即传感器输出的热释电信号减小，将明显影响对人体的探测。因此，
内部的温度补偿电路，使放大器的增益随环境温度的升高而升高，从而保证了
该传感器的温度稳定性。[7]
3.3控制模块
控制模块的功能是根据探测模块传来的信号进行判断，若判断结果为顾客进入，则输出高电平，使发声模块工作；若判断结果为顾客离开，则输出低电平，发声模块不工作。因为发声模块正常工作需要一定的时间，而非一个瞬时脉冲，故要求控制模块输出的高电平能持续一段时间。无疑，这里应该用到触发器，
对输出可以起到一定时间的保持作用。本设计选用双 D 触发器 CD4013。
3.3.1 CD4013功能
CD4013是CMOS双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件
可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位
与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。[8]
CD4013 Truth Table 真值表功能:
3.3.2 CD4013的工作方式
（1）数据锁存方式
右图为 D 触发器数
据锁存工作方式电路图，
也是它的基本功能。下图
是其输出波形图。由图可
见，在时钟脉冲作用后
（即上升沿），D 端数被
锁存到 Q 端。若将多个 D
触发器组合可构成多位数
据锁存器或寄存器。
数据锁存方式
数据锁存方式输出波形
（2）单稳态工作方式
下两图分别是为 D 触发器单稳态工作方式电路图和输出波形图。在时钟脉冲作用下，Q 端由 0 跳到 1，并通过 R1 向电容 C1 充电，当电容 C 上电压 Vc 上升门限电压VT（≈1/2Vcc）时，触发器被强迫复位，Q 端由 1 自动跳到 0，同时，Vc 通过二极管D1 迅速放电，为下一周期的工作做好准备。在单稳态工作方式中，Q 端的 0 态为稳态，而 1 态称为暂稳态，tw 为暂稳态宽度，由 R1 和 C1
决定：
tw=0.693R1C1。D
触发器构成定时
器，消抖动电路
都工作于单稳态
方式。
单稳态方式
红外感应门铃设计毕业论文
毕业设计（论文）题目：红外感应门铃设计 系部： 专业： 学号： 学生： 指导教师： 指导教师职称：
二○一○年12月 摘要 本设计的红外线感应电子门铃，可在来客距房门一定距离时发出音频信号，以告知主人“有客来访”。该门铃还可兼作报警器用。电路能探测人体发出的红外线，该红外线感应电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、低频振荡器、音频振荡器和音频输出电路等组成。当人进入感应的区域，即可发出铃声或者报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的铃声和报警。概述了红外辐射的知识、反射式红外传感器的结构和工作原理。利用反射式红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。反射式红外传感器具有很多的优点,在人们生活、安全、警戒等装置中应用较广。 关键词：红外线反射式感应门铃
目录 第一章绪论 (1) 1.1课题来源和意义 (1) 1.2 课题研究背景 (2) 1.3 课题研究容 (2) 1.4 设计在国外研究现状 (2) 第二章系统设计 (4) 2.1系统方案 (4) 2.2传感器概述 (5) 2.2.1 红外线传感器 (5) 2.2.2 红外线传感器的特点 (5) 2.2.3 主要特性 (6) 2.3 LM567芯片 (6) 2.3.1 LM567概述 (6) 2.3.2 芯片特点 (7) 2.3.3 电气特性 (7) 2.3.4 典型电路 (8) 2.4 CD4001芯片 (9) 2.4.1 CD4001概述 (9) 2.4.2 芯片特点 (9) 2.4.3 电气特性 (9) 2.4.4 典型电路 (10) 2.5 红外线对射管 (11) 第三章实验 (12) 3.1 电路设计 (12) 3.1.1 电路的原理图 (12) 3.1.2 电路的组成部分 (12)
红外感应式语音门铃电路设计1
东北石油大学课程设计 2013年3月1日
大庆石油学院课程设计任务书 课程光电检测技术 题目红外感应式语音门铃电路设计 专业应用物理09—1姓名梅学号09主要内容： 应用KD5603语音专用集成电路，HN911红外集成传感器，设计一红外感应式语音门铃电路，使其当有人接近时发出“请开门”的声音。 基本要求： 1）设计红外感应式语音门铃电路设计功能框图。 2）设计红外探测电路、模拟语音电路、音频功率放大电路、电源变换电路。 3）当客人离门1米左右时发出“请开门”的声音。 4）调试安装。 5）完成课程设计总结报告。 主要参考资料： 1）陈有卿编著. 新颖集成电路制作精选[M].人民邮电出版社, 2005.4. 2) 陈振官，陈宏威等编著.光电子电路制作实例[M]. 2006.4. 3) 黄继昌等编著.检测专用集成电路及应用[M]. 2006.10. 完成期限2013.2.25~2013.3.1 指导教师 专业负责人 2013年2月25日 第1章概述
1.1门铃的发展、作用及意义 门铃历史悠久，现代社会最常见的是电子门铃。门铃的类型由有线门铃发展为无线门铃，由单纯的音乐门铃发展到对讲门铃，遥控门铃，可视门铃等。随着经济的发展，门铃也已经不单纯作为居家提醒来客的工具了。善于创新的人类会去思考，门铃是否可以用来提醒主宾双方，是否可以既用于迎宾又用于防盗。感应门铃就是在这种探索中产生。感应门铃又称迎宾器，是近年才有的常用于小型商铺，超市起迎宾防盗作用的电子产品感应门铃的前身是电子防盗报警器；事先人们用它来防盗的，但后来因为电子防盗报警器发出的声音是刺耳的报警声，对进店的顾客产生消极的影响，后来演变成比较悦耳的声音，特别是：叮咚声，您好，欢迎光临等音效备受用户的青睐，顾客一进门就报出欢迎语音，起到了礼貌问候，从而做到提醒店员有人进店和迎宾的两重作用。 1.2红外感应式的研究现状 感应门铃分光感应式和红外感应式，其中红外感应式的具有较为优良的性能和可靠性，为大家所接受使用。常见红外感应式门铃使用红外热释电传感器，本身不发射任何信号，当接收到人体辐射的特定红外线中心波长信号时，才会触发电路，因此误报极少，加上前面的菲涅尔透镜窗口，从而将误报率降至最低。红外感应式采用先进微电脑制造技术，无论白天黑夜都可正常使用，即可做迎宾器使用，也可做独立报警器使用。性能卓越，节能易用，灵敏度强，更适合市场的需要，更贴近消费者的生活内容，办公写字楼、家居、商店、工厂等各种场合均可使用，带来方便之余，更带来意想不到的快乐和安全感。红外感应式技术的核心就是红外探测器。红外探测器是一种将不可见的红外辐射转换成可测量的信号的光敏器件。探测器作为红外整机系统的核心关键部件，探测、识别和分析红外信息。一个完整的红外探测器包括红外敏感元件、红外辐射入射窗口、外壳、电极引出线以及按需要而加的场镜、浸没透镜、滤光片等。按工作机理分为热探测器和光子探测器两大类。热释电红外传感器就是热探测器的一种。本次设计就是要根据现有红外感应门铃技术，在掌握其设计原理的基础上，利用红外探测器加上必要的芯片及元器件，制作一个简易实用廉价的感应门铃。 第2章红外感应式语音门铃的工作原理
人体感应喇叭10W室内红外感应语音提示器
红外感应语音提示器 YX275A 产品说明书 广州市悦欣电子科技有限公司
目录 1、产品描述 (3) 2、技术参数 (3) 3、使用方法 (4) 4、操作方法 (5) 5、产品规格 (5) 6、产品细节 (6) 7、安装方法 (7) 8、应用场合 (8) 9、备注信息 (9)
1概述 YX275A红外探测语音提示器是采用悦欣电子智能MP3音乐播放芯片为处理核心，FLASH芯片为存储器开发的语音播放器材。它可用于电力系统发电厂、军事管制、公安警戒区、消防通道、营业厅网点，电梯，自动扶梯和其它需要提醒有关人员注意的安全防范区域，或者欢迎客人到来的语音提示。当侦探器探测到有人进入该区域时，会自动感应播报语音信息。 YX275A红外探测语音提示器具有感应范围大、探头灵敏度高、音质好、音量大、掉电可长期储存等特点，可广泛用于以下各种类型的语音提示系统。 2 特征 ◆全铝合金金属材质，磨砂质面，高档美观大方； ◆采用悦欣研制的MP3芯片作为CPU控制核心，高音质MP3，功能强大； ◆采用日本进口的PIR人体红外传感器，感应灵敏，感应距离远； ◆支持内置64Mbit的内存，也支持TF卡作为存储器（内部）； ◆支持8~192kbps MP3文件，支持立体声输出播放； ◆感应角度110°，感应距离3米到6米，感应稳定灵敏； ◆多种供电方式，可以DC12V供电，外接适配器AC220V供电等； ◆输出音质优美，高保真喇叭，声音功率最大10瓦； ◆无级音量电位器调节，最大分贝可达110分贝； ◆可以断电记忆播放音量级别； ◆支持USB自行下载声音，可以设定单曲触发或多曲触发； ◆支持多角度安装，壁挂等灵活安装方式； 3技术参数
红外感应门铃设计
摘要 本设计的红外线感应电子门铃，可在来客距房门一定距离时发出音频信号，以告知主人“有客来访”。该门铃还可兼作报警器用。电路能探测人体发出的红外线，该红外线感应电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、低频振荡器、音频振荡器和音频输出电路等组成。当人进入感应的区域内，即可发出铃声或者报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的铃声和报警。概述了红外辐射的知识、反射式红外传感器的结构和工作原理。利用反射式红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。反射式红外传感器具有很多的优点,在人们生活、安全、警戒等装置中应用较广。 关键词：红外线反射式感应门铃
目录 第一章绪论 (1) 1.1课题来源和意义 (1) 1.2 课题研究背景 (2) 1.3 课题研究内容 (2) 1.4 设计在国内外研究现状 (2) 第二章系统设计 (4) 2.1系统方案 (4) 2.2传感器概述 (5) 2.2.1 红外线传感器 (5) 2.2.2 红外线传感器的特点 (5) 2.2.3 主要特性 (6) 2.3 LM567芯片 (6) 2.3.1 LM567概述 (6) 2.3.2 芯片特点 (7) 2.3.3 电气特性 (7) 2.3.4 典型电路 (8) 2.4 CD4001芯片 (9) 2.4.1 CD4001概述 (9) 2.4.2 芯片特点 (9) 2.4.3 电气特性 (9) 2.4.4 典型电路 (10) 2.5 红外线对射管 (11) 第三章实验 (12) 3.1 电路设计 (12) 3.1.1 电路的原理图 (12) 3.1.2 电路的组成部分 (12) 3.1.3 电路的工作原理 (13) 3.2 电路原理图、PCB板图的设计 (14)
感应式语音门铃
1．设计要求 选取一段语音小信号，并对该语音信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；给该语音信号加某一频率的噪声；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化； 2．设计方案简介 2.1滤波器的基本知识 2.1.1 滤波器的功能 滤波器的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。 滤波器中，把信号能够通过的频率范围，称为通频带或通带；反之，信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称为阻带；通带和阻带之间的分界频率称为截止频率；理想滤波器在通带内的电压增益为常数，在阻带内的电压增益为零；实际滤波器的通带和阻带之间存在一定频率范围的过渡带。 2.1.2．滤波器的分类 （1）按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。 （2）按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。 低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。 高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。 带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。 带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。（3）按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。 无源滤波器：仅由无源元件(R、L和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是：电路比
较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。 有源滤波器：由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器）组成。这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件）；缺点是：通带范围受有源器件(如集成运算放大器）的带宽限制，需要直流电源供电，可靠性不如 无源滤波器，在高压、高频、大功率的场合不适用。 2.1. 3. 滤波器的主要参数 （1）通带增益A0：滤波器通带内的电压放大倍数。 （2）特征角频率和特征频率fn：它只与滤波用的电阻和电容元件的参数有关，通常对于带通(带阻）滤波器，称为带通(带阻）滤波器的中心角频率或中心频率f0，是通带(阻带）内电压增益最大(最小）点的频率。 （3）截止角频率和截止频率f0：它是电压增益下降到 (即)时所对应的角频率。必须注意不一定等于。带通和带阻滤波器有两个。 （4）通带(阻带)宽度BW：它是带通(带阻)滤波器的两个之差值。 （5）等效品质因数Q：对低通和高通滤波器而言,Q值等于滤波器电路电压增益的模与通带增益之比；对带通(带阻）滤波器而言,Q值等于中心角频率与通带(阻带）宽度BW之比。 2.1.4. 有源滤波器的阶数 有源滤波器传递函数分母中“S”的最高“方次”称为滤波器的“阶数”。阶数越高，滤波器幅频特性的过渡带越陡，越接近理想特性。一般情况下，一阶滤波器过渡带按每十倍频20dB速率衰减；二阶滤波器每十倍频40dB速率衰减。高阶滤波器可由低阶滤波器串接组成。 2.1.5 采样定理 在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率最大值大于信号中最高频率fmax 的 2.56 倍时，即：fs.max>=2.56fmax,则采样之后的数字信号完整地保
叮咚门铃实验报告 - 复制
创新实验报告 题目：WFS-307有线叮咚音乐门铃指导老师： 组长： 组员：
目录： 一、实验设计目的和指标 二、总体原理详细叙述 三、各个模块的原理叙述和说明 四、有关的参数计算和器件 五、电路的搭连活焊接 六、门铃按钮的安装 七、电路的调试 八、结果，数据，与设计要求比较 九、心得体会
WFS-307有线音乐门铃 一.实验设计目的和指标 电子门铃是音乐集成电路的最基本、最简单的应用。本实验就是利用音乐集成电路制作一款音乐电子门铃，并且在按下门铃开关后，门铃会交替产生二种不同音调的声音。 二.总体原理详细叙述 KD-9300系列音乐集成电路是一种大规模CMOS集成电路，典型工作电压为1.5V-3V,触发一次内存曲循环一次。利用该芯片制成的音乐电子门铃电路如图所示： 可以看出外围元件少，由电源，三极管，喇叭（扬声器），按钮开关等组成，焊接时可将三极管直接焊在音乐芯片预留的孔上，然后把音乐芯片一起焊在扬声器上，电源采用两节5号电池，平时
电路电流极小，因而未设电源开关，当按下按钮AN时，电路被触发，触发信号从门铃集成电路3脚输入，门铃集成电路被触发，从5脚输出音乐信号，经三极管放大到扬声器发声，扬声器中便发出音乐声，唱完后电路又进入休眠状态。 三.各个模块的原理叙述和说明 1.KD-9300系列音乐集成电路：是整个电路的核心，分正反两面，所有元器件必须安装在有铜箔的一面 2.三极管：信号放大元器件，此三极管呈半圆柱形，有3个脚分别为e,b,c脚 3.电容器：储存电荷和释放电荷 4.电源：提供电压 5.门铃按钮：用来接通或断开‘控制电路’（其中电流很小），从而达到控制音乐片发出声音的目的
简易门铃电路设计
《电子线路CAD》课程论文题目：简易门铃电路的设计
1 电路功能和性能指标 简易门铃是一种简单的门铃电路，它由分立元件和中规模集成芯片的构成，主要采用NE555定时器电路和扬声器组成门铃，利用多谐振荡电路来制作一简易单音门铃电路。它主要由一个NE555、一个47uf的电容、一个0.047uf电容、一个0.01uf电容、一个36kΩ的电阻、一个30kΩ的电阻、两个22k电阻、一个喇叭、两个IN4148高速开关二极管、一个9013三极管、一个开关和一个6v电源组成。NE555作为多谐振荡器，发出脉冲波。与传统的门铃相比，其可靠性、抗干扰性都较好，应用领域也相对较广泛。 2 原理图设计 2.1原理图元器件制作 方法和步骤： ①右键点击项目文件，选择追加新文件到项目中，在二级菜单下选择Schematic Library。 ②在放置菜单中，选择放置矩形。 ③在放置菜单中选择放置引脚。 ④在放置引脚时，按Tab键，选择引脚属性。 图1 注：在放置引脚的过程中，引脚有一端会附带着一个×形灰色的标记，该标记表示引脚端是用来连接外围电路的，所以该端方向一定要朝外，而不能向着矩形的方向。若需要调整引脚的方向，可按键盘撒花上的空格键，每按一次，可将引脚逆时针旋转90°。
2.2 原理图设计 步骤： ①创建PCB工程项目，执行File→New→Project→PCB Project，在弹出对话框中选择Protle Pcb类型并点击OK。将新建默认名为“PCB Project1.PrjPCB”的项目保存，命名为“简易门铃”。 ②创建原理图，在该项目文件名上点击右键，选择追加新文件到项目中，在二级菜单下选择Schematic。 ③保存项目目录下默认名为“Sheet1.SchDOC”的原理图文件。并命名为“简易门铃”。 ⑤绘图环境其他参数采用默认设置。 图2 编译原理图步骤： ①在原理图编辑页面，执行“Project→Compile PCB Project 简易门铃.PRJPCB” 菜单命令。 ②在Messages工作面板中，出现提醒为“Warning”的检查结果可以忽略。 图3
红外感应门铃
题目：红外感应门铃设计 系部： 专业： 学号： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二○一二年12月 摘要
本设计的红外线感应电子门铃，可在来客距房门一定距离时发出音频信号，以告知主人“有客来访”。该门铃还可兼作报警器用。电路能探测人体发出的红外线，该红外线感应电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、低频振荡器、音频振荡器和音频输出电路等组成。当人进入感应的区域内，即可发出铃声或者报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的铃声和报警。概述了红外辐射的知识、反射式红外传感器的结构和工作原理。利用反射式红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。反射式红外传感器具有很多的优点,在人们生活、安全、警戒等装置中应用较广。 关键词：红外线反射式感应门铃
目录 第一章绪论 (1) 1.1课题来源和意义 (1) 1.2 课题研究背景 (2) 1.3 课题研究内容 (2) 1.4 设计在国内外研究现状 (2) 第二章系统设计 (4) 2.1系统方案 (4) 2.2传感器概述 (5) 2.2.1 红外线传感器 (5) 2.2.2 红外线传感器的特点 (5) 2.2.3 主要特性 (6) 2.3 LM567芯片 (6) 2.3.1 LM567概述 (6) 2.3.2 芯片特点 (7) 2.3.3 电气特性 (7) 2.3.4 典型电路 (8) 2.4 CD4001芯片 (9) 2.4.1 CD4001概述 (9) 2.4.2 芯片特点 (9) 2.4.3 电气特性 (9) 2.4.4 典型电路 (10) 2.5 红外线对射管 (11) 第三章实验 (12) 3.1 电路设计 (12) 3.1.1 电路的原理图 (12) 3.1.2 电路的组成部分 (12) 3.1.3 电路的工作原理 (13) 3.2 电路原理图、PCB板图的设计 (14)
叮咚门铃课程设计
郑州科技学院 《数字电子技术》课程设计 题目“叮咚”门铃 学生姓名王芳芳 专业班级电气工程及其自动化一班 学号 3 院（系）电气工程学院__ 指导老师李杰 完成时间2014年5月9日
目录 绪言错误!未定义书签。 1 电路设计任务与要求错误!未定义书签。 2 设计方案与论证错误!未定义书签。 原理图错误!未定义书签。 电路原理错误!未定义书签。 电路数据错误!未定义书签。 各元器件功能错误!未定义书签。 3 电路原理错误!未定义书签。 4 电路仿真错误!未定义书签。 5 设计结论错误!未定义书签。 6 心得体会的错误!未定义书签。 7 参考文献错误!未定义书签。 附录1：实物图错误!未定义书签。 附录2：元器件清单错误!未定义书签。
绪言 在近代“门铃”不再是有钱人家的专项，“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是，“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数。 最常见的是前几年流行的“电子门铃”；一般安放两节5号电池在内，门外的触发电钮被人按动后，门内的“门铃”就“叮咚”地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。 后来演变到客人可以在门口与楼上家里的主人讲话，验明真声后主人再给客人开门。它们的缺点就是要消耗电源，特别是用电池的毛病较多，但用交流电的又怕临时停电。 高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的，不但可以叫门对话，还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客，用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。 作为初学者，这次我们的课程设计就是制作一个简单的叮咚门铃，它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的，它的装调简单容易、成本较低，一节6V的电池可用三个月以上，耗电量较低。我们常常由于工作可能会没有注意到亲朋好友的到来，但是只要我们装上了我们所设计的叮咚电子门铃，我想我们就可以很清晰的听见并且知道有人来到了自己的家里。 1 电路设计任务与要求 设计一个叮咚门铃电路，按下按钮时发出较高的频率叮声，松开按钮，发出较低频率的咚声。门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。正常人听力范围在20Hz~2000Hz，而300Hz~5000Hz则是人耳最敏感的声音频率范围，因此，叮咚声最好在这个范围内或者左右，叮咚两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求恰当，电路最好具有低功耗。 要求： 设计简单并且节约资源，有良好的应用性。 门铃电路由555产生680-1230Hz左右的频率工作。 电路均安装音频放大器，实现音频放大。 电路统一工作在6V。 通过电路的装配和调试进一步掌握用555集成电路组成的叮咚电子门铃电路胡工作、振荡频率的调整方法及简单故障的排除。 2 设计方案与论证 方案一： 原理图
电子门铃设计报告
电子工程学院课外学分设计报告 题目:叮咚门铃的制作 姓名：吕思伟学号： 专业：电子信息工程实验室：开放实验室 班级： A1022 设计时间： 2011 年 09月 07 日—— 2011 年 12月 16日评定成绩：审阅教师：查兵 目录
1．专业综合设计任务 (3) 2. 方案设计与论证 (3) 3．硬软件设计 (4) 4. 实现与测试 (4) 5.分析与总结 (4) 参考文献 (5)
1.专业综合设计任务 （1）背景：在已学模拟电子技术基础和数字电子技术基础的背景下设计一个叮咚门铃电路。（2）任务：设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。 （3）要求与设计指标：设计一个“叮咚”门铃电路，设置一个按钮，按下按钮时发出较高的频率“叮”声，松开按钮，发出较低频率的“咚”声。门铃“叮咚”声的声音频率和声音持续时间可调。正常人听力范围在 20Hz~20000Hz，而 300Hz~5000Hz 则是人耳最敏感的声音频率范围，因此，“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。“叮咚”两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求恰当。电路最好具有低功耗。 （4）目的：实现叮咚门铃的功能，使所连接得电路能发出叮咚的声音。 2.方案设计与论证（或基本原理与论证） “门铃”的作用顾名思义就是提醒主人开门。设计一种能发出“叮、咚”声的门铃。它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的。它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，一节6V迭层电池可用三个月以上，耗电量较低。NE555集成电路与外围元件构成一个音频振荡器电路，其振荡频率由R2、R3、R4和C2的数值决定。该电路与其他555系列在使用上的不同是，NE555的4脚没有直接接到电源正极上面去。而是接到了一个由二极管D1、D2、按钮开关AN构成的开关电路和一个由R1、C1构成的定时器电路上。使得NE555的4脚的电位受到R1、C1上面电位的影响。这是该电路设计的独到之处，是电路实现“叮咚”门铃声效的关键。 叮咚门铃属于音乐集成电路，它们是大规模 CMOS 集成电路的一种，应用非常广泛。CMOS 是这种集成电路英文名称的缩写，翻译成中文就是“互补对称金属氧化物半导体集成电路” （Complementary Symmetry Metal Oxide Semiconductor）历史上最早提出 CMOS 集成电路线路结构是在 1963 年，到 1968 年就发展成商品化生产。早期应用领域限于空间电子设备和军用产品；到上世纪 70 年代，迅速扩展到工业和民用产品，如电子手表、电子计算器等等。在所有数字集成电路中，CMOS 的产量和产值仅次于另一种叫做 TTL 的集成电路，位居第二。叮咚门铃等这一类音乐集成电路是简单的 CMOS 电路。它采用黑膏软
自动应答留言对讲式语音门铃电路及原理分析
自动应答留言对讲式语音门铃电路及原理分析 自动应答留音控制电路由光电耦合器IC7、六与非门集成电路IC5、继电 器J2、J3及内储您好，主人不在请简短留言的KD56072型语音片IC2等组成。留言录音电路由继电器J2的触点J2-1、电源插座CZ1组成的录音机电源控制 ?自动应答留言对讲式语音门铃原理分析 ?1、采用音控式电路，使门铃在平时耗电少，而在工作时又保证门铃声音宏亮、清晰。 ?工作原理(见下图)。它由对讲式门铃电路、音控式音频功放电路、自动应答 留音控制电路及留言录音电路等组成。其中对讲式门铃电路由内储叮咚，您好，请开门的BF-121型语音片和内储欢迎光临的KD5603型语音片及由BG2等组成的留言信号放大电路组成。音控式音频功放电路由光电耦合器IC6、六与非门集成电路IC5、继电器J1、音频功放集成电路等组成。 ?自动应答留音控制电路由光电耦合器IC7、六与非门集成电路IC5、继电器J2、J3及内储您好，主人不在请简短留言的KD56072型语音片IC2等组成。 留言录音电路由继电器J2的触点J2-1、电源插座CZ1组成的录音机电源控制电路及由C10、C11、CT1等组成的拾音头组成。 ?当门铃未触发时，在R5、R9上均无压降，光电耦合器IC6、IC7不工作，此时R14、R17分别给IC5的与非门①、④输入端提供了高电位，导致与非门 ③、⑥输出均为低电平，BG5、BG6均截止，继电器J1、J2、J3不工作，门铃处于守侯状态。 ?当门铃按钮AN1被触发时，则IC1工作，此时在电阻R5上约有3V压降产生，使光电耦合器IC6的光电管D6也导通，电容C12被快速充电，从而使与
模电课程设计 简易门铃
郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目简易门铃 学生姓名孙梦蔚 专业班级11级电科一班 学号201131002 院（系）电气工程学院 指导教师李月英 完成时间 2013年5月16日
目录 1 课程设计的目的 (1) 2 课程设计的任务与要求 (1) 3 实验设计方案及论证 (1) 3.1方案一 (1) 3.2方案二 (2) 3.3两种方案的比较 (3) 4 设计原理及功能说明 (4) 5硬件的制作与调试 (6) 6 总结 (12) 参考文献 (13) 附录1：总体电路原理图 (14) 附录2：元器件清单 (15)
1 课程设计的目的 ?通过该项目的学习，学生应当能够读懂项目任务书，看懂任务书中的电路原理图，分析电路工作原理，根据项目实训评价明确制考核要求和评分标准。 ?能熟练运用万用表检测各元器件的质量。 ?能熟练使用各焊接工具按照电路原理较长和工艺要求完成电路的连接。 ?熟练运用电子测量工具完成电路的调试和故障的排除。 ?具备一定的团队合作开发能力。 2 课程设计的任务与要求 ?设计一个门铃电路，两端接6v的电压，设置一个按钮开关，当按下开关时发出门铃在任听觉范围内的“铃”声，松开开关，则声音消失。 ?其中先设计出电路图，再通过电路图演示软件演示出其可用性，最后进行实际操作进行电路元件的选择与焊接。 ?要求用内部中断实现，当按下门铃时，门铃发出响声，直到释放。 3 实验设计方案及论证 3.1 方案一
图3-1 原理图 电路原理： 由VT1、VT2及相关元件组成多谐振荡器，用以控制两种音调转换，由VT3、VT4等组成音频振荡器，当VT2导通时，相当于R1与R2并联，这时产生一种音调，当VT2截止时，只有R1参与音频振荡器工作，因此产生的是另外一种声音,电路中的R1、R2和C5的值决定了音调的高低当按下门铃开关后，门铃便会交替产生二种不同音调的声音。 3.2 方案二
应物-红外感应式语音门铃电路设计
东北石油大学课程设计 课程光电检测技术 题目红外感应式语音门铃电路设计院系电子科学学院 专业班级应物09-1班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2013年3月1日
大庆石油学院课程设计任务书 课程光电检测技术 题目红外感应式语音门铃电路设计 专业姓名学号 主要内容： 应用KD5223语音专用集成电路，TX05D红外集成传感器，设计一红外感应式语音门铃电路，使其当有人接近时发出“请开门”的声音。 基本要求： 1）设计红外感应式语音门铃电路设计功能框图。 2）设计红外探测电路、模拟语音电路、音频功率放大电路、电源变换电路。 3）当客人离门1米左右时发出“请开门”的声音。 4）调试安装。 5）完成课程设计总结报告。 主要参考资料： 1）陈有卿编著. 新颖集成电路制作精选[M].人民邮电出版社, 2005.4. 2) 陈振官，陈宏威等编著.光电子电路制作实例[M]. 2006.4. 3) 黄继昌等编著.检测专用集成电路及应用[M]. 2006.10. 完成期限 2013.2.25~2013.3.1 指导教师 专业负责人 2013年2月25日
第1章概述 1.1目的及意义 门铃历史悠久，现代社会最常见的是电子门铃。门铃的类型由有线门铃发展为无线门铃，由单纯的音乐门铃发展到对讲门铃，遥控门铃，可视门铃等。随着经济的发展，门铃也已经不单纯作为居家提醒来客的工具了。善于创新的人类会去思考，门铃是否可以用来提醒主宾双方，是否可以既用于迎宾又用于防盗。感应门铃就是在这种探索中产生。 感应门铃又称迎宾器，是近年才有的常用于小型商铺，超市起迎宾防盗作用的电子产品。感应门铃的前身是电子防盗报警器；事先人们用它来防盗的，但后来因为电子防盗报警器发出的声音是刺耳的报警声，对进店的顾客产生消极的影响，后来演变成比较悦耳的声音，特别是：叮咚声，您好，欢迎光临等音效备受用户的青睐，顾客一进门就报出欢迎语音，起到了礼貌问候，从而做到提醒店员有人进店和迎宾的两重作用。 本次设计就是要根据现有红外感应门铃技术，在掌握其设计原理的基础上，利用红外探测器加上必要的芯片及元器件，制作一个简易实用廉价的感应门铃。 1.2基本内容和设计方案 1.2.1基本内容 1）了解红外感应探测技术，重点掌握热释电红外传感器的原理，掌握常用逻辑芯片及独立元器件的应用情况，熟悉常见红外感应器件的性能参数。了解语音芯片的型号及存储内容。了解可能使用的常见芯片及独立元器件的价格； 2）根据理论知识及实际需要与成本限制，分析需要使用的模块，构建完整模型，进行模块分析，设计出合理完善的技术方案，另外注意功能的拓展功能实现的难易程度，及拓展模块与原电路的兼容性；3）根据所设计的方案，完成电路仿真。 1.2.2 技术方案 本方案设想用于商铺门口，当有顾客进入时，门铃自动响起“请开门”声音，提醒店主有人进入并起欢迎顾客的作用。而在顾客离去时，门铃不发声。并且电路应具有一定的拓展空间，以便后续实现附加功能。 在供电模块，采用 5V直流电源供电。功能实现后可考虑增加拓展模块，如当顾客出门时发出另一种提示音，或者在商铺无人时，模式改为报警门铃等。 第2章感应门的基本原理
电子技术课程设计——门铃
电子技术基础 课程设计 学院：电气工程与自动化 班级：自动化10-1班 姓名：周鹏飞 学号：311008001430 指导老师：韩素敏
目录 第一章内容摘要 (3) 第二章工作原理 (3) 2.1声光双音门铃的系统框图 (3) 2.2双音门铃电路设计指标 (3) 2.3双音门铃电路工作原理 (4) 2.4闪烁灯光电路设计指标 (5) 2.5闪烁灯光电路工作原理 (6) 2.6基于NE555的声光双音门铃工作原理 (7) 第三章元器件 (8) 3.1元件清单 (8) 3.2NE555定时器的介绍 (8) 第四章电路仿真 (10) 4.1仿真电路图 (10) 4.2仿真结果 (11) 第五章改进意见与展望 (12) 第六章心得体会 (12)
第一章 内容摘要 “声光双音门铃”是将门铃声音控制盒闪光控制过程结合起来的门铃电路的扩展电路之一。门铃响起的同时伴随闪光，可避免门铃声和其他铃声或邻居的门铃声相混淆，便于应用成本低廉，是一种很有发展前途的产品。 “双音”是指按下开关时扬声器发出“叮”的声音，松开开关后，扬声器发出“咚”的声音。“声光”即指在门铃响起到消失的一段时间内，都伴随有闪光，我所涉及的闪光方式为两只LED 灯以一定频率交替闪烁。 电路分为两部分：双音门铃电路，闪光灯电路，具有555定时器构成多谐振荡器组成。555定时器时中规模集成时间基准电路，可方便地构成各种脉冲电路。由于其使用灵活，外接元件少，因而在波形的产生和交换。定时报警，家用电器等领域得到了广泛应用。双音门铃电路就是利用定时器构成多谐振荡器组成。 第二章 工作原理 2.1声光双音门铃的系统框图 2.2双音门铃电路设计指标 设计一个“叮咚”门铃电路，设置一个按钮开关，按下按钮时发出频率较高的“叮” 声。松开按钮时，发出频率较低的“咚”声。门铃的“叮咚”声的频率和声音持续的时间可调。正常人的听力范围在 20HZ ～20000HZ,而300HZ ～5000HZ 则是人耳最敏感的声音频率范围。因此，“叮咚”声最好在这个范围内。“叮咚”两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求恰当。电路最好具有低功耗。
实用门铃电路设计报告
信息与电气工程学院CDIO项目设计说明书（2010 /2011学年第二学期） CDIO项目名称：电子技术设计与仿真 (实用门铃电路) 专业班级：****** 学生姓名：****** 学号：****** 指导教师：****** 设计成绩： 2011年7月8日
1、课程设计目的 运用所学知识，查阅相关资料，使用555定时器芯片与LM386驱动芯片设计一个实用门铃电路。培养动手能力，团队合作能力，对电子元器件有深刻的了解。 2、课程设计正文 2.1实用门铃电路的设计 2.1.1基本器件的认识 图1 555原理图 如图1，555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 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。它内部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VCC /3 和 2VCC /3 555 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 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，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 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，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。 它的各个引脚功能如下： 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
叮咚门铃课程设计
科技学院 《数字电子技术》课程设计 题目“叮咚”门铃 学生王芳芳 专业班级电气工程及其自动化一班 学号201247003 院（系）电气工程学院 __ 指导老师杰 完成时间2014年5月9日
目录 绪言 (1) 1 电路设计任务与要求 (1) 2 设计方案与论证 (2) 2.1原理图 (2) 2.2电路原理 (2) 2.3 电路数据 (3) 2.4各元器件功能 (3) 3 电路原理 (4) 4 电路仿真 (5) 5 设计结论 (6) 6 心得体会的 (6) 7 参考文献 (7) 附录1：实物图 (8) 附录2：元器件清单 (9)
绪言 在近代“门铃”不再是有钱人家的专项，“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。各式各样的“门铃”比比皆是，“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数。 最常见的是前几年流行的“电子门铃”；一般安放两节5号电池在，门外的触发电钮被人按动后，门的“门铃”就“叮咚”地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。 后来演变到客人可以在门口与楼上家里的主人讲话，验明真声后主人再给客人开门。它们的缺点就是要消耗电源，特别是用电池的毛病较多，但用交流电的又怕临时停电。 高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的，不但可以叫门对话，还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客，用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。 作为初学者，这次我们的课程设计就是制作一个简单的叮咚门铃，它是利用一块时基电路集成块和外围元件组成的，它的装调简单容易、成本较低，一节6V的电池可用三个月以上，耗电量较低。我们常常由于工作可能会没有注意到亲朋好友的到来，但是只要我们装上了我们所设计的叮咚电子门铃，我想我们就可以很清晰的听见并且知道有人来到了自己的家里。 1 电路设计任务与要求 设计一个叮咚门铃电路，按下按钮时发出较高的频率叮声，松开按钮，发出较低频率的咚声。门铃叮咚声的声音频率和声音持续时间可调。正常人听力围在20Hz~2000Hz，而300Hz~5000Hz则是人耳最敏感的声音频率围，因此，叮咚声最好在这个围或者左右，叮咚两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求恰当，电路最好具有低功耗。 要求：
红外线感应电子门铃概要
上传声明：1.本文档为个人课程设计所整理，借鉴的朋友请尽可能阅读全文，因为我未必全对（要知道百度文库里的其他几篇类似文档，错误很多很多，我也是从那几篇那里修改过来的，不敢保证全改对了。对了，我真的改了很多，有一大半吧）。再次重复，请通看全文，很可能我做的东西部是你的题目要求的东西。2.原理图可用，PCB图没问题，实物做出来了，效果是：红外发射管正前方X米范围内有障碍物能反射红外光的话，蜂鸣器响。X可由调节电位器改变，在0.1米到2米之间都能实现。3.最最重要的一点，文档里的原理图上，有一个电阻是我调板子的时候，临时换的，是的，只有一个电阻可能不正确，那个电阻具体阻值忘了多少了，更遗憾的是，具体是哪个电阻我也忘了。应该是R15/R16/R17中的一个，阻值可以自己试，1K以上300K以下。（很可能是R16，实物交上去了，忘了是哪个了）。祝您成功！以下为正文： 摘要 本设计的红外线感应电子门铃，可在来客距房门一定距离时发出提示信号，以告知主人“有客来访”。该门铃还可兼作报警器用，能监视特定区域内有无人或其他物体接近，并在有人或这其他物体接近时发出警报。该红外线感应电子门铃电路由红外线发射电路、红外线接收电路、译码鉴频电路、提示（警报）电路等组成。当人进入感应的区域内，即可发出报警声同时提示灯亮，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合的铃声和报警。 本设计部分概述了红外辐射的知识、反射式红外传感器的结构和工作原理。利用反射式红外传感器设计了一种主动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。反射式红外传感器具有很多的优点,在人们生活、安全、警戒等装置中应用较广。 关键词：红外线反射式感应门铃
常用的人体感应语音提示器介绍
常用的人体感应语音提示器介绍 一、产品概述: YD-S3人体感应语音提示器是采用九芯智能语音可录放芯片为核心部件开发的语音录放系统。他采用热释电PIR红外感应原理，它可用于家庭、医院、公共场合、电力系统发电厂、变电站等高电压区域、军事管制、公安警戒区、消防通道、营业厅网点和其它需要提醒有关人员注意的安全防范区域。当侦探器探测到有人进入该区域时，会自动感应播报语音信息。 YD-S3不仅仅是一款人体感应语音提示器，他的功能很强大。他是以室内的标准开关盒（86型）为基础，集成了语音提示，报警，广告，防盗，开关控制为一体的多功能高科技语音提示器。 YD-S3红外探测语音提示器具有感应范围大、探头灵敏度高、音质好、低功耗、掉电可长期储存等特点，可广泛用于以下各种类型的语音提示系统。 1、电力系统高电压区域、军事管制、公安警戒区域安全语音提示。 2、生产车间、施工作业区安全语音提示。 3、进入办公楼、商业区、营业厅迎宾客语音提示； 4、科技馆、展览馆参观引导语音提示； 5、银行、ATM柜员机防骗、防盗抢语音提示； 6、公共场所、医院、残疾人引导语音提示； 7、各行业安全防卫语音提示； 8、家庭提示、照明控制、警报、以及防盗功能； 二、功能特征： ◆采用九芯高性能芯片N9200作为控制核心，功能强大，音质优美； ◆采用PIR热释电红外感应原理，感应距离4到6米，感应范围广，感应灵 敏； ◆内部集成了3W功放，声音优美洪亮，可达105分贝； ◆支持TF卡，U盘作为存储方式，内部自带32Mbit FLASH内存；存储语音几 分钟到几十小时；
◆支持单方向感应和双方向智能感应，双向智能感应可以区分不同方向的感 应； ◆支持6挡音量调节，同时支持遥控器控制； ◆外壳采用标准通用的86型开关盒，安装十方方便； ◆支持选曲功能，用户可以选定曲目触发； ◆自带门铃音和报警音，有门铃感应模式和防盗模式； ◆电压支持AC90V到AC220V之间交流电源供电； ◆有充电USB接口，可以支持手机应急充电； ◆外观精美漂亮，支持其他功能特殊定制和扩展； ◆掉电可以记忆设置参数，断电后无需重设； 三、产品选型: 四、技术性能：
基于单片机的语音门铃设计与实现
哈尔滨工程大学本科生毕业论文 摘要 近几年来，随着市场上智能化楼宇的不断升温，语音门铃系统已作为智能化办公室和智能化住宅小区的一个重要组成部分，被各商家和用户所接受。在一些场合，语音门铃系统给人们带来了意想不到的方便。本课题主要设计出一种小型的语音门铃系统，它具有提示、留言、警报等功能。基于这样的思想，本次设计以89C52单片机为核心，结合ISD1700语音芯片及其它成型的芯片，以模块化原则设计一种语音门铃系统，其中ISD1700语音芯片通过单片机以SPI协议模式实现控制，可以充分的发挥其录放功能。同时，结合红外检测模块，提升了系统的安全性能。以此作为一种语音门铃系统的探索和实践。 本系统的特点是可具有个性化、人性化、智能化、安全方便具有比较高的性能价格比。 关键词：语音门铃；单片机；ISD1700
哈尔滨工程大学本科生毕业论文 ABSTRACT In recent years,with intelligent buildings on the market has been heating up,the doorbell system has been as intelligent office and intelligent residential quarters of an important component of the traders and users to accept.In some cases,voice doorbell systems to bring unexpected convenience.The main objective of this topic is to design a small voice doorbell system,It has tips, message and alerts.Based on this idea,the design of the 89C52 MCU as the core,combined with the ISD1700 voice chip ,and voice doorbell system to design a modular principle.Which ISD1700 voice chip is controlled by the MCU and the SPI protocol mode and can fully play their recorders.At the same time, the use of infrared detection module to enhance the safety performance of the system. The characteristics of this system is personalized, humane, intelligent, safe and convenient to have a relatively high cost performance. Key words:voice doorbell;MCU;ISD1700