【正文】 ，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。（3）自制簡(jiǎn)易蜂鳴器電路目前蜂鳴器被廣泛應(yīng)用與多種控制裝置和家用電器的特定功能指示。筆者在做本設(shè)計(jì)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)易蜂鳴器電路[1][2]，現(xiàn)介紹給大家（如圖25）。圖25 簡(jiǎn)易蜂鳴器電路基本電路如上圖所示，由R1～RCC2和QQ2組成自激多諧振蕩器電路，產(chǎn)生的音頻振蕩信號(hào)經(jīng)Q3放大、驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片發(fā)出響亮的蜂鳴聲。電路的振蕩頻率見(jiàn)式（）。 f= 式（）改變其元件的參數(shù)，就可以得到自己滿意的聲調(diào)。壓電陶瓷片為該電路的發(fā)聲部件，其質(zhì)量好壞直接影響發(fā)聲音量的大小，選用時(shí)還要注意其工作電壓。在制作時(shí)，最好選用帶有助聲腔的蜂鳴器。圖中電感L可用線圈完好的廢舊6V～12V直流繼電器繞組代替，也可用廢舊錄音機(jī)磁頭和晶體管收音機(jī)中音頻變壓器繞組代替。按圖中所示數(shù)值，本電路可在3V～15V直流電壓范圍內(nèi)正常工作，其最大工作電流為45ma。若加大工作電壓，須將Q3換成耐壓和電流值較大的三極管。揚(yáng)聲器是一種把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?hào)的換能器件，揚(yáng)聲器的性能優(yōu)劣對(duì)音質(zhì)的高低影響很大。揚(yáng)聲器的種類很多，按其換能原理可分為電動(dòng)式（即動(dòng)圈式）、靜電式（即電容式）、電磁式（即舌簧式）、壓電式（即晶體式）等幾種；按其頻率范圍可分為低音揚(yáng)聲器、中音揚(yáng)聲器、高音揚(yáng)聲器。電動(dòng)式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)式揚(yáng)聲器應(yīng)用最廣泛，它又分為紙盆式、號(hào)筒式[3]和球頂形三種。而前兩種應(yīng)用比較廣泛，因此這里只介紹前兩種。（1）紙盆式揚(yáng)聲器紙盆式揚(yáng)聲器其結(jié)構(gòu)如圖26所示。它由三部分組成：①振動(dòng)系統(tǒng)，包括錐形紙盆、音圈和定位支片等；②磁路系統(tǒng)，包括永久磁鐵、導(dǎo)磁板和場(chǎng)心柱等；③輔助系統(tǒng)，包括盆架、接線板、壓邊和防塵罩等。當(dāng)處于磁場(chǎng)中的音圈有音頻電流通過(guò)時(shí)，就產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場(chǎng)，這一磁場(chǎng)和永久磁鐵的磁場(chǎng)發(fā)生相互作用，使音圈沿著軸向振動(dòng)，由于揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低音豐滿、音質(zhì)柔和、頻帶寬，但效率較低。（2）號(hào)筒式揚(yáng)聲器號(hào)筒式揚(yáng)聲器其結(jié)構(gòu)如圖27所示，它由振動(dòng)系統(tǒng)（高音頭）和號(hào)筒兩部分構(gòu)成。振動(dòng)系統(tǒng)與紙盆揚(yáng)聲器相似，不同的是它的振膜不是紙盆，而是一球頂形膜片。振膜的振動(dòng)通過(guò)號(hào)筒（經(jīng)過(guò)兩次反射）向空氣中輻射聲波。它的頻率高、音量大，常用于室外及廣場(chǎng)擴(kuò)聲。就在商榷報(bào)警電路元件的選用時(shí)，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了音樂(lè)集成電路[4]，它是一種樂(lè)曲發(fā)生器，它可以向外發(fā)送固定存儲(chǔ)的樂(lè)曲。它具有聲音悅耳、外接元件少、價(jià)格低、功能全面及使用方便等特點(diǎn)，因而音樂(lè)集成電路在家用電器，時(shí)鐘，玩具等方面得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)比較蜂鳴器﹑揚(yáng)聲器和音樂(lè)集成電路的外接元件數(shù)量、價(jià)格、功能全面性及使用方便等特點(diǎn)決定采用音樂(lè)集成電路作為本設(shè)計(jì)的報(bào)警電路模塊，該模塊將在第4章音樂(lè)集成電路報(bào)警模塊設(shè)計(jì)中做詳細(xì)介紹。 本章小結(jié)本章對(duì)該設(shè)計(jì)的總體框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，并對(duì)該設(shè)計(jì)的各功能模塊擬采用和最終采用的方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，通過(guò)比較HF15/HJ15紅外收發(fā)組件和LRT15CTM4S紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊確定了本設(shè)計(jì)的無(wú)線收發(fā)模塊；通過(guò)比較水銀開關(guān)和振動(dòng)傳感器確定了本論文的信號(hào)觸發(fā)模塊；通過(guò)比較蜂鳴器、揚(yáng)聲器和音樂(lè)集成電路確定了本論文的報(bào)警電路模塊，而被選定的模塊元件將在下面幾章做詳細(xì)的介紹。3 無(wú)線收發(fā)模塊設(shè)計(jì)LRT15CTM4S系列是紅外遙控接收模塊。它已轉(zhuǎn)移成型、體積小、重量輕和低電流消耗。該模塊的最大優(yōu)點(diǎn)就是即使在很弱的光源下也能可靠運(yùn)行、并保護(hù)、防止不受控制的輸出脈沖的干擾。 LRT15CTM4S紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊介紹本小節(jié)將詳細(xì)介紹LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊（見(jiàn)圖31）的主要特性、引腳特征、光電特性、極限參數(shù)、材料配置，外部尺寸等物理特性。 主要特性（1） V～ ；（2）光電檢測(cè)器及前置放大器封裝在一起；（3）PCM頻率的內(nèi)部過(guò)濾器；（4）對(duì)不同種干擾光源的免疫力較強(qiáng)；（5）低效輸出（6）低功率消耗； 圖31 LRT15CTM4S因LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊具有上述的主要特性，所以其應(yīng)用范圍也是比較廣泛的。大致有①AV設(shè)備（如：電視，DVD播放機(jī)，音響，CD播放機(jī)，機(jī)頂盒等）；②家電（如：電腦，空調(diào)，照相機(jī)等）；③紅外遙控器控制玩具。LR系列紅外遙控接收模塊的引腳配置和載波頻率如表31所示。表31 LR系列引腳配置和載波頻率在本設(shè)計(jì)中該元件要與單片機(jī)連接使用，完成報(bào)警系統(tǒng)的上鎖和解鎖過(guò)程，因此要選擇合適的工作電壓和輸入頻率，焊接電路板時(shí)應(yīng)考慮該電子元件的焊錫溫度，以免過(guò)高燒壞元件。LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊的建議操作條件和極限參數(shù)見(jiàn)表32和表33。表32 建議操作條件參數(shù)符號(hào)數(shù)值單位運(yùn)行電壓Vcc～V輸入頻率fin30～60kHz表33 極限參數(shù) (溫度=25℃)參數(shù)符號(hào)數(shù)值單位供電電壓Vcc7V輸出電流IoutmA運(yùn)行溫度Topr20～+80℃存儲(chǔ)溫度Tstg30～+85℃焊錫溫度Tsd270℃圖32方框圖發(fā)射裝置輸出波形 紅外模塊輸出波形 圖33 輸出波形LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊工作原理方框圖如圖31所示。當(dāng)無(wú)線發(fā)射裝置有信號(hào)輸入后，通過(guò)自動(dòng)增益控制器保證通道內(nèi)的信號(hào)同步放大穩(wěn)定動(dòng)態(tài)工作點(diǎn),以達(dá)到更高的傳輸效率。通過(guò)限制器將突發(fā)的信號(hào)、過(guò)強(qiáng)的信號(hào)、誤操作所產(chǎn)生的大信號(hào)和聲反饋，按一定的比例進(jìn)行壓縮或限幅，解決了功率放大器過(guò)載問(wèn)題，從而保護(hù)了昂貴的功率放大器和揚(yáng)聲器。通過(guò)濾波器過(guò)濾掉不理想的信號(hào)，得到單一頻段的理想信號(hào)，保證了信號(hào)傳輸?shù)恼_。通過(guò)高峰活塞和比較器比較電壓，然后根據(jù)比較結(jié)果，把輸出電壓設(shè)定在數(shù)字高態(tài)。通過(guò)積分器將前后信號(hào)疊加。最后通過(guò)施密特觸發(fā)器對(duì)脈沖邊緣進(jìn)行整形和產(chǎn)生輸出方波脈沖，如圖33所示。 外部應(yīng)用電路（1）該元件的外部應(yīng)用電路[5]如圖34所示。①防止電壓包括任何噪音因素的影響，請(qǐng)將RC濾波器放在頂端. RC濾波器應(yīng)和Vcc引腳和GND引腳緊密聯(lián)接 ②ON/圖34 外部應(yīng)用電路*光照強(qiáng)度檢查檢測(cè)表面的紅外模塊是0 Lux（照度單位）圖35 抵達(dá)物距離試驗(yàn)條件LRT15CTM4S紅外遙控接收頭與紅外發(fā)射裝置的夾角θ直接影響傳輸?shù)木嚯x，夾角越小傳輸距離越遠(yuǎn)，當(dāng)夾角θ=0176。時(shí)傳輸距離最遠(yuǎn)為28 m ；當(dāng)夾角θ=45176。時(shí)傳輸距離為15m。抵達(dá)物距離試驗(yàn)條件見(jiàn)圖35。（2）當(dāng)LRT15CTM4S系列受到一些干擾信號(hào)抑制時(shí)，它仍然可以接收數(shù)據(jù)信號(hào)。不過(guò)靈敏度降低到不能產(chǎn)生理想脈沖的水平。一些抑制LRT15CTM4S系列干擾信號(hào)的例子：①熒光燈信號(hào)電子鎮(zhèn)流器（參照?qǐng)D36，圖37 ） ②頻率為38KHz的連續(xù)信號(hào)或在其他任何頻率③直流燈（鎢燈泡或節(jié)能燈）圖36和圖37顯示的信號(hào)來(lái)自一個(gè)用60Hz電子鎮(zhèn)流器作用的熒光燈。一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器造成的不同類型的干擾信號(hào)。如果燈的頻率在50kHz100kHz之間，那么通常的振蕩頻率是光學(xué)干擾信號(hào)，這個(gè)頻率是電氣振蕩驅(qū)動(dòng)電路鎮(zhèn)流器頻率的兩倍。所有LRT15CTM4S系列的紅外接收機(jī)模塊都可以制止這種干擾信號(hào)如圖36和圖37所示。所以這些燈將不會(huì)產(chǎn)生不理想的輸出脈沖。不過(guò)敏感性會(huì)根據(jù)干擾信號(hào)的強(qiáng)弱而有所降低，更重要的是電子鎮(zhèn)流器的高調(diào)制的振蕩幅度。LRT15CTM4S紅外接收模塊的光電特性[6]見(jiàn)表34。表34 光電特性參數(shù)符號(hào)條件最小典型最大單位供電電壓Vcc　5V供電電流Icc無(wú)信號(hào)輸入1mA包過(guò)濾器中心頻率fo　3fo3%峰值波長(zhǎng)λp　940nm高層次的輸出電壓VohV低層次的輸出電壓VolV高層次輸出脈沖寬度Twh450600750μs低層次輸出脈沖寬度Twl450600750μs　到達(dá)物距離　　L　 177。0176。28m 177。30176。22m 177。45176。15m通過(guò)下表可以看出當(dāng)LRT15CTM4S紅外遙控接收模塊的供電電壓為5V時(shí)，其靈敏度最高；供電電壓和電流是成正比關(guān)系，即供電電壓越大電源電流越大，反之越小；距離和輸出脈沖寬度近似成反比例關(guān)系，即距離越遠(yuǎn)輸出脈沖寬度越窄，反之越寬。測(cè)試條件如表39所示。表35靈敏度與供電電壓 表36電源電流與電壓表37輸出脈沖寬度與距離 表38方向性（水平/垂直）表39測(cè)試條件參數(shù)試驗(yàn)條件備注高溫Ta=+75,Vcc= t=500h①，②低溫Ta=25, Vcc= t=500h①，②高氣溫/高濕度Ta=+80℃ 90%RH, Vcc= t=500h①，②熱循環(huán)Ta=30℃()+85℃() 20圈②，③屬性測(cè)試高度=75cm 3次④①負(fù)載測(cè)試的供電電壓是5V②光電學(xué)特性正常條件下應(yīng)在停止2小時(shí)后恢復(fù)正常 ③加熱周期測(cè)試應(yīng)在無(wú)負(fù)載條件下重復(fù)20次 ④測(cè)試裝置應(yīng)從高度75厘米的硬木版上下降3次 外部特征（1）在不會(huì)造成其變型或變質(zhì)的地方儲(chǔ)存和使用。 （2）在非很濕的地方儲(chǔ)存和使用。 （3）為了防止靜電的損害，在使用前確保人體和烙鐵間接地。 （4）電源和地線之間接入解耦冷凝器（47μf470μf）以減少供電線路噪音影響。（5）遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的表現(xiàn)取決于環(huán)境條件和周邊元件的能力。因此，這里強(qiáng)烈推薦該接收模塊與周邊元件如電阻器，冷凝器，繼電器等共同使用。 材料配置表310 LRT15CTM4S系列材料配置規(guī)格配置備注集成電路硅(99%)光電二極管硅(99%)引線框架鐵（%），銀（%）環(huán)氧樹脂樹脂（%），固化劑（%）銀環(huán)銀（80%）樹脂（10%），固化劑（10%）導(dǎo)線金（%）盾狀盒鐵（99%），錫（1%）內(nèi)部 外部尺寸（單位：mm）圖310 LRT15CTM4S系列外部尺寸 無(wú)線收發(fā)模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)無(wú)線接收模塊的設(shè)計(jì)如圖310所示，LRT15CTM4S紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊的Vcc腳接+5V電壓，GND腳接地，Vout腳接AT89C51單片機(jī)的P00口。當(dāng)LRT15CTM4S紅外接收頭收到彩色電視遙控器的脈沖信號(hào)后，完成無(wú)線收發(fā)模塊的工作環(huán)節(jié)。圖310 無(wú)線收發(fā)模塊 本章小結(jié) 本章介紹了作為本設(shè)計(jì)無(wú)線收發(fā)模塊的LRT15CTM4S系列電子元件的一般特性、引腳特征、光電特性、極限參數(shù)、材料配置，外部尺寸等物理特性，并根據(jù)其特性設(shè)計(jì)出無(wú)線收發(fā)模塊。4 音樂(lè)集成電路模塊設(shè)計(jì)音樂(lè)集成電路報(bào)警模塊是該設(shè)計(jì)的信號(hào)觸發(fā)模塊和報(bào)警電路模塊的組合模塊，將彈簧開關(guān)作為信號(hào)觸發(fā)模塊，音樂(lè)集成電路作為報(bào)警電路模塊。下面將對(duì)該部分的設(shè)計(jì)做詳細(xì)的介紹。 音樂(lè)集成電路音樂(lè)集成電路是一種樂(lè)曲發(fā)生器，它可以向外發(fā)送固定存儲(chǔ)的樂(lè)曲。它具有聲音悅耳、外接元件少、價(jià)格低、功能全面及使用方便等特點(diǎn)，因而音樂(lè)集成電路在家用電器，時(shí)鐘，玩具等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 音樂(lè)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理音樂(lè)集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖41所示，它由振蕩電路、音調(diào)發(fā)生器、包絡(luò)發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)電路、速度控制、節(jié)奏發(fā)生器、存儲(chǔ)器（ROM）和前置放大器等組成。圖41 音樂(lè)集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖下面將圖中各電路的功能作以簡(jiǎn)要介紹。（1）振蕩電路振蕩電路與外接電阻R構(gòu)成完整的振蕩器，其振蕩頻率與R阻值的大小有關(guān)，一般振蕩頻率為5OkHz或10OkHz，振蕩頻率是音調(diào)發(fā)生器和節(jié)奏發(fā)生器的時(shí)間基準(zhǔn)，該頻率用作音調(diào)、節(jié)奏、速度的時(shí)間基礎(chǔ)，它直接影響樂(lè)曲的質(zhì)量。（2）音調(diào)發(fā)生器音調(diào)發(fā)生器按存儲(chǔ)器（ROM）的數(shù)據(jù)分配產(chǎn)生不同音調(diào)的代碼。音調(diào)頻率范圍一般包括兩個(gè)八度音音階。（3）包絡(luò)發(fā)生器包絡(luò)發(fā)生器的功能是產(chǎn)生包絡(luò)信號(hào)，包絡(luò)信號(hào)的形狀決定著樂(lè)曲的音色。音調(diào)信號(hào)和節(jié)奏信號(hào)經(jīng)包絡(luò)發(fā)生器形成合成音樂(lè)信號(hào)后輸送給驅(qū)動(dòng)電路。（4）驅(qū)動(dòng)電路不同的集成電路驅(qū)動(dòng)電路各不相同，有的在輸出端輸出電流，可直接驅(qū)動(dòng)壓電蜂鳴器，有的集成電路內(nèi)還設(shè)置有前置放大器。（5）速度控制速度控制可提供與放音速度相匹配的速度，這種速度已按編好的程序固化在集成電路內(nèi)，不能由外部選擇。（6）節(jié)奏發(fā)生器節(jié)奏發(fā)生器按存儲(chǔ)器（ROM）的數(shù)據(jù)分配，可提供八種節(jié)拍去控制ROM地址時(shí)鐘，如1/1/3/3/4拍?！　。?）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(ROM)的存儲(chǔ)容量有64字七位的，也有512字七位的不等，其中四位用于控制音調(diào)發(fā)生器，三位用于控制節(jié)奏發(fā)生器，同時(shí)也提供自停信號(hào)。 音樂(lè)集成電路使用過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題（1）音樂(lè)集成電路種類很多，每一個(gè)系列的集