自动检测课程设计汇本

苏 州 市 职 业 大 学课程设计说明书 名称 光敏百灵鸟电路院 系 电子信息工程系 班 级 10电信2班 姓 名 X小刚 学 号 107303237 系 主 任 X 红 兵 教研室主任 邓 建 平 指导教师 殷伟义 目录第一章绪论211电路简略介绍3111双色闪光灯3112光敏百灵鸟3121双色闪光灯电路及其原理4122光敏百灵鸟电路及其原理5第二章元器件介绍以及测试621电阻的测试6211碳膜电阻6212光敏电阻622电容的测试7221陶瓷电容7222电解电容823三极管的测试824发光二极管925 555芯片9第三章制作与调试1331双色闪光的制作与调试1332光敏百灵鸟的制作与调试13第四章小结14附录15参考文献：16第一章 绪论课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，要求我们把所学的知识通过动手操作运用到实际，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定。它要求我们充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理的电路图。555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。 555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。 它是由上、下两个电压比较器、三个5k电阻、一个RS触发器、一个放电三极管 T以及功率输出级组成。比较器 C1的反相输入端5接到由三个5 k电阻组成的分压网络的2/3Vcc处（5也称控制电压端），同相输入端6为阀值电压输入端。比较器C2的同相输入端接到分压电阻网络的1/3Vcc处，反相输入端2为触发电压输入端，用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS触发器。RS触发器设置有复位端 4，当复位端处干低电平时，输出3为低电平。控制电压端5是比较器C1的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器C1、C2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个O01F的电容，以防止干扰电压引入。555的电源电压X围是+4.5+18V，输出电流可达100200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，培养独立分析和解决实际问题的能力，为以后工作奠定基础。1.1电路简单介绍1.1.1双色闪光灯本电路可以有很多变通应用，例如LED可以是串，并联的多只发光二极管，适当减小R4,R5的阻值，就可以组成闪烁与彩灯链，还可以自制成青少年假性近视预防治疗：将两管放置在一个长0.5m长的纸筒里。LED1放置在纸筒最里面，LED2放置在纸筒中间，单眼从纸筒端向里看，眼睛注视这灯的闪烁，可以有效调节眼肌，每天使用10分钟，可以预防和治疗青少年的假性近视。112光敏百灵鸟如果手拿实验电路板移动，扬声器就会随这移动时光照强度的变化，发出多变的鸣叫，如果将本电路放置在霓虹灯前，则扬声器就会随着光线强度变化无穷的音色。121双色闪光灯电路及其原理图1 双色闪光灯原理图本电路可以实现红、绿两只发光二极管交替闪烁，电路刚接通瞬间，由于电容 C1 还不及充电，因此 555的2脚为低电平，输出端的 3 脚为高电平，发光二极管 LED1 截止，不点亮，LED2 两端加有正向电压点亮。随着电源 VCC 经过 R1、R3 对C1 充电，C1 两端电压逐渐升高，当达到 2/3VCC 的阀值电平时，555 的 3 脚翻转,输出低电平，从而使 LED1 点亮、LED2 熄灭。此时，C1 通过 R3 和 555 内部的放电管放电，当 C1 放电至 1/3Vcc 触发电平时，555 的 3 脚再次翻转，LED1 熄灭，LED2 重新点亮。因此，红绿两只发光二极管就这样轮流导通与截止，闪烁不停。改变 R1 和 C1 可以改变 LED 的频率。122光敏百灵鸟电路及其原理图2 光敏百灵鸟原理图电路中，555 和 R1、RG1、C1 等组成多谐振荡器，光敏电阻 RG1 是利用光致导电的特性，它的阻值会随照射光的强度而变化，当光照射时阻值小，光照弱时阻值大。本电路利用这一光敏特性，来改变振荡器的充放电的时间的常数，从而改变多谐振荡器的频率，本电路的振荡频率为：=1.44(R1+RG1)C1，555输出的可变频率信号经过 R2限流后，驱动三极管 VT1带动扬声器发出多变的鸣叫声。第二章 元器件介绍以及测试21电阻的测试211碳膜电阻普通精度色环电阻有四条环带，第一条是与端部距离最近的那条，接下去依次是第二，第三和第四条。电阻的检测与测量：万用表转换开关置电阻挡，根据不同的阻值，选用不同的量程挡级。注意先调零，后测试。刻度盘上表针所指的数值再乘以倍数既为测量结果。将万用表两表笔（不分正负）分别与电阻的的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆档刻度的非线性关系，它的中间分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20%80%弧度X围内，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同，读书与标称阻值之间分别允许有5%、10%或20%的误差。如不相符，超出误差X围，则说明该电阻值变值了。注意：测试时，特别是在测几十K以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；测量电板上的电阻必须从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。212光敏电阻1、用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动,阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻的性能越好。若此值很小或接近为零说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。2、将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减小。此时阻值越小说明光敏电阻性能越好。若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开路损坏，也不能再继续使用。3、将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。22电容的测试221陶瓷电容电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路和延时。陶瓷电容用陶瓷做介质，在陶瓷基体两侧喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高。但容量小，适用于高频电路。1）检测10pF以下的小电容。因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性地检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表RX10K档，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出有一定阻值或阻值为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。2）检测10pF0.01uF的固定电容器。通过是否有充电现象，判断其好坏。万用表选用RX1K档，两只三极管的值均为100以上，且穿透电流要小，可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红与黑表笔分别与复合管的发射集E和集电极C相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测试较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看出万用表指针的摆度。3）对于0.01uF以上固定电容，可用额、万用表的RX10K档直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针摆度的幅度大小估计出电容器的容量。222电解电容电解电容器的容量较一般固定电容大得多，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，147uF的电容，可用RX1K档测量，大于47uF的电容可用RX100档测量。采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度（对于同一电阻档，容量越大，摆幅越大），接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的电阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百K以上，否则，将不能正常工作。在测试中，值很小或为零，说明电容漏电打或已击穿损坏，不能再使用。对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔，再测出一个阻值。两次测量中，阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。23三极管的测试晶体三极管的两个PN结相当于两个背靠背的二极管。用万用表RX100档可对三极管的管型和电极进行判别。1、判别基极B和管型由于基极对集电极和发射极的PN结方向相同，所以可先确定基极。将黑（红）表笔接到某个假定基极的引脚上，用红（黑）表笔先后接到其余两个引脚上，如果两次测的的阻值都很大（或都很小），即PN结反偏（或正偏），则可确定假定基极是正确的。如果两次测的阻值一大一小，则可确定假定基极不是基极，重新假定另一引脚为基极，重复上述测试。当基极确定后，将黑表笔接基极，红表笔分别接其他两个电极，若两次测的的电阻只都较小，则三极管为NPN型，两次测得的电阻值都较大，则三极管为PNP型。反过来，如果将红表笔接基极，黑表笔接其他两个电极，两次测得的阻值都很大的为NPN型，两次测得的阻值都很小的为PNP型。2、判断集电极C和发射极E在基极与假定集电极之间接一个100K的电阻（也可用人体电阻来代替，用手捏住B、C两电极，但不使B、C接触）。对NPN管，黑表笔接假定集电极，红表笔接假定发射极；对PNP管，红表笔接假定集电极，黑表笔接假定发射极。测得一电阻值，将假定的集电极与假定的发射极对调，又测得一电阻值，比较两值的大小，可确定电阻值较小的那次的假定是正确的。因为电阻值小，说明通过万用表的电流大，三极管处于放大状态，即满足发射结正偏、集电结反偏条件。对不同的管子，可以用上述方法比较它们不同值的大小，电阻值小的值高。24发光二极管用万用表检测。利用具有RX10K档的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200K,反向电阻值为正无穷。如果正向阻值为零或为正无穷，反向阻值很小或为零，则已损坏。这种检测方法，不能如实的看到发光二极管的发光情况，因为RX10K档不能像LED提供较大的正向电流。如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”的笔接被测的发光二极管的正极， 余下的“+”的笔接被测的发光二极管的负极。两块万用表均置RX10K。正常情况下，若仍很暗，甚至不发光，则说明该发光二极管性能不良或损坏。应注意，不能一开始测量就将两块万用表置于RX1档，以免电流过大，损坏发光二极管。外界电源测量。用3V稳压源或两节串联的干电池接万用表，可以较准确测量发光二极管的光、电特性。25 555芯片555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，应用广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等。555定时器原理图及引线排列如图3所示。其功能见表3。定时器内部由比较器、分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构成，分别给A1和A2提供参考电平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚输入大于2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，3脚输出高电平，放电管截止。4脚是复位端，当4脚接入低电平时，则V0=0；正常工作时4接为高电平。5脚为控制端，平时输入2/3Vcc作为比较器的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压通常接0.01F电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。图3555定时器内部框图 图4 555定时器引脚排列表3 555定时器的功能表555定时器的应用（1）构成单稳态触发器电路如图5所示，接通电源电容C充电（至2/3Vcc）RS触发器置0V0=0，T导通，C放电，此时电路处于稳定状态。当2加入VI1000PF,只要满足VI的重复周期大于tp0,电路即可工作，实现较精确的定时。图5单稳态触发器图6多谐振荡器(2)多谐振荡器电路如图6所示，电路无稳态，仅存在两个暂稳态，亦不需外加触发信号，即可产生振荡（振荡过程自行分析）。电容C在1/3Vcc-2/3Vcc之间充电和放电，输出信号的振荡参数为：周期T=0.7C(R1+2R2)频率f=1/T=1.44/(R1+2R2)C,占空比D=(R1+R2)/(R1+2R2)。555电路要求R1与R2均大于或等于1k，使R1+R2应小于或等于3.3。(3)施密特触发器电路如图7所示。Vs为正弦波，经D半波整流到555定时器的2脚和6脚，当Vi上升到2/3Vcc时，V0从10;Vi下降到1/3Vcc时，V0又从01。电路的电压传输特性如图8所示。回差电压：V=1/3Vcc.图7 施密特触发器图8电压传输特性第三章 制作与调试31双色闪光的制作与调试制作：首先参照原理图在线路板画出接线电路图，尽量的减少交叉线。用万用表测量电阻阻值，选出需要的电阻，并且判断出二极管的正负极，把需要的元件放在线路板上，确定元件摆放位置合适，再把元件固定在电路板上，然后用铜丝把应该连接的元件连接起来。连接好之后，用万用表逐一检测线路的通断。调试：确保电路连接完全正确后，把芯片插在插脚上，接上6V电源，两个发光二极管交替闪亮即可。32光敏百灵鸟的制作与调试制作：首先参照原理图在线路板画出接线电路图，尽量的减少交叉线。用万用表测量电阻阻值，选出需要的电阻，并且判断出三极管的管脚分布，把需要的元件放在线路板上，确定元件摆放位置合适，再把元件固定在电路板上，然后用铜丝把应该连接的元件连接起来。连接好之后，用万用表逐一检测线路的通断。调试：确保电路连接完全正确后，把芯片插在插脚上，接上蜂鸣器，然后接上6V电源，蜂鸣器可以发出声音，并且光敏电阻的周围亮度发生改变时，蜂鸣器的声音也会发生变化。第四章 个人小结一周的课程设计结束了，本次设计相对比较容易，元器件较少，电路比较简单。焊接电路方面是没什么问题的，就是在最后电路上的一些连接需要我们跳线来连接，这个比较麻烦，不过只要定下心来，仔细看好电路的结构，都能成功连接。，我了解电阻和电容的测试，同时又更加了解555定时器的组成，逻辑功能，引脚的用处等，及由555定时器如何构成多谐振荡器。知道了多谐振荡器的各管脚的接法，及由多谢振荡器组成的光敏百灵鸟和双色闪光灯的工作原理。通过这次课程设计，我学到了很多。课程设计不仅仅能学到了一些焊接技术和操作技术上的东西，还能学到如何让自己更加细心，耐心，用心的去完成一项任务。本次设计的成功还得感谢指导老师的指导。附录元器件序号型号主要参数数量备注R11K21/4wR210K11/4wR310011/4wR4200K21/4wRG11光敏电阻C10.01uF3瓷片电容C247uF1瓷片电容LS1蜂鸣器T1 、T2发光二极管芯片555定时器2VT190131三极管蜂鸣器1芯片插脚2参考文献：1杨志忠 数字电子技术第2版 高等教育2电工电子实验指导书 3现代“电子技术基础”课程教学实践13 / 14