课程设计（论文）-电冰箱关门提醒器.doc

广州科技贸易职业学院模拟电子设计报告课程设计报告专业：06工业自动化技术学生姓名： 报告时间： 指导老师： 广州科技贸易职业学院机电系目录一引言- 3 二电路设计- 4 1：设计目的- 4 2：元件清单- 4 3：功能分析- 5 4：电路原理图- 10三电路原理分析- 11四电路调试- 12五总结- 12六参考文献- 14电冰箱关门提醒器一引言 随着集成电路设计和加工技术从微米向纳米技术的发展,构筑电子信息产品或系统的各类数字和模拟集成电路的性能和性价比得到极大提高。其应用推动着现 代通讯、家用电子产品、工业自动化控制、军事电子系统等实现电子化并向数字化快速发展,使现代社会快步跨入信息化时代。在信息化时代,以集成电路技术支撑 的电子信息系统已成为电子信息化发展的根基和关键技术。模拟ic可完成信息的采集、放大、比较、变换、传输、供电等功能。在信息的传感、通讯、处理、控 制、使用等现代信息化系统中都将发挥重要作用。模拟集ic是现实世界和数字重要组成部分。集成电路产品是所有技术的最终载体,是一切研究成果的最终体现,是检验技术转化为生产力的最终标志。由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展，集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能。所以在现社会的高速度，高科技的发展时代，集成电路的设计发展与实践应用具有重要的意义。二电路设计 1：设计目的.掌握电冰箱关门提醒器电路的设计、组装与调试方法。.熟悉模拟集成电路的设计和使用方法。.领会模拟电路的工作原理。2：元件清单元件序号型号主要参数数量备注集成芯片hcf40601蜂鸣器thdz1电阻10k1100k21m1光敏电阻1亮200k电容10uf1100uf1二极管in41482三极管80501电池盒13v镀锡板22*301单字开关1 3：功能分析（1）芯片hcf4060的功能 hcf4060是由一振荡器和 14 级二进制串行计数/分频和振荡器集成电路。它由两部分构成；一部分电路是14级分频器，其分频系数为1616348（由q4q14输出）如图a；另一部分电路是振荡器，可由外接电阻和电容构成rc振荡器，如图b，其频率f=1/(2.2rt*ct)。 图acp1 时钟输入端 cp0 时钟输出端 /cp0 反向时钟输出端 q4-q10 q11-q14 计数器输出端 /q14 第 14 级计数器反相输出端 vdd 正电源 vss 地 其功能表时钟复位r输出状态l不变l进入下一个状态xh全部输出为l 图b输入 功能 /cp1 cr x h 清除 下降沿 l 计数 上升沿 l 保持（2）三极管的功能及测试 三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压ub有一个微小的变化时， 基极电流ib也会随之有一小的变化，受基极电流ib的控制，集电极电流ic会有一个很大的变化，基极电流ib越大，集电极电流ic也越大，反之，基极电流 越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。ic 的变化量与ib变化量之比叫做三极管的放大倍数（=ic/ib, 表示变化量。），三极管的放大倍数一般在几十到几百倍。 三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。 在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压ub升高时，ib变大，ic也变大，ic 在集电极电阻rc的压降也越大，所以三极管集电极电压uc会降低，且ub越高，uc就越低，uc=ub。 基极的判别判别管极时应首先确认基极。对于npn管，用黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极，若测得电阻都小，约为几百欧几千欧；而将黑、红两表笔对调，测得电阻，在几百千欧以上，此时黑表笔接的就是基极。pnp管，情况正相反，测量时两个pn结都正偏的情况下，红表笔接基极。实际上，小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间，可用上述方法，分别将黑、红表笔接基极，既可测定三极管n结是否完好(与二极管pn结的测量方法一样)，又可确认管型。 集电极和发射极的判别确定基极后，假设余下管脚之一为集电极c，另一为发射极e，用手指分别捏住c极与b极(即用手指代替基极电阻rb)。 同时，将万用表两表笔分别与c、e接触，若被测管为npn，则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极(pnp管相反)，观察指针偏转角度；然后再设另一管脚为 c极，重复以上过程，比较两次测量指针的偏转角度，大的一次表明ic大，管子处于放大状态，相应假设的c、e极正确 （3）二极管的功能及测试 （1）工作原理：晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。 当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流i0。 当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。（2）正向特性测试a：正向特性测试 把万用表的黑表笔（表内正极）搭触二极管的正极，红表笔（表内负极）搭触二极管的负极。若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间，这时的阻值就是二极管的 正向电阻，一般正向电阻越小越好。若正向电阻为0值，说明管芯短路损坏，若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路。短路和断路的管子都不能使用。 b：反向特性测试 把万且表的红表笔搭触二极管的正极，黑表笔搭触二极管的负极，若表针指在无穷大值或接近无穷大值，管子就是合格的。（4）光敏电阻的功能光敏电阻是一种半寻体器件，利用半寻体的光电效应。当有光照时电阻很小。无光照时电阻很大。可用晶体管组成放大器，做成自动控制电路。实现你所需要的电 路。把光敏电阻作为晶体管的偏流电阻。这样当有光照时晶体管导通，驱动灵敏继电器。用继电器接通电动机。将窗帘打开。继电器可用jrx-13f灵敏继电 器。其吸合电流不大于50ma。前级放大器可用达林顿管组成。放大器后可接一个反向器。反向器驱动继电器。4：电路原理图三电路原理分析 当电冰箱门关闭，电冰箱内部全黑，这时的光敏电阻r2呈现复位状态，输出端均为低电平。当电冰箱被打开时，外界的光线进入电冰箱内部，光敏电阻r2呈现为低阻状态（2k欧姆），ic1的12脚为低电平为低电平，ic1解除复位，产生450hz左右的震荡脉冲，开始计数，其中ic1的6脚（q7）输出约0.28hz的信号。经约30秒后3脚q（14）为高电平，此时蜂鸣bz1经q1发出频率为0.28hz（每秒约3次）的关门提醒信号，并持续30秒。如果并向的门在蜂鸣30秒后还是没有关上，蜂鸣器停止30秒，之后继续发出提醒信号如此持续循环知道冰箱门合上。 实际制作时，由于所用元器件的误差，实际延时时间会略有差异，此时课改变r3、c1的值进行调整。另外，若改接d1到第二脚，此时循环提醒延时时间约20秒。光敏电阻可选用一般正品，其暗阻大于200k欧姆，亮阻小于2k欧姆皆可。由于整机静态工作电流很小，所以电源开关sw1也可省略不装。 在使用时，将这个电路 放在一个盒子内，置于靠近电冰箱内照明灯处，并注意避免冰箱内的凝水或湿物损害电路。另外，该装置不能放在电冰箱的冷冻室内。四电路调试 我们将电冰箱提醒器制作完成以后，应该用万用电表rx1k档，黑表棒接电池夹的正端，把红表棒接负端，测试电池夹两端的电阻是否为零。如果电阻不为零则可以装电池。接下来我们要进行强光报警器的调试。现象一：蜂鸣器发出的声音偏轻原因一：蜂鸣器上的标签未撕掉原因二：室内亮度不够现象二：蜂鸣器未发声原因一：蜂鸣器正负极性颠倒原因二：微调电位器未调整原因三：电路有断路（开关是否闭合，焊接是否虚焊，铜箔是否脱落）。五总结回顾起本次电冰箱关门提醒器的课程设计，至今我还是感慨颇多，自信不已。的确是，从选题到定稿，从画图到布线，从理论到实践，可以说是异味多多收益匪浅。既可以学到很多实际的东西，同时还可以巩固之前所学的知识。而且还收获到课堂以外的科学知识。通过这次电冰箱关门提醒器课程设计使我充分认识到课程设计的理论性和必要性，本次设计使我们对已经学过的基础知识有了更深一层的理解，独立思考，独立工作以及应用所学基本理论化分析和解决实验实际问题的能力有了很大的提高。通过这次电冰箱关门提醒器课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，光靠理论知识是微足不道的，只有把所学过的理论知识理性地与实际实践相结合起来，从理论中得出结论，从实践中得出结果，才能真正地充实自己，从而服务到社会当中来。通过这次电冰箱关门提醒器课程设计，从而提高了自己的实践能力和独立的思考能力，在设计的过程当中所遇到的问题，可以说是困难多多，这毕竟是我的第一次设计动手实验，凡事都有第一次，所以也难免有遇到各种各样的问题。同时，也能在设计当中去发现自己的不足只处，对以前所学的知识理解不够深刻，掌握还不够牢固，基础还不够扎实。此外，本次电冰箱关门提醒器课程设计使我的实际操作技能得到了训练，同时也培养了我严谨的科学作风！六参考文献1集成电路速查手册 山东科技技术出版社2 卢尔健电路与电子技术 武