数字电子技术课程设计之机器猫实验报告.doc

数字电子技术课程设计之机器猫实验报告一、实验目的2二、工作原理21.基本框图22. 555构成的单稳态触发电路的工作原理23.机器猫工作原理4（1）总体原理4（2）声控工作原理5（3）光控、磁控工作原理5三、焊接与安装：6（1）元器件检测6（2） 印制板焊接6四、整机装配与调试6五、心得体会7六、参考文献 8一、实验目的本产品具有机、电、声、光、磁结合的特点，通过制作本产品完成从仿真到安装实践的全程训练过程。完成从电路原理仿真验证，到元器件检测、焊接、安装、测试产品的全过程，达到培养同学们工程实践能力的目的。二、工作原理生敏传感器放大单稳功放磁敏传感器红外线接受管电机 1.基本框图2. 555构成的单稳态触发电路的工作原理 555定时器的功能主要由两个比较器C1和C2决定，比较器的参考电压由分压器提供，在电源和地之间加VCC电压，并让VM悬空时，上比较器C1的参考电压为2/3VCC，下比较器C2为1/3VCC。2/3 VCC1/3 VCC单稳态触发器特点：两个工作状态：稳态和暂稳态在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，在自动返回稳态。暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。a单稳态触发电路 b工作波形暂稳态输出的宽度=RCln31.1RC3.机器猫工作原理（1）总体原理该装置主要由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、触发电路、单稳态电路、开关组成。声敏元件麦克风V1与电阻R1、R2，组成声敏取样电路，主要是将声信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。光敏三极管、干簧管可以将光信号、磁场信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。（2）声控工作原理平时，声敏元件麦克风V1没有声音激发时，其导电率很低，且呈高阻抗，使得Q1反偏截止，电源通过R10加在Q2的基极上Q2截至，IC1的2脚输入高电平，处于复位状态，3脚输出低电平，M1关断，则电机没有工作，机器猫保持静止状态。当声敏元件麦克风V1处在一定的声波之中时，其内部会产生一系列电子密度的变化，因而麦克风V1电阻变得很小。这时，声波检测信号通过C1直接耦合到Q1的基极上而导通，并且反向，再通过C3直接耦合到Q2的基极，与通过R10的电压叠加变成高电平，Q2导通，使得ICI等元件组成的单稳态电路2脚输入从高电平跳变为低电平，IC1被触发翻转，3脚输出高电平，M1开通，电动机开始工作，机器猫便开始行走了，同时行走的时间将延长到单稳态触发器的延时时间。当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。（3）光控、磁控工作原理当光敏三极管或干簧管被激发时，他们可以直接将光信号、磁信号转变为电信号，使得IC1等元件组成的单稳态电路2脚由高电平跳变为低电平，从而IC1被触发翻转，3脚输出高电平，M1开通，电动机开始工作，机器猫便开始行走了，同时行走的时间将延长到单稳态触发器的延时时间。当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。三、焊接与安装：（1）元器件检测全部元器件安装前必须进行测试(见下表1)。（2） 印制板焊接按图8所示位置，将元器件全部卧式焊接（参见下图）注意二极管、三极管及电解电容的极性。 8mm （a）三极管 （b）电解电容 （c）二极管、电阻图10表1四、整机装配与调试在连线之前，应将机壳拆开，避免烫伤及其他损害，并保存好机壳和螺钉。参考说明书进行连线：电动机：电源：磁控：红外接收管（白色）：声控部分：通电前检查元器件焊接及连线是否有误，以免造成短路，烧毁电机发生危险。尤其注意在装入电池前测量“电源”（V）。“电源”间是否短路，并注意电池极性。组装：简单测试完成后再组装机壳，注意螺钉不宜拧得过紧，以免塑料外壳损坏。装好后，分别进行声控、光控、磁控测试，均有“走停”过程即算合格。5、 心得体会 此次模电课程设计极具综合性，涉及了电子与电工多方面的内容。拿到元件时，首先我们测量了各个元件，均符合说明书上的参数，以免若在后面中原件出现问题的概率就大大减少。其次是元件焊接，因为电烙铁的温度比较高，所以焊接时间不能太长，以免损坏了元件，到时调试时就比较麻烦。还有一个要注意的问题就是元件留的引脚长度要适中，要配合安装的需要。焊完之后不要急着上电，应该要仔细检查有没焊好，有无虚焊，有无短路，以免造成不必要的损失，还有就是元件的正负极，有一组的焊完接好安装好后，却发现不能正常的走，声控等触发无反应，后来却是发现有个二极管正负极弄错了，折腾了大半天。我们的也发现了一个错误，把光敏三极管的C、E极接错了，幸亏及时发现了不然又要瞎折腾了。在硬件完成之后，最重要的是真正了解它的工作原理，此机器猫主要是利用555定时器构成的单稳态电路，低电平有效触发，由声音、磁、光提供触发信号，触动555单稳态电路，驱动电动机的转动。此次模电课程进行的比较顺利，因为之前做了模电课程设计，有了些许经验，从此次课程设计中，