自动检测课程设计

1、苏苏 州州 市市 职职 业业 大大 学学 课课程程设设计计说说明明书书 名称名称 光敏百灵鸟电路光敏百灵鸟电路 院院 系系 电子信息工程系电子信息工程系 班班 级级 10 电信电信 2 班班 姓姓 名名 刘小刚刘小刚 学学 号号 107303237 系系 主主 任任 张张 红红 兵兵 教研室主任教研室主任 邓邓 建建 平平 指指导导教教师师 殷殷伟伟义义 目录目录 第一章第一章 绪论绪论.2 2 11 电路简略介绍 .3 111 双色闪光灯.3 112 光敏百灵鸟.3 121 双色闪光灯电路及其原理.4 122 光敏百灵鸟电路及其原理.5 第二章第二章 元器件介绍以及测试元器件介绍以及测试.6

2、 6 21 电阻的测试 .6 211 碳膜电阻.6 212 光敏电阻.6 22 电容的测试 .7 221 陶瓷电容.7 222 电解电容.8 23 三极管的测试 .8 24 发光二极管 .9 25 555 芯片.9 第三章第三章 制作与调试制作与调试.1313 31 双色闪光的制作与调试 .13 32 光敏百灵鸟的制作与调试 .13 第四章第四章 小结小结.1414 附录附录.1515 参考文献：参考文献：.1616 第一章第一章 绪论绪论 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

3、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

4、/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 的电源电压范围是+4.5+18V，输出电流可达 100200mA，能直接驱动小型电机、继电

5、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

6、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、LED

7、2 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

8、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。 第二章第二章 元器件介绍以及测试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

9、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%弧度范围内，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，超出误差范围，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

10、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

11、 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

12、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。

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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

18、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

19、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 3 555 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

20、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=0.7 C(R1+2R2) 频率 f=1/T=1.44/(R1+

21、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。M (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 第三章第三章 制作与调试制作与调试 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