电子驱蚊器课程设计

1、测控电路设计 专 业：测控技术与仪器 班 级：姓 名：学 号： 目录1. 设计思路 12. 设计方案 12.1 电子驱蚊器的方案设计 12.1.1 桥式整流电路的方案设计 12.1.2 555定时器多谐振荡器的方案设计 12.2 设计原理框图 13. 单元电路设计 23.1 桥式整流电路原理图 23.2 555定时器多谐振荡器原理图 2 4. 电路工作原理及参数计算 34.1 桥式整流电路工作原理及参数计算 3 4.2 555定时器多谐振荡器工作原理及参数计算 35. 整体电路图 6 6. 小结 7 7. 参考文献 8电子驱蚊器1. 设计思路通过查阅资料得知：咬人的蚊子一般都是怀卵的雌蚊，雄蚊

2、并不咬人。而雌蚊在怀卵期间又不喜欢与雄蚊接近,它们一感觉到雄蚊所发出的频率在21-23kHz的超声波信号，就会避而离去。因此，电子驱蚊器需要一个超声波发生器，由文献查得555定时器能构成多谐振荡器，与压电式蜂鸣器组合就能发出超声波。2. 设计方案2.1电子驱蚊器的方案设计1 根据设计要求：工作电压5V，超声频率2123kHz，输出功率0.25W。查阅资料，经过整理了解，该电子驱蚊器需要用全桥整流电路和555定时器多谐振荡器。2 选用220V交流电转5V直流电全桥整流电路设计方案和555芯片。 3 画出一个实现电路功能的大致框图。4 画出框图中的各部分电路，选用各种集成运放和其它模拟集成电路。对

3、各部分电路的工作原理作出说明。5 画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。2.1.1 桥式整流电路的方案设计（1）根据设计要求：工作电压5V。查阅资料，经过整理了解，学会了设计全桥整流电路。（2）选用匝数比为2209的 变压器，电解电容，电阻，三端稳压器，4个二极管和LED灯等元器件。（3） 画出原理的电路图，并简要地说明电路的工作原理。 2.1.2 555定时器多谐振荡器的方案设计（1）根据设计要求：超声频率2123kH。查阅资料，经过整理了解，学会了设计555定时器多谐振荡器。（2）选用555芯片，电阻，滑动变阻器，电容等元器件。（3） 画出原理的电路图，并简要地说明电路

4、的工作原理。 2.2设计原理框图220V交流电全桥整流稳压7805稳压5V直流电输出555定时器多谐振荡器DC24V蜂鸣器图1原理框图3.单元设计 3.1桥式整流电路原理图图2桥式全波整流电路原理图3.2 555定时器多谐振荡器原理图图3 555定时器多谐振荡器4.电路工作原理及参数计算4.1桥式整流电路工作原理及参数计算按图2所示电路由变压器和4个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源，所以在这里接一个330uF/25V的电解电容。变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波，在电容电解电容C两端大约会有11V多一点的电压，假如从电容两端直接接一个负载，当负载变化或

5、交流电源有少许波动都会使C1两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件。三端稳压器是一种集成电路元件，内部由一些三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。1因为我们要输出5V的电压，所以选用7805。LM7805最大可以输出1A的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，输出端对地（2脚）短路并不会使7805烧坏。虽然7805最大电流是一安培，但实际使用一般不要超过500mA,否则会发热很

6、大，容易烧坏。一般负载电有200mA以上时需要散热片。三端稳压器后面接一个105mF的电容，这个电容有滤波和阻尼作用。2按照电路设计，加上220V交流电源后，发光二极管会亮，显示电路工作状态,然后对用万用表对输出进行开路检测，显示输出Vo=5.02V，接着接上10k左右的负载，显示Vo=4.85v。3相关参数计算：桥式全波整流电路VL=0.9V2=0.9×9=0.81V IL=VLRL=0.8110=0.081AID=IL2=0.0812=0.0405A VM=2V2=12V C0.289f×UI×0.08=0.289(100×51.5×0.0

7、5)=105mF4.2 555定时器多谐振荡器工作原理及参数计算（1）555定时器内部结构555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构如图4所示及管脚排列如图4所示。图4 555定时器内部结构图5 555定时器引脚排列它由分压器、比较器、基本R-S触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三个5 的等值电阻串联而成。分压器为比较器、提供参考电压，比较器的参考电压为，加在同相输入端，比较器的参考电压为，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放、组成。高电平触发信号加在的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R-S触发器端的输入信号；低电平触发信号加在

8、的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器端的输入信号。基本R-S触发器的输出状态受比较器、的输出端控制。4 (2)多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图3所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。其工作波下图6所示。图6 555定时器多谐振荡器的工作波形设电容的初始电压UC0，t0时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端0<V，比较器A1输出为高电平，A输出为低电平，即，（1表示高电位，0表示低电位），触发器置1，定时器输出此时，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容C充电，逐渐升高。当上升到时，输出由0翻转为1，这时，触发顺保持状态不

9、变。所以0<t<期间，定时器输出为高电平1。时刻，上升到，比较器的输出由1变为0，这时，触发器复0，定时器输出。期间，放电三极管导通，电容通过放电。按指数规律下降，当时比较器输出由变为1，触发器的，Q的状态不变，的状态仍为低电平。时刻，下降到，比较器输出由1变为0，R-S触发器的1，0，触发器处于1，定时器输出。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出，电容放电时，0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。1 (3)振荡周期由图6可知，振荡周期。为电

10、容充电时间，为电容放电时间。充电时间 放电时间 矩形波的振荡周期因此改变、和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比q，q=脉宽/周期T，指输出一个周期内高电平所占的时间。图（C）所示电路输出矩形波的占空比。1查555多谐振荡器的工作参数手册，得到输出电压：U0=1/3×U=1/3×5=1.6V，根据设计要求输出功率为0.25W，故I=P/U0=0.25/1.6=0.16A,R=UO/I=1.6/0.16=10。5.整体电路图图7电子驱蚊器原理电路图6.小结通过这次课程设计，让我更加深刻了解课本知识，和以往对知识的疏

11、忽得以补充，在设计过程中遇到一些模糊的公式和专业用语,在使用手册时，有的数据很难查出，但是这些问题经过这次设计，都一一得以解决，我相信这本书中还有很多我未搞清楚的问题，但是这次的课程设计给我相当的基础知识，为我以后工作打下了严实的基础。课程设计是一个重要的教学环节，通过课程设计使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过课程设计不仅可以巩固专业知识，而且还可以培养和熟练使用资料，运用工具书的能力，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门设计课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。总之，这次课程设计使我收获很多、学会很多、比以往更有耐心很多。感谢学校及老师给我们这次课程设计的机会，最真挚的感谢尤老师，在设计过程中，老师精心的辅导和