电子系统设计课程论文

1、精选文档电子系统设计课程论文 题 目 电子系统设计及应用 项目成员 专业班级 指导教师 学 院 完成日期 2014年12月26号 目录1.延迟式门铃的设计与仿真11.1 设计原理11.2 设计原理图11.3 设计仿真11.4 面包板实现11.5 出现问题及解决方法12.光控防盗报警器22.1 设计原理22.2 设计原理图22.3 设计仿真22.4 面包板实现22.5 出现问题及解决方法23.声、光提示预防近视测光器33.1 设计原理33.2 设计原理图33.3 设计仿真33.4 面包板实现33.5 出现问题及解决方法34.触摸电子开关34.1 设计原理44.2 设计原理图44.3 设计仿真44

2、.4 面包板实现44.5 出现问题及解决方法45.停电自锁开关55.1 设计原理55.2 设计原理图55.3 设计仿真55.4 面包板实现55.5 出现问题及解决方法56.模拟电子蜡烛56.1 设计原理56.2 设计原理图66.3 设计仿真66.4 面包板实现66.5 出现问题及解决方法6电子系统设计课程论文1.延迟式门铃的设计与仿真1.1 设计原理本电路是一种具有延迟功能的电子门铃。如图1， 三极管VT1、VT2构成一个延迟开关电路，当开关S1被按下时，电源通过S1向电容C1充电，由于充电时间常数较小，C1两端很快就充到电源电压。VT1通过R1、S1获得偏流，其发射极电流在电阻R2两端产生压

3、降，当压降大于0.7V时，VT2即开始导通，同时VT3、VT4组成的对称型无稳态自激多谐音频振器得电开始工作，VT4集电极输出方波音频信号，经R7加至功率放大管VT5的基极，经VT5进行功率放大后推动扬声器BP发声。当松开S1后，C1存储的电荷就通过R1向VT1基极放电，使VT1、VT2继续维持导通状态，VT3、VT4振荡器仍能维持振荡，所以响声仍能持续。当C1电荷基本放完，VT1、VT2恢复截止，振荡器停止，门铃恢复到原来的禁止态。 1.2 设计原理图 图1 延迟式电子门铃原理图1.3 设计仿真 1.4 面包板实现 1.5 出现问题及解决方法1.一开始插板时按照书后面的装配图照着插，结果却不

4、能出现现象，后来仔细检查后发现是装配图中连接是错误的而且面包板2325位之间没有连通。后来按照原理图核对后改过来就对了。2.接通电源，按下开关，能顺利的第一次听到“哧哧”的声响。如果电路存在问题“哧哧”声很小，频率很低，更换了电阻R1大小，将频率提高。2.光控防盗报警器2.1 设计原理本电路是一个光控式防盗报警器，如果把它放在抽屉里，当抽屉被非法打开时，光敏电阻一旦见光，它就会发出“呜喔！呜喔！”的警报声。电路图如图2所示。报警器由超低频振荡器、音频振荡器和光控开关三部分组成，晶体管VT2、VT3构成互无稳态多谐超低频振荡器，在电路通电后，VT2与VT3将轮流交替导通和截止。VT4、VT5构成

5、互补型音频振荡器，振荡频率高低主要由VT4基极偏流电阻R5（或R6）和反馈电容C5的数值决定。当VT3导通、VT2截止时，VT2集电极输出高电平，VT3集电极输出低电平，这时VD1正偏导通，使电阻R5接入电路，而VD2反偏截止，R6不起作用。由于R5阻止取得较大，所以VT4、VT5的振荡频率较低。当VT2导通，VT3截止时，VD1反偏截止，VD2正偏导通，这时R6接入电路，R5不起作用。由于R6阻值较小，所以VT4、VT5振荡频率较高。当VT2、VT3轮流导通与截止时，R5与R6就交替接入电路，扬声器BP就能发出类似警笛的双音声响。光敏电阻器RG等构成光控开关。当抽屉关闭时，光敏电阻RG无照射

6、，呈高电阻状态，VT1截止，由VT2、VT3和VT4、VT5组成的两个振荡器均失电不工作，扬声器BP无声。如果抽屉一旦被打开，RG见光后立即呈低电阻，VT1导通，两个振荡器得电起振，扬声器BP就发出报警声响。电源开关S1是用于控制报警器工作与否，平时可以隐藏在暗处。在不需要防盗的时候，将S1断开，需要报警时再接通。 2.2 设计原理图 图2 光控防盗报警器原理图2.3 设计仿真2.4 面包板实现 2.5 出现问题及解决方法1、 做原理仿真时，斜线不会连接，后来大家都问过老师之后知道用shift+空格键就可以改变直线，变斜线。2、 仿真时三极管9012和9013要选择相近的型号，开始试了很多次都

7、不对，不能发声，后来同学们在不断的尝试中有人先找到合适的，然后大家都成功了。3、 插面包板时，第一次因为光敏电阻不灵敏反应很慢，换了一个光敏电阻就ok了。3.声、光提示预防近视测光器3.1 设计原理 本电路是告诫人们光线太弱，不要再看书写字，应及时提高照明亮度。电路原理图如图3所示，光敏电阻RG与可变电阻RP1组成分压器，分压点接在三极管VT1的基极。当环境光线较强时，RG阻值较小，分压点即VT1的基极电平升高，VT1因此导通，绿色发光二极管LED1点亮发光。此时VT1的集电极为低电平，VT2截止，由VT3与VT4组成的互补振荡器停振不工作，红色发光二极管LED2也不亮。如果光线变暗，则RG阻

8、值变大，此时VT1基极电平下降，VT1由原来的导通转为截止，LED1熄灭，此时VT1集电极为高电平，VT2由R1获得基极偏流而导通，其发射极电流经R3注入VT3的基极，所以由VT3、VT4组成的振荡器起振，扬声器BP就发出响亮的“嘟”报警声，同时红色发光管LED2点亮发光。3.2 设计原理图 图3 声、光提示预防近视测光器原理图3.3 设计仿真3.4 面包板实现 3.5 出现问题及解决方法在插板时遇到了问题，灯都不会亮，蜂鸣器也不会发声。从头到尾检查连线，测电阻三级管等好几遍，都没有看出问题。后来林佳倩和黄亚芬做完自己的之后帮我检查，每根线都先拔出再插，找到电容C2没有接电，改完后现象可以了。

9、4.触摸电子开关4.1 设计原理本电路由出发控制和控制执行电路两部分组成，电路原理图如图4所示：VT1、VT2、VT3、VT4和R1、R2、R3、R4等组成触摸控制电路，当用手触摸电极M2时，人体的感应信号经过VT3放大后，使VT1导通，VT1集电极为低电平，VT4的基极也为低电平，故VT4截止，其集电极为高电平，VT5的基极也为高电平，故VT5导通，继电器K吸合，常开触点闭合，同时并接在继电器K线圈两端上的LED1也被点亮，指示开关处于吸合状态。 当用手触摸电极M1时，人体感应信号经过VT2放大，使VT4导通，VT4集电极集电极为低电平，故VT5基极也处于低电平，VT5将处于截止状态，继电器

10、K线圈将失电常开触点将处于断开状态，LED1也将熄灭，指示开关处于断开状态。 4.2 设计原理图 图4 触摸电子开关原理图4.3 设计仿真 4.4 面包板实现 4.5 出现问题及解决方法1、 仿真时，这是第一次需要自己画继电器和触摸电极器件。画继电器时因为是第一次，用了很长时间去设置参数，摆放引脚，加入元件图库等。2、 面包板插线的时候，我总是搞不清楚5引脚的继电器到底要如何插线，如何连接在电路中，虽然知道继电器的工作原理，却总是连不对，而同学们的连法各不相同，每个人都有自己的连法似的，最后，自己一个一个引脚画出来，又在面包板上换来换去的尝试，总算解决了继电器连接问题。3、 插面包板时，发现后

11、面的装配图很乱，连线很多。自己按原理图改进了一下，有的元器件比如电容、电阻等直接插入接电源或者接地小孔，就省下了很多不必要的线，面包板显得简洁明了。5.停电自锁开关5.1 设计原理停电之后，人们经常忘记将本来的灯关上，使得来电后这些灯因无人值守而长明，造成了电能的浪费，这里介绍的停电自锁电路，能够在停电之后自行锁定在关闭状态，从而避免了浪费。电路原理图如图6所示。电路中的开关S1可以等效为墙壁上的机械开关。假设开关S1在停电时处于闭合状态，当电路重新上电后，与非门IC1A的输入端第1脚为低电平，故IC1A输出端第3脚将为高电平，此高电平送至另一与非门IC1D的输入端第12脚。而此时由于D触发器

12、IC2A的R1端（第4脚）接有RC清零复位电路，因此D触发器的输出端Q1（第1脚)，1端（第2脚）输出高电平。此高电平又反馈到IC1D的另一输入端第13脚，与IC1A输出的高电平共同作用使得IC1D输出低电平。这样就使得D触发器IC2A的Q1端输出维持低电平。该低电平同时加至IC1C的一个输入端第9脚，故IC1C的输出端第10脚将输出高电平，经电阻R3加至PNP型三极管VT1的基极，VT1截止，继电器K不吸合，发光二极管LED1熄灭，表示被控负载电灯处于关闭状态。这时如果需要重新打电灯，首先需要再次按动开关S1，使其先断开，这时在上拉电阻R1的作用下，与非门IC1A的两个输入端的两个输入端第1

13、脚和第2脚均为高电平，故其输出第3脚变为低电平，IC1D的输出端第11脚跳变为高电平。而IC2A的D端（第5脚）接在高电平上，因此D触发器IC2A的输出将发生翻转，Q1输出变为高电平，1变为低电平，此低电平又加到ICID的输入端第13脚，使得IC1D的输出端第11脚维持高电平。这是由于ICB1的两个输入端第5脚和第6脚均为高电平，故其输出端第4脚将为低电平，该低电平加至IC1C的输入端第8脚.虽然此时D触发器IC2A的Q1输出端已经翻转到高电平状态，但IC1C的输出仍将维持高电平状态，三极管VT1依然保持截止状态。当再次按动开关S1，使其处于闭合状态时，IC1D的输入端第5脚将变为低电平，输出

14、端第4脚变为高电平，IC1C的输入端均为高电平，故IC1C的输出端将变为低电平，三极管VT1导通，继电器K吸合，发光二级管LED1点亮。接下来，由于IC1D已经处于锁定状态，输出端第11脚不再发生改变，D触发器IC2A也就同时处于锁定状态，Q1输出维持高电平，1输出维持低电平，因此IC1C的输出状态将只由开关S1来控制，这样开关S1的功能，就和普通开关一样了。 5.2 设计原理图图6 停电自锁开关原理图5.3 设计仿真 5.4 面包板实现 5.5 出现问题及解决方法1、 本实验用到两块集成电路芯片4011和4013,4个与非门和D触发器，又用到了我自己搞得不是很清楚的5脚继电器，所以插板连线时

15、用了很多时间分析。2、 这个电路在画PCB图时，两块芯片是老师给的，需要添加元器件库，开始也不会用，还是在陈梦梦的帮助下完成的。后来画完PCB图导入的时候，有三块芯片导入，检查之后发现是因为4013两块芯片覆盖在之前的PCB图中了，重新导入后，用了自动布线功能。6.模拟电子蜡烛6.1 设计原理 如图7，本电路利用双D触发器4013中的一个D触发器，接成R-S触发器形式。接成电源后，R6，C3组成的微分电路产生一个高电平微分脉冲加到IC1的R1端，强制电路复位，Q1端输出低电平，三极管VT4基极液位低电平，VT4截止，发光二级管LED1不发光。当用光照射光敏电阻RG后,RG呈现低电阻状态，三极管

16、VT1导通，产生的高电平脉冲加到4013的S1端，使Q1端翻转变为高电平。VT4导通，发光二级管LED1点亮，相当于用火柴点亮蜡烛。此时及时光线离开光敏电阻RG,或者再次用光线照射光敏电阻RG,也不会使电路状态发生改变，LED1依然维持点亮。当用风吹驻极话筒MIC时，驻极话筒输出的音频进过C2加至VT2的基极，触发VT2导通。因电阻R5的阻值比较大，故VT2的集电极电位降得很低，PNP型三极管VT3的基极电位也就很低，从而使VT3导通，高电平脉冲加到触发器R1端。触发器复位,Q1端由高电平变为低电平，VT4截止，发光二级管LED1熄灭，实现“风吹火息”的仿真效果。 6.2 设计原理图 图7 模拟电子蜡烛原理图6.3 设计仿真 6.4 面包板实现 6.5 出现问题及解决方法本电路的实验现象是一开始接电源，相当于点燃火柴，LED灯亮，将光敏电阻接