1、1苏 州 市 职 业 大 学课 程 设 计 任 务 书课程名称： 检测与变换技术 起讫时间： 2012.6.42012.6.8院 系： 班 级： 指导教师： 系 主 任： 2一、课程设计课题光敏蜂鸣器二、课程设计要求1设计电路并确定电路参数 ；2线路板焊接并安装调试；3完成课程设计说明书，内容：原理 分析、计算说明、调试报告、心得 体 会3三、课程设计工作量1 集 中 讲 解2设计电路并确定电路参数 -半天3 线 路 板 焊 接 并 安 装 调 试 -3 天4完成课程设计说明书， 内 容：原理分析、计算说明、调试报告、心得 体 会 1 天 半四、课程设计说明书内容1 电 路 简 略 介 绍2
2、元 器 件 介 绍 （ 重 点 介 绍 555 芯 片 ）3 制 作 调 试4 实 验 总 结 （ 心 得 体 会 ）5 参 考 文 献6 附 录苏 州 市 职 业 大 学课 程 设 计 说 明 书名称 光敏百灵鸟2012年 6月4日至 2012年6月8日 共一周院 系 电子信息工程系班 级姓 名系主任教研室主任指 导 教 师 5目录：绪论 .6第一章 电路的简单介绍 7第二章 元器件介绍以及测试 82.1 5 555 芯片 82.2 电容 .112.3 电阻 .122.4 三极管的判别 13第三章 制作与调试 15第四章 实验总结 16附录 .17参考文献： .186绪论课程设计是检验我们本
3、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、
4、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 2/3Vcc 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
5、。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。7第一章 电路的简单介绍光敏百灵鸟功能介绍如果手拿实验电路板移动，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。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，
6、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。8第二章 元器件介绍以及测试2.1 5 555 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
7、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 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
8、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。9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10(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
9、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+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
10、特触发器 图 8 电压传输特性2.2 电容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。112）检测 10pF0.01uF 的固定电容器。通过
11、是否有充电现象，判断其好坏。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
12、容量。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，将不能正常工作。在测试中，值
13、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。2.3 电阻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。 12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
14、提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。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。光敏电阻
15、1、用一黑纸片将光敏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。2.4 三极管的判别晶体
16、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13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 P
17、NP 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
18、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。14第三章 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，并且判断出三极管的管脚分布，把需要的元件放在线路板上，确定元件摆放位置合适，再用电烙铁将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。检测是否有短路，断路等情况。调试：确保电路连接完全正确后，把芯片插在插座上，接上蜂鸣器，然后接上 6V 电源，蜂鸣器可以发出声音，并且光敏电阻的周围亮度发生改变时，蜂鸣器的声音也会发生变化。15第四章 实验总结这次课
19、程设计，让我们将所学知识运用于实践，不仅巩固了原有的知识，而且总结了更多有用的新结论，增强了我们的动手、思考和解决问题的能力。整个设计过程中，在元器件的使用和布线的方法上，经常会遇到这样那样的情况，耗费了很多时间，还有老师在实验室不倦地指导和教诲，帮助我们更好地理解和解决问题，非常感谢老师。在设计过程中我们遇到了各种不同的问题，先是面包板的排线问题，我无论怎么样都很难让它没有交线，后来经过一番重新设计，我完成了排线问题。焊接方面还算成功，我的焊点挺好，最终板子的整体布局很美观；不过，在调试过程中，刚开始时，光敏电阻的功能不是很明显，造成蜂鸣器不会随光线变化而改变声音，经过反复调试，终于实现了功
20、能。在做课程设计的同时也加强了我对课本知识的巩固，平时的学习并不能很好的理解和运用各种器件的功能，这次我终于获得了了解了元件的功能的机会，并且对元器件在电路中的使用有了更多的认识。这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从实践中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。我要在今后的学习中更加努力，学好自己的专业知识以充实自己，来适应日新月异的现代社会，另外，多加锻炼自己的动手能力，将理论运用于实践，增强自己的综合素质。16附录元器件序号 型号 主要参数 数量 备注R1 10K 1 1/4wR2 100 1 1/4wRG1 1 光敏电阻C1 0.01uF 3 瓷片电容芯片 555 定时器 2VT1 9013 1 三极管蜂鸣器 1芯片插脚 1参考文献：1杨志忠 数字电子技术第 2 版 高等教育出版社2电工电子实验指导书 3现代“电子技术基础”课程教学实践
