毕业设计论文——电子百灵鸟叫声电路的设计与制作.doc

明达职业技术学院毕业论文(设计) 信息工程 系应用电子 专业班级 05应用电子（2）班 学号 课题名称电子百灵鸟叫声电路的设计与制作 学生姓名 指导教师 目 录前言(4)第一章方案设计(5)第二章电源电路(5)2.1电路组成与工作原理(5)2.2 变压器(6)2.2.1概念(6)2.2.2分类(7)2.3 桥式整流电路(7)2.4 滤波原理(7)2.4.1电容滤波(7)2.4.2 电容滤波电路的特点(8)2.5 稳压电源(9)第三章 电路部分的设计(9)3.1三极管(9)3.2光敏电阻(10)3.3 555定时器电路组成(10)3.3.1电阻分压器(10)3.3.2电压比较器(11)3.3.3基本RS触发器(11)3.3.4放电管T(11)3.3.5缓冲器(11)4 555定时器的工作原理(12)5 电路的工作原理(13)第四章 组装与调试(13)4.1连线是否正确(14)4.2元器件安装检查(15)4.3 调试方法(15)4.3.1通电观察(15)第五章 心得体会（毕业设计的收获）(16)附录设备与元器件清单(17) 电子百灵鸟叫声电路的设计与制作作者 顾雪虎【摘要】随着科学技术的飞速发展我们试着揭开电子信息领域神秘的面纱,本文论速了电子信息领域电子百灵鸟叫声电路的原理与功能.利用光敏电阻半导体（如CDS，CDSE）光导致电特性，其阻值随照射光的强度而变化,通过555定时器进行单稳态延时使电路功能达到我们设计任务的目标,并自制直流稳压源.电子设备更新换代速度之快是其他行业不能比拟的，每次的升级都带来了巨大的商机和市场的繁荣以及消费着的愉悦，这些都离不开微电各方面的技术支撑，给我们提供了锻炼的机会。【关键词】555定时器单稳态电路 光敏电阻 直流稳压源Abstract Along with the rapid development of science and technology opened the electronic information we try to veil of mystery of the field, the paper speed of the electronic information field of electronic circuit Bailingdao call the principle and function. Using photosensitive semiconductor resistivity (such as CDS, CDSE) in which the optical properties , the resistance of irradiated with changes in the intensity of light through a single steady-state 555 delay timer circuit design capabilities to achieve our mission goals, and self-DC regulator sources. electronic equipment upgrades speed of the other industries is not comparable, each upgrade has brought tremendous business opportunities and market prosperity, as well as consumption of pleasure, these are inseparable from the micro electronics various aspects of technical support, training has provided us with the opportunity.Key words 555 timer monostable circuit Photosensitive resistor DC regulator source前言 电子信息领域的成果离不开三大关键: 第一，可靠性。具体体现在依据的资料必须正确可靠，拟订的方案必须安全可靠，各种零部件电器元件的选择必须可靠符合标准; 第二，创新性。创新并不是指自己所提出的见解是空前绝后的，也不是重大发明，而是指在本专业内个人有独到见解或者对别人研究的不足之外进行补充等等; 第三，研究方法。首先，要仔细观察勤于思考记录。其次，要主动进行实验验证，正确推理计算，理论与实践相结合相验证，这些都必不可少。 电子设备更新换代速度之快是其他行业不能比拟的，每次的升级都带来了巨大的商机和市场的繁荣以及消费着的愉悦，这些都离不开微电各方面的技术支撑，给我们提供了锻炼的机会。第一章 方案设计 原理说明:电路是以时基电路555为核心组成的多谐振荡器，由555和R1，RG，C1等组成。与一般无稳态多谐振荡器不同的是，在它的冲放电回路中串接了一支光敏电阻RG。光敏电阻是一种无源光敏器件，它利用半导体（如CDS，CDSE）光导致电特性，其阻值随照射光的强度而变化；光照强，电阻值小；光照弱或无光照时，电阻值大。利用这一光敏特性，可以改变振荡器的虫，放电时间常数，最终改变多谐振荡频率. 原理图:第二章 电源电路2.1 电路组成和工作原理单相桥式整流电路如图3所示，图中，四个整流二极管D1D4接成电桥形式（故名桥式整流电路），其输入是来自电源变压器T副边的正弦交流电压u2(=2Usinwt )，其输出加至要求直流供电的负载电阻上。需特别指出的是，整流桥的四个二极管，必须严格按照图3（A）所示的方式连接于A,B,C,D四点之间，否则，将导致变压器短路。图4（B）是桥式整流电路的简化画法。图3（A）图4（B）由二极管的单向导电性，不难得出桥式整流电路的工作波形。当u2=（2Usinwt ）处于正半周时，图（A）所示电路中的A点电位高于B点二极管D1和D3处于正向偏置而导通,D2,D4则因反偏而截止。电源经D1,D3向负载供电，输出一个与u2正半波相同的电压，同理，当u2为负半周时，B点电位高于A点，D1,D3转为反偏而截止，D2与D4则因正偏而导通。电源经D2,D4向负载供电，此时，u0=-u2,其波形与u2的正半波相同。 可见，在交流电压u2变化一周时，负载Rl上得到的却是单方向脉动的电压u0和电流i0。由于该电路在正弦电压u2的正，负半周都有输出，故称这种整流方式为全波整流。 滤波电路主要由储能元件电容，电感组成。下面着重介绍小功率整流电路中最常用的形式电容滤波电路。2.2变压器2.2.1概念变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。2.2.2分类按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器. 2.3 桥式整流电路整流电路是利用二极管的单向导电作用将交流电变换成单方向的直流电的。因此，二极管是构成整流电路的关键元件。常见的小功率整流电路，有半波整流、全波整流、和桥式整流等几种。其中以桥式整流电路最为常用。为分析简单起见，我们把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。2.4 滤波原理交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。2.4.1电容滤波RL接入（且RLC较大）时 如图5所示电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。图52.4.2 电容滤波电路的特点(a) UL与RLC的 关系：RLC 愈大® C放电愈慢 ® UL(平均值)愈大一般取：RLC (3-5)T/2 (T:电源电压的周期)近似估算: UL=1.2U2图6(b) 流过二极管瞬时电流很大整流管导电时间越短 ® iD的峰值电流越大(c) 输出特性(外特性)输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 和S 也随之改变。如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多, S 增大结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。2.5 稳压电源 第三章 电路部分的设计元器件介绍与分析3.1三极管【简介】 晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做体晶体管晶管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件.晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。3.2光敏电阻 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子空穴对，参与导电，使电路中电流增强。一般光敏电阻器结构如图所示。根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器： 紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。 红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。3.3 555定时器电路组成3.3.1电阻分压器由3个5k的电阻R组成，为电压比较器C1和C2提供基准电压。如图a3.3.2电压比较器C1和C2。当UU时，UC输出高电平，反之则输出低电平。如图aCO为控制电压输入端。当CO悬空时，UR12/3VCC，UR21/3VCC。当COUCO时，UR1UCO，UR21/2UCOTH称为高触发端，称为低触发端。3.3.3基本RS触发器其置0和置1端为低电平有效触发。如图aR是低电平有效的复位输入端。正常工作时，必须使R处于高电平。3.3.4放电管TT是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。如下图a输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。待添加的隐藏文字内容23.3.5缓冲器缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能力。4 555定时器的工作原理 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3-1、3-2所示。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。电路的原理 电路是以时基电路555为核心组成的多谐振荡器，由555和R1，RG，C1等组成。与一般无稳态多谐振荡器不同的是，在它的冲放电回路中串接了一支光敏电阻RG。光敏电阻是一种无源光敏器件，它利用半导体（如CDS，CDSE）光导致电特性，其阻值随照射光的强度而变化；光照强，电阻值小；光照弱或无光照时，电阻值大。利用这一光敏特性，可以改变振荡器的冲，放电时间常数，最终改变多谐振荡频率，即FC=1.44/(R1+2RG)C1式中的RG为光敏电阻器在不同光照下的电阻值。例如国产RG-CDS-A型光敏电阻器，其亮阻小于等于50K欧，暗阻则高达100M欧以上。光敏电阻的大范围变化，可使振荡频率Fc有相应的大范围变化。原理图:第四章 组装与调试电路安装完毕，先不要接通电源进行初步检查。4.1连线是否正确检查电路连线是否正确，包括错线（连线一端正确，另一端错误）、少线（安装时完全漏掉的线）和多线（连线的两端在电路图上都是不存在的）。查线步骤：1.按照电路图检查安装的线路这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序逐一检查安装好的线路，由此，可比较容易查出错线和少线。2.按照实际线路来对照原理电路进行查线这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件（包括器件）引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“×1”挡，或数字式万用表“挡”的蜂鸣器来测量，而且直接测量元、器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。4.2元器件安装检查检查元、器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；二极管、三极管、集成器件和电解电容极性等是否连接有误。 电源供电与信号源连线，检查电源供电（包括极性）、信号源连线是否正确。 电源端对地（）是否存在短路，在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地（）是否存在短路。 若电路经过上述检查，并确认无误后，就可转入调试。4.3 调试方法 调试包括测试和调整两个方面。所谓电子电路的调试，是以达到电路设计指标为目的而进行的一系列的测量一判断一调整一再测量的反复进行过程。调试方法通常采用先分调后联调（总调）。 我们知道，任何复杂电路都是由一些基本单元电路组成。4.3.1通电观察 把经过准确测量的电源接入电路。观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否有异常气味，手摸元器件是否发烫，电源是否有短路现象等。如果出现异常，应立即切断电源，待排除故障后才能再通电。然后测量各路总电源电压和各器件的引脚的电源电压，以保证元器件正常工作。 通过通电观察，认为电路初步工作正常，就可转入正常调试。第五章 心得体会（毕业设计的收获）在当今一个充满机遇与智慧的社会，要想占有一席之地，那么需要有付出艰辛的努力和不怕困难的心理准备。对于年轻一代的我们，需要为这个社会去拼搏、创新。在这次毕业设计的创作中，我们小组严格要求自己，认真领会指导老师的思想，不厌其烦的对我们设计的电路方案进行推敲，一此失败不气馁，两次失败更努力终于我们的努力得到了收获，红外延时灯开关电路顺利的在小组规定的时间内完成。我带着一种喜悦和感激来写这篇毕业论文，看着我们的研究成果，再想想我们一次又一次的调试，并电阻、串电容、测电压，甚至有手被烙铁烫伤的经历等等，顿时一种成就感涌上心头，我们的设计方案成功了。这些都离不开我们小组全体成员的共同努力，特别是指导老师不厌其烦的辅导，我们万分感激今天各个领域日新月异，只要和着时代的脉动，永远都有新的在等待我们期待着下一次的永不言弃。致谢 本次毕业设计能够成功的完成设计任务，离不开全校领导对我们的关心，为我们提供这次锻炼的机会，感谢信息工程系我的知道老师唐晶，感谢实训中心的老师，感谢我的同学，我们始终相信这个世界不是缺少美而是缺少发现，困难永远强者攀登的阶梯，我们要在创新中不断前进，总结经验，准备着下一次“新”的等待附录1设备与元器件清单序号名称规格型号位号数量1电阻器8.2KR11支2电阻器240KR21支3三极管NPNT11个4桥式整流电流IN 4007D1D44个5电解电容0.01uFC1、C22支6稳压二极管9VZD1支7555定时器IC11个8开关SA1个9喇叭81个10插头1只11连接导线若干2电源电路元件清单序号名称规格型号位号数量1三态稳压器78121支2电阻器510KR11支3电容0.1uFC2 1支4电容1000uFC11支5稳压二极管5.1VD51个6电源变压器输入220V输出1个7插头1只8连接导线若干附录2 电路图