食油摻假探測(cè)器.doc

目 錄一. 設(shè)計(jì)任務(wù)1二. 設(shè)計(jì)方案1三. 電路設(shè)計(jì)3四. 整體電路圖的仿真測(cè)試及性能檢測(cè)4五. 收獲與心得體會(huì)6食油摻假探測(cè)器設(shè)計(jì)第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求選擇合適的參數(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)由555定時(shí)器構(gòu)成的食油摻假探測(cè)器。當(dāng)食油為純油時(shí)，揚(yáng)聲器不發(fā)聲，當(dāng)食油里含有雜質(zhì)時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲。第二部分 設(shè)計(jì)方案1、設(shè)計(jì)方案分析論證分析：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，設(shè)計(jì)一個(gè)由555定時(shí)器構(gòu)成的食油摻雜探測(cè)器，食油為純油時(shí)，揚(yáng)聲器不發(fā)聲，當(dāng)油里有雜質(zhì)時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲。摻雜不同，揚(yáng)聲器發(fā)聲不同。由于食油摻雜不同，其電阻不同，所以可以通過(guò)電阻不同來(lái)改變輸出信號(hào)，進(jìn)而影響揚(yáng)聲器發(fā)聲，而根據(jù)揚(yáng)聲器發(fā)聲的不同又可以確定食油是否為純油及摻雜情況。由于由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器不需要外加觸發(fā)信號(hào)，加電后自身就能產(chǎn)生周期性的矩形脈沖或方波，來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。因而可以用由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器及相關(guān)元件實(shí)現(xiàn)電路。論證：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如下圖所示。 圖(1)（1）多諧振蕩器只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。假設(shè)當(dāng)電源接通后，電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)，電容C上的電壓UC略低于1/3UCC，U0輸出為高電平，三極管V1截止，電源UCC通過(guò)R1與R2給電容C充電。隨著充電的進(jìn)行UC逐漸增高，但只要1/3UCCUC2/3UCC，輸出電壓U0就一直保持高電平不變，這就是第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。(2)當(dāng)電容C上的電壓UC略微超2/3UC時(shí)(即U6和U2均大于等于2/3UC時(shí))， RS觸發(fā)器置 0，使輸出電壓Uo從原來(lái)的高電平翻轉(zhuǎn)到低電平，即Uo=0，V1導(dǎo)通飽和，此時(shí)電容C通過(guò)R2和V1放電。隨著電容C放電，UC下降，但只要2/3UCCUC1/3UCC，Uo就一直保持低電平不變，這就是第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。(3)當(dāng)UC下降到略微低于1/3UC時(shí)，RS觸發(fā)器置 1，電路輸出又變?yōu)閁o=1，V1截止，電容C再次充電，又重復(fù)上述過(guò)程，電路輸出便得到周期性的矩形脈沖。其工作波形如圖圖（2）2、集成塊功能說(shuō)明555定時(shí)器由電阻分壓器、電壓比較器、基本RS觸發(fā)器和集電極開(kāi)路的放電三極管V幾部分電路組成的一種單片集成電路。原理圖（1）和外部引腳圖（2）圖（3）圖（4）定時(shí)器的主要功能取決于兩個(gè)比較器輸出對(duì)RS觸發(fā)器和放電管V狀態(tài)的控制。當(dāng)U62/3UCC時(shí)，比較器C1輸出為0，比較器C2輸出為1，基本RS觸發(fā)器被置0，V導(dǎo)通，U0輸出為低電平。當(dāng)U62/3UCC、U21/3UCC時(shí)，C1輸出為1，C2輸出為0，基本RS觸發(fā)器被置1，V截止，U0輸出為高電平。當(dāng)U61/3UCC時(shí)，C1和C2輸出均為1，基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。因而V和U0輸出狀態(tài)也維持不變。第三部分 電路設(shè)計(jì)選擇合適參數(shù)，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)圖（5）注：電阻R2代表食油，R2兩端為兩個(gè)導(dǎo)電性能好的探針。第四部分 整體電路圖的仿真測(cè)試及性能檢測(cè)1、電路的安裝調(diào)試（實(shí)物和仿真）根據(jù)電路原理圖連接實(shí)物圖如圖（6），經(jīng)用萬(wàn)能表反復(fù)測(cè)試線路及調(diào)試電路后，實(shí)物電路正常工作。 圖（6） 2、性能指標(biāo)測(cè)量及記錄圖（7）圖（8）圖（9）說(shuō)明：圖（7）、圖（8）、圖（9）分別對(duì)應(yīng)R2=20K、R2=51K、R2=200K的輸出波形圖，表明電阻R2越大輸出波形的頻率越小。當(dāng)R2無(wú)窮大時(shí)，頻率無(wú)窮小。食油慘雜濃度不同，導(dǎo)電性能不同，影響輸出波形頻率，即影響喇叭輸出音調(diào)的高低。當(dāng)食油為純油時(shí)，喇叭不響。3、元器件清單LM555CM 1個(gè)、電容0.01uF、47uF、100uF各1個(gè)、喇叭（200Hz）1個(gè)、6V電源1個(gè)、2K電阻1個(gè)、單刀單擲開(kāi)關(guān)1個(gè)、導(dǎo)線若干、探頭2個(gè)。第五部分 收獲與心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)大學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),進(jìn)而分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉大學(xué)生實(shí)踐能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是對(duì)大學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察的一個(gè)重要過(guò)程。作為學(xué)習(xí)電子信息科學(xué)與技術(shù)的學(xué)生，對(duì)于電子電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是必須要掌握的,所以這學(xué)期我們用兩周的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)。歷時(shí)兩周,其實(shí)實(shí)際工作時(shí)間就幾天。我們組的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容為設(shè)計(jì)一個(gè)“食用油摻假探測(cè)器”，是一個(gè)實(shí)物，主要在面包板上配合一些電子器件來(lái)完成?；仡櫰饋?lái)，感慨頗多，可能因?yàn)樽鲱愃频膬?nèi)容次數(shù)比較少，感覺(jué)挺困難的。因?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)部分和連接電路必須由我們自己獨(dú)立來(lái)完成，所以難免會(huì)遇到些問(wèn)題。比如，如何把555定時(shí)器用到設(shè)計(jì)中來(lái)?如何設(shè)計(jì)探針來(lái)與食用油聯(lián)系?該用幾個(gè)555來(lái)設(shè)計(jì)電路?如何使用面包板等.才知道自己在電路連接和設(shè)計(jì)方面有很多不足，不過(guò)最后在史毅敏老師的指導(dǎo)下，所有的問(wèn)題都游逆而解了。從理論到實(shí)踐，整整兩星期的日子，我們苦多于甜，但是學(xué)習(xí)不就是這樣？苦盡甘來(lái)嘛！通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合有多重要，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正應(yīng)用于實(shí)踐，從而提高我們的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力。其實(shí)生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。學(xué)習(xí)確實(shí)很辛苦，但苦中也有樂(lè)，而且我們這也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，所以我們必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神一起工作 。在學(xué)習(xí)中我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契。當(dāng)然某個(gè)人的離群就可能導(dǎo)致整個(gè)工作的失敗,在完成這次學(xué)習(xí)任務(wù)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都掌握才行，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。所以說(shuō)團(tuán)結(jié)協(xié)作也是我們此次課設(shè)成功的一個(gè)非常重要的保證。這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉了我們這一點(diǎn)，這是非常寶貴的。對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我明白了自己在電路連接和設(shè)計(jì)方面還有很多不足，但也學(xué)會(huì)了好多在課本上沒(méi)有的知識(shí)內(nèi)容，明白了合作的重要性。在這里，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和我們的指導(dǎo)老師表示忠心的感謝！感謝老師的幫助，您辛苦了！挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次學(xué)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶。參考書(shū)目： 1、楊頌華，馮毛官，孫萬(wàn)蓉，等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，西安電子科技出版社，西安.20002、鄧元慶,加鵬.數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì).西安電子科技大學(xué)出版社.西安.20033、張端.實(shí)用電子電路手冊(cè)：數(shù)字電路分冊(cè).高等教育出版社.北京.19924、藍(lán)江