數(shù)電課程設(shè)計任務(wù)書

1、第一章 元器件介紹在電路中離不開各種元器件，一般常用的有電阻、電源、電容、二極管、三極管等。 在本實驗中主要用到了二極管、電容、電阻。而最重要的是555定時器。1.1 電阻 電阻主要有壓敏電阻、光敏電阻、熱敏電阻、固定電阻和可調(diào)電阻。在實驗中用到了三個固定電阻和兩個電位器。電位器即可調(diào)電阻，它有三個引腳，有正負的區(qū)別。1.2 電容 電容主要分為固定電容、半可變電容、可變電容。1.3 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。壓電式蜂鳴器  壓電式蜂鳴器主

2、要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當接通電源后（1.5-15v直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5-2.5khz的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。第二章 555定時

3、器介紹555定時器是一種電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便靈活，用途廣泛的多功能電路。555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用cmos工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5v16v工作，7555 可在 318v工作，輸出驅(qū)動電流約為 200ma，因而其輸出可與 ttl、cmos 或者模擬電路電平兼容。 555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器

4、、電子測量及自動控制等方面。 培養(yǎng)學生文獻檢索的能力，特別是如何利用internet檢索需要的文獻資料和利用公式編輯器。 培養(yǎng)靈活運用所學的電力電子技術(shù)知識和創(chuàng)造性的思維方式以及創(chuàng)造能力。 培養(yǎng)學生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。 培養(yǎng)學生在電力電子技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計能力。2. 1 555定時器的電路結(jié)構(gòu)及其功能555定時器的電路結(jié)構(gòu)：圖2-1 5g555定時器的邏輯圖圖2-2 555定時器的引腳圖引腳1gnd為接地端，引腳2和引腳6為其輸入端，3為輸出端，7為外引線端，8為接電壓端。22 555定時器的原理分析集成定時器5g555由電阻分壓器、電壓比較器、基本rs觸發(fā)

5、器、放電三極管和輸出緩沖器五部分組成。定時器的功能主要取決于比較器c1和c2，由它們的輸出直接控制基本rs觸發(fā)器的狀態(tài)和放電三極管t的狀態(tài)，從而決定整個電路的輸出狀態(tài)。電阻分壓器    由3個阻值均為5k的電阻串聯(lián)構(gòu)成分壓器，為電壓比較器c1和c2提供參考電壓。當控制端不外加控制電壓u時, =2/3,u=1/3。當控制端co外加控制電壓時,比較器的參考電壓將發(fā)生變化,相應(yīng)的電路的閾值，觸發(fā)電平也將隨之改變，并進而影響電路的定時參數(shù)。為了防止干擾，當不外加控制電壓時，co端一般通過一個小電容(如0.01f)接地，以旁路高頻干擾。電壓比較器c1和c2 

6、60; 電壓比較器c1和c2是兩個結(jié)構(gòu)完全相同的理想運算放大器。當運算放大器的同相輸入u+大于反相輸入u-時，其輸出為高電平1信號；而當u+小于u-時，其輸出為低電平0信號。   比較器的同相輸入端(+端)接參考電壓，反相輸入端(-端)與閾值輸入端th相連，其輸出端r的狀態(tài)取決于閾值輸入信號與的比較結(jié)果。    當時，輸出為高電平1；當時，輸出為低電平0。    比較器c2的同相輸入端(+端)與觸發(fā)輸入端相連，反相輸入端(-端)接參考電壓，其輸出端的狀態(tài)取決于觸發(fā)輸入信號與的比較結(jié)果。  

7、60; 當時，輸出為高電平1；時，輸出為低電平0?；緍s觸發(fā)器    兩個與非門和構(gòu)成了低電平觸發(fā)的基本rs觸發(fā)器。觸發(fā)器輸入信號、為比較器、的輸出，觸發(fā)器端狀態(tài)為電路輸出端的狀態(tài)，觸發(fā)器端狀態(tài)控制放電三極管的導通與截止。當外部復位信號為o (低電平)時，可使=0，定時器輸出直接復位。放電三極管    放電三極管構(gòu)成泄放電路，的集電極用輸出端表示。如果將端經(jīng)過一個外接電阻接至電源，即可組成一個反相器。當=0（=1)時，導通，端輸出為低電平0；當時=1（=0)，截止，端輸出為高電平1?？梢?，端的邏輯狀態(tài)與輸出端的狀態(tài)相同。輸出緩沖器&

8、#160;   輸出緩沖器的作用是提高負載能力，并隔離負載對定時器的影響。2.3 555定時器的邏輯功能（1）外接控制電壓時，555的邏輯功能表2-1 5555邏輯功能輸  入比較器輸出輸  出放電三極dd0dd0導通1101截止111不變不變1010導通當，時，基本觸發(fā)器被置1，同時v截止；當， 時，基本觸發(fā)器保持不變，同時v保持不變；當， 時，基本觸發(fā)器被置0，同時v導通。（2）不外接控制電壓時，555的邏輯功能表2-2 555的邏輯功能輸     入輸    出放電三極

9、管dd00導通<2/3<1/311截止<2/3>1/31不變不變>2/3>1/300導通當<2/3，<1/3時，基本觸發(fā)器被置1，同時截止；當<2/3，>1/3時，基本觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，同時不變；當>2/3，>1/3時，基本觸發(fā)器被置0，同時導通。第三章 用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器由555定時器和外接元件、構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過、向充電，以及通過向放電端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容在2/3和1/3之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的

10、矩形波，對應(yīng)的波形如圖11-2所示。 圖3-1 555構(gòu)成多諧振蕩器 圖3-2 多諧振蕩器的波形圖3.1 多諧振蕩器的工作原理 接通電源后，電容被充電，上升，當上升到2/3時，觸發(fā)器被復位， 同時放電 導通，此時為低電平，電容通過和放電，使下降。當下降到1/3時，觸發(fā)器又被置位，翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器放電所需的時間為        （3-1）             （3-2）    &#

11、160;  當放電結(jié)束時，截止，將通過、向電容器充電，由1/3上升到2/3所需的時間為 （3-3） 當上升到2/3時，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復始，在輸出端就得到了一個周期性的方波，其頻率為 （3-4）    由于555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。二、 輸出信號的時間參數(shù)是： （3-5） (3-6) (3-7)其中，為由1/3上升到所需的時間，為電容放電所需的時間。555電路要求與均應(yīng)不小于1k，但兩者之和應(yīng)不大于3.3m。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555

12、定時器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。3.2 課題設(shè)計的實物圖3-4 555定時器報警電路圖3.3 調(diào)試過程1、 將數(shù)字電子技術(shù)試驗箱5v電壓和接地端與焊接板的電源端和接地端相連。2、 打開數(shù)字電子技術(shù)試驗箱電源，兩個調(diào)節(jié)滑動變阻器分別觀察發(fā)光二極管和蜂鳴器工作頻率的變化現(xiàn)象。3.4 調(diào)試結(jié)果喇叭發(fā)出響聲，調(diào)節(jié)r1電阻發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管的跳動頻率發(fā)生變化。第四章 課題設(shè)計總結(jié)這次課程設(shè)計歷時一個星期，通過這一個星期的學習，發(fā)現(xiàn)了自己的不足，自己知識的漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。首先我們領(lǐng)

13、取了課程設(shè)計所需的器件材料，且趙老師和我們核對了器件。當任務(wù)指導書發(fā)下來后，首先我根據(jù)指導書上的圖畫出自己的報警器接線圖。在畫接線圖時，要注意的是線的布局上既要美觀又要實用和走線簡單，且交叉要盡可能的少，兼顧到方方面面去考慮是很需要的。接下來將元器件插好后就要焊接，焊接的注意事項也很多：第一，烙鐵應(yīng)與引腳接觸；第二，焊接的時間要短，一般不宜超過10秒；第三，撤離烙鐵后千萬不可晃動引腳，必須等焊錫凝固后再松開鑷子。焊接質(zhì)量可從焊錫是否填滿通孔、焊點是否圓亮來判斷。對于焊點周圍的松香焦渣，可用乙醇擦去，千萬不要使用含有氯化物的溶劑、汽油或肥皂水。吸取上次電拖課程設(shè)計的教訓，在焊接時，我步步小心，將

14、自己已連接的導線在接線圖上打鉤，以免少焊電路連線以致電路無法正常工作。最后就是調(diào)試，這是最激動人心的一刻，希望自己的電路能正常工作。將數(shù)字電子技術(shù)試驗箱5v電壓和接地端與焊接板的電源端和接地端相連，當看到發(fā)光二極管一閃一閃、聽到蜂鳴器發(fā)出間隙的聲響時，此時的心情是無法形容的。從此次課程設(shè)計中，我有以下收獲：1、 在制作pcb時，發(fā)現(xiàn)細心耐心，恒心一定要有才能做好事情；2、 加強了我們動手、思考和解決問題的能力；3、 對課本知識的鞏固和加強，實踐出真知；由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，

15、并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高