電子技術(shù)課程設(shè)計報告(共29頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)電子技術(shù)電子技術(shù)課程設(shè)計報告課程設(shè)計報告班級：xx姓名：xx學(xué)號：xx指導(dǎo)教師：x開課時間開課時間:x至至x學(xué)年第學(xué)年第x學(xué)期學(xué)期精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目錄目錄3.1 秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計3.2 音頻小信號前置放大電路設(shè)計3.3 信號發(fā)生器設(shè)計3.4 頻率計設(shè)計3.5 紅外線控制自動水龍頭精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1 1、課程設(shè)計的目的課程設(shè)計的目的1、熟悉電子技術(shù)的運用，掌握數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)的實際運用2、熟練掌握 Multisim 的操作，用來仿真模擬

2、的電子線路并得到運行結(jié)果，以待進一步改進3、將所學(xué)到的知識與實際更好地結(jié)合，熟練的在實際中運用2 2、課程設(shè)計的要求課程設(shè)計的要求3.1 秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計。利用外部提供 1MHz 時鐘，完成 059 小時 59 分 59 秒范圍內(nèi)的計時，通過按鍵設(shè)置計時起點與終點，計時精度為 10ms。3.2 音頻小信號前置放大電路設(shè)計設(shè)計音頻小信號前置放大電路，并用合適軟件模擬， 。具體要求如下：（1）放大倍數(shù) Au1000；（2）通頻帶 20Hz20KHz；（3）放大電路的輸入電阻 RI1M，輸出電阻 RO600（4）繪制頻響掃描曲線。說明：設(shè)計方案和器件根據(jù)題目要求自行選擇，但要求在通用

3、器件范圍內(nèi)。測試條件：技術(shù)指標在輸入正弦波信號峰峰值 Vpp=10mv 的條件進行測試3.3 信號發(fā)生器設(shè)計設(shè)計一個能夠輸出正弦波、三角波和矩形波的信號源電路，電路形式自行選擇。輸出信號的頻率可通過開關(guān)進行設(shè)定，具體要求如下：1 輸出信號的頻率范圍為100Hz2kHz，頻率穩(wěn)定度較高，2 步進為 100Hz。要求輸出是正弦波信號，信號無明顯失真。3 三角波和矩形波占空比連續(xù)可調(diào)。4 利用軟件示波器測量出其輸出頻率的上限和下限及其輸出電壓的范圍。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.4 頻率計設(shè)計設(shè)計一個能夠測量正弦波信號頻率的電路。具體要求如下：（1）測頻范圍為19999Hz，精度為

4、1Hz。 （2）用數(shù)碼管顯示測頻結(jié)果。 （3）當信號頻率超過規(guī)定的頻段時，設(shè)有超量程顯示。測試條件：在輸入信號峰值為 0.1V 的情況下測試。參考元器件：74HC160/161，74HC138，74HC00，74HC573，74HC393、TL082，CD4511，CD4060晶振等。3.5 紅外線控制自動水龍頭設(shè)計電路及軟件模擬。技術(shù)要求：1、用紅外線檢測，當有人手靠近（10cm）水龍頭時，自動出水；2、人手遠離水龍頭時停止出水；3、水龍頭采用由電子閥門控制的水龍頭。三、課程設(shè)計的內(nèi)容三、課程設(shè)計的內(nèi)容3.13.1 秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計。秒表數(shù)碼顯示電路數(shù)字秒表電路設(shè)計。數(shù)字式秒

5、表，必須有數(shù)字顯示。按設(shè)計要求，須用數(shù)碼管來做顯示器。題目要求最大記數(shù)值為 99 分 59.99 秒，那則需要六個數(shù)碼管。要求計數(shù)分辨率為 0.01 秒，那么我們需要相應(yīng)頻率的信號發(fā)生器。分頻電路有多種選擇方案，可以使用專用的分頻器，也可通過觸發(fā)器進行分頻，還可以用計數(shù)器分頻，本次設(shè)計中用 10 進制計數(shù)器 74HC160 對 1M Kz 進行分頻，因為精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)是取 10 000 分之一，所以使用了 4 個計數(shù)器，盡管用 74HC160 較多，有點浪費，但其在電路中的連接方式較為簡單。 74HC160 是同步十進制加法計數(shù)器，它有異步清零、同步置數(shù)等功能。設(shè)計

6、六進制加法計數(shù)器 ：使用 74LS160 芯片實現(xiàn)六進制加法計數(shù)器： 74160 從 0000 狀態(tài)開始計數(shù)，當輸入第 6 個 CP 脈沖（上升沿）時，輸出 Q3 Q2 Q1 Q0 0110，此時=0，反饋給端 CR 一個清零信號，立即使 Q3 Q2 Q1 Q0 返回 0000 狀態(tài)，接著,CR 端的清零信號也隨之消失，74160 重新從 0000 狀態(tài)開始新的計數(shù)周期。 反饋歸零邏輯為代碼中為 1 的 Q 相與非。設(shè)計 60 進制加法計數(shù)器 將兩個 74ls160 串聯(lián)，并在 0101 處得到清零信號設(shè)計 100 進制加法計數(shù)100 進制計數(shù)器完整電路：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-

7、專業(yè)3.2 音頻小信號前置放大電路設(shè)計。1）采用分立式元件前置放大級：以單端輸入雙端輸出且?guī)Ш懔髟吹牡牟顒臃糯箅娐纷鳛榈谝患?，以雙端輸入單端輸出的差動放大電路作為第二級。優(yōu)點：雙端輸出的差動放大電路利用其電路的高度對稱性以及局部交流負反饋可以很好的將共模干擾信號屏蔽。之后利用單端輸出的差動放大電路將雙端浮地輸出轉(zhuǎn)化為單端輸出。中間級：采用帶射極旁路電容的共射放大電路。優(yōu)點：共射放大電路具有良好的優(yōu)良的電壓放大和電流放大作用。輸出級：采用共集組態(tài)的射極輸出器電路。優(yōu)點：共集組態(tài)的射極輸出器具有高輸入電阻和低輸出電阻，可以很好地降低對前置級電路的負荷，并具有良好的帶負載能力。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你

8、奉上專心-專注-專業(yè)2）主體設(shè)計關(guān)于音頻小信號前置放大電路設(shè)計，現(xiàn)主要分為兩大部分。第一部分、高低通濾波電路考慮到音頻放大電路需要放大的頻率范圍為 20Hz-20kHz。因而決定在放大電路的前級加上濾波電路，將頻率高于 20kHz 以及低于 20Hz 的信號濾去。濾波電路選用二階壓控電壓源低通濾波電路和二階壓控電壓源高通濾波電路。第二部分、放大部分電路采用兩級 NE5532 放大電路。3）電路設(shè)計低通濾波電路部分電路圖理論計算：根據(jù)相關(guān)知識：該低通濾波電路的上限截止頻率的平方與 R1、R2、C1、C2 的乘積成反比。代入數(shù)據(jù)算得上限截止頻率為 12.5kHz。之所以調(diào)到這個值是因為在將電路組合

9、后能夠在 20kHz 后將增益衰減到 1000 倍以下。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)高通濾波電路部分：理論計算：經(jīng)過理論計算，該電路的下限截止頻率約為 20Hz。放大部分電路工作原理輸入信號由 C1 左端進入，經(jīng) C1 濾波后一部分經(jīng) 1M 電阻接地，這樣可以保證輸入電阻為 1M 。另一部分接入 NE5532 進行第一級放大，放大倍數(shù)由電阻 R3 和 R4 的倍數(shù)進行控制，第二級放大同理是由電阻 R5 和 R6 的倍數(shù)進行控制，其中 R3=R4=10k ,R5=R6=1500k ，每一級都可以放大 16 倍，兩級一共可以放大 256 倍左右，又因為濾波電路每級放大兩倍，總共放大倍

10、數(shù)達到 1024 倍，滿足放大倍數(shù)達到 1000 倍的要求，兩級放大之間的電容 C2 起到濾波作用，最后一級的輸出經(jīng)濾波電容 C3 后接 600 的電阻最后接地。這樣輸出電阻可以達到 600 。通頻帶由濾波電路控制在 20Hz-20kHz 之間，可以滿足條件。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)完整電路完整電路 10Hz 運行結(jié)果精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)完整電路 20Hz 運行結(jié)果完整電路 20kHz 運行結(jié)果精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)完整電路 30kHz 運行結(jié)果3.3 信號發(fā)生器設(shè)計方波 正弦波三角波 555 多諧振蕩器低通濾波器精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為

11、你奉上專心-專注-專業(yè)圖 1 方波、正弦波、三角波、信號器原理圖1.設(shè)計思路原理：首先由 555 定時器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生方波，然后由積分電路將方波轉(zhuǎn)化為三角波，最后用低通濾波器將方波轉(zhuǎn)化為正弦波，但這樣的輸出將造成負載的輸出正弦波波形變形，因為負載的變動將拉動波形的崎變。2.各組成部分的工作原理：方波發(fā)生電路的工作原理 如下圖方波發(fā)生電路 利用 555 與外圍元件構(gòu)成多諧振蕩器，來產(chǎn)生方波的原理。 用 555 定時器組成的多諧振蕩器如圖 2 所示。接通電源后，電容 C2 被充電，當電容C2 上端電壓 Vc 升到 2Vcc/3 時使 555 第 3 腳 V0 為低電平，同時 555 內(nèi)放電三

12、極管 T導(dǎo)通，此時電容 C2 通過 R2、R3 放電，Vc 下降。當 Vc 下降到 Vcc/3 時，V0 翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器 C2 放電所需的時間為 ： t= ( R2 +R3) C2ln2 當放電結(jié)束時，T 截止，Vcc 將通過 R1、R2、R3 向電容器 C2 充電，Vc 由 Vcc/3 上升到 2Vcc/3 所需的時間為 ：積分電路精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) tH= (R1+R2+ R3) C2ln2=0.7( R1+R2+ R3) C2 當 Vc 上升到 2Vcc/3 時，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，于是，在電路的輸出端就得到一個周期性的矩形波。其震蕩頻率為 ：

13、 f=1/（tL+tH）=1.43/(R1+2R2+2R3) C2 3.方波、三角波積分電路產(chǎn)生三角波RC 積分電路是一種應(yīng)用比較廣泛的模擬信號運算電路。在自動控制系統(tǒng)中，常用積分電路作為調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。此外，RC 積分電路還可以用于延時、定時以及各種波形的產(chǎn)生或變換。 由 555 定時器組成的多諧振蕩器輸出的方波經(jīng) C4 耦合輸出，如圖 3 所示為 RC 積分電路，再經(jīng) R 與 C 積分，構(gòu)成接近三角波。其基本原理是電容的充放電原理。4.三角波正弦波轉(zhuǎn)換電路的工作原理精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 4 三角波產(chǎn)生正弦波原理圖 PS:此采用低通濾波的方法將三角波變換為正弦波。圖中所需的

14、元件數(shù)值大小由計算得出。5.整體設(shè)計電路構(gòu)思 整體函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計電路如下：圖 5 設(shè)計總電路圖總電路圖的原理：555 定時器接成多諧振蕩器工作形式，CX 為定時電容，C2 的充電回路是 R1R3R2C2；CX 的放電回路是 CXR2R3IC 的 7 腳(放電管)。由于R2+R3R1，所以充電時間常數(shù)與放電時間常數(shù)近似相等，由 IC 的 3 腳輸出的是近似對稱方波。按圖所示元件參數(shù)，其頻率為 500Hz 左右，調(diào)節(jié)電位器 RP 可改變振蕩器精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)的頻率。方波信號經(jīng) R4、C4 積分網(wǎng)絡(luò)后，輸出三角波。三角波再經(jīng) R5、C5、R6、C6低通濾波電路，輸出近似的

15、正弦波。C7 是電源濾波電容。發(fā)光二極管 LED1 用作電源指示燈。6.實際操作過程為達成要求中的步進，故將 CX 設(shè)計成 20 個電容的串聯(lián)，以達到步進的目的，實際電路圖如下：輸出結(jié)果截圖：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)7.步進設(shè)計設(shè)計電路圖：采用電容串聯(lián)的形式達到步進的結(jié)果精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 起始 100Hz 步進 100Hz. 步進至 2000Hz3.4 頻率計設(shè)計 方案論證與比較： 利用石英振蕩器發(fā)生信號比較穩(wěn)定，但在仿真中難以實現(xiàn)。故選用 555 定時器555 定時器簡介：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

16、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、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內(nèi)部電路框圖如右圖所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準電壓 VCC /3 和 2VCC /3555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于 VCC /3，則比較

17、器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于 VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為低電平。它的各個引腳功能如下：1 腳：外接電源負端 VSS 或接地，一般情況下接地。2 腳：低觸發(fā)端 TR。3 腳：輸出端 Vo4 腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論 TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。5 腳：VC 為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉

18、上專心-專注-專業(yè)當該端不用時，應(yīng)將該端串入一只 0.01F 電容接地，以防引入干擾。6 腳：高觸發(fā)端 TH。7 腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。8 腳：外接電源 VCC，雙極型時基電路 VCC 的范圍是 4.5 16V，CMOS 型時基電路 VCC 的范圍為 3 18V。一般用 5V。在 1 腳接地，5 腳未外接電壓，兩個比較器 A1、A2 基準電壓分別為的情況下。表 1.21 555 定時器的功能表清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端 TRQ放電管 T功能0 xx0導(dǎo)通清零101x保持保持1101截止置 11001截止置 11110導(dǎo)通清零多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它

19、沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。接通電源后，輸出假定是高電平，則 T 截止，電容 C 充電。充電回路是 VCCR1R2C地，按指數(shù)規(guī)律上升，當上升到 2Vcc/3 時（TH、端電平大于 Vc） ，輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。Vo 是低電平，T 導(dǎo)通，C 放電，放電回路為 CR2T地，按指數(shù)規(guī)律下降，當下降到 Vcc/3 時（TH、端電平小于 Vc） ，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管 T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得輸出高電平時間 T=(R1+R2)

20、Cln2輸出低電平時間 T=R2Cln2振蕩周期 T=(R1+2R2)Cln21 1算法設(shè)計算法設(shè)計 頻率是周期信號每秒鐘內(nèi)所含的周期數(shù)值。第一個圖的方波頻率為 16Hz,第二個圖的方波頻率為 1 Hz，故而將 A 段設(shè)為閘門開的時段，A 段用 1 秒時間記錄待測的輸入脈沖數(shù)目，測試電路中設(shè)置一個閘門產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生脈沖寬度為 1s 的閘門信號。改閘門信號控制閘門電路的導(dǎo)通與開斷。讓被測信號送入閘門電路，當 1s 閘門脈沖到來時閘門導(dǎo)通，被測信號通過閘門并到達后面的計數(shù)電路（計數(shù)電路用以計算被測輸入信號的周期數(shù)） ，當 1s 閘門結(jié)束時，閘門再次關(guān)閉，此時計數(shù)器記錄的周期個數(shù)為 1s內(nèi)被測信

21、號的周期個數(shù)，即為被測信號的頻率。測量頻率的誤差與閘門信號的精度直接相關(guān)，因此，為保證在 1s 內(nèi)被測信號的周期量誤差在 10 量級，則要求閘門信號的精度為 10 量級。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2 2時基電路時基電路如圖，時基電路是由 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器振蕩周期 T=(R34+2R35)C4ln2=0.s頻率 f16Hz3 3分頻電路分頻電路由 5 個 D 觸發(fā)器級聯(lián)構(gòu)成分頻電路由于時基電路輸出方波信號為 16Hz，經(jīng)過五次分頻，f=0.5Hz25164放大電路放大電路在整形之前由于不清楚被測信號的強弱的情況。所以在通過整形之前通過放大衰減處理。當輸入信號電壓幅度

22、較大時，通過輸入衰減電路將電壓幅度降低。當輸入信號電壓幅度較小時，前級輸入衰減為零時若不能驅(qū)動后面的整形電路，則調(diào)節(jié)輸入放大的增益，時被測信號得以放大。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)函數(shù)信號發(fā)生器是信號源，理想運算放大器是放大電路的主體，信號通過運放被放大，輸入后面的整形電路。放大倍數(shù)=（24500+500）/500=50 倍5 5整形電路整形電路用斯密特觸發(fā)器作整形電路，將輸入波形整形成為方波輸出。由于輸入的信號可是正弦波，三角波。而后面的閘門或計數(shù)電路要求被測信號為矩形波，所以需要設(shè)計一個整形電路則在測量的時候，首先通過整形電路將正弦波或者三角波轉(zhuǎn)化成矩形波。6 6閘門電路閘門

23、電路通過 74LS00 來將輸入待測信號與 0.5HZ 的時基信號相與，實現(xiàn)一秒的計數(shù)，輸入后面的計數(shù)電路的脈沖輸入端。在閘門電路導(dǎo)通的情況下，開始計數(shù)被測信號中有多少個上升沿。在計數(shù)的時候數(shù)碼管不顯示數(shù)字。當計數(shù)完成后，此時要使數(shù)碼管顯示計數(shù)完成后的數(shù)字。7 7計數(shù)電路計數(shù)電路精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)該電路的計數(shù)電路是用十進制計數(shù)器 74HC160D-4V 級聯(lián)而成，總共用了四個，可實現(xiàn) 0 到 9999 的計數(shù)，該計數(shù)電路設(shè)計采用低級位的進位端做為高位的計數(shù)使能，四個計數(shù)器輸入相同的脈沖。160 譯碼器 A、B、C、D 端接地。ENT 接受上一級的進位信號，ENP 是使能

24、端，高電平有效，使譯碼器正常工作，LOAD 是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端，接 VCC。CLR 是復(fù)位端，由于軟件原因，經(jīng)一雙向開關(guān)，一端接地，一端接 VCC，起手動置零作用。CLK 是鎖存端，接受閘門電路的信號。QA、QB、QC、QD 分別接 4511BD 的 DA、DB、DC、DD傳遞信號。RCO 產(chǎn)生進位信號。8顯示線路顯示線路該電路的顯示采用共陰七段數(shù)碼管顯示，每個端口串連一個 220 歐姆的電阻，起限流作用。數(shù)碼管上端接地，使之能正常顯示數(shù)字。 總電路如下:精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)運行結(jié)果:3.5 紅外線控制自動水龍頭電路主要芯片介紹由 LM555 構(gòu)成的多諧振蕩器電路簡介1.多

25、諧振蕩器概述：多諧振蕩器是一種脈沖信號發(fā)生器，它具有兩個暫穩(wěn)態(tài)，工作時無需外加觸發(fā)信號，就能在這兩個暫穩(wěn)態(tài)之間連續(xù),自動的切換，產(chǎn)生一定頻率和一定脈寬的矩形脈沖信號。因所產(chǎn)生的矩形波中含有豐富的諧波分量，故名多諧振蕩器。2.外引線接圖:精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.工作原理：設(shè)接通電源前，電容電壓 C1=0V，電源接通后，由于 C1 不能突變，TR 端的電壓小于 V/3，S=1,R=0，所以輸出電壓為高電平，開關(guān)管 V 截止，電源 V 通過電阻 R1 和 R2 向電容 C1 充電，使得 U 按指數(shù)規(guī)律上升，知道 U 達到 2V/3 時截止。當U 小于 V/3 時，U0 又翻轉(zhuǎn)為

26、高電平，開關(guān)管 V 截止，電容又被充電，U 再次按指數(shù)規(guī)律上升。由 LM555 構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路簡介1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器概述：單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時一種常用的脈沖整形和變換電路。它只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，另外有一個暫穩(wěn)態(tài)。在外加觸發(fā)脈沖的作用下，它從穩(wěn)態(tài)進入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過一段時間 Tw 后，電路又自動返回穩(wěn)定狀態(tài)，其中暫穩(wěn)態(tài)的穩(wěn)定時間僅取決于電路本身的定時元器件參數(shù)。2.外引線連接圖：主要單元電路介紹：紅外線發(fā)射電路：該電路的核心器件是紅外線發(fā)光二極管 SE303。紅外線發(fā)光二極管由 GaAs 的 PN 結(jié)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)構(gòu)成，其發(fā)光波段處于可見光波段之外，因此不能在顯示中使用，一

27、般僅作為光信號傳輸之用。本電路的感應(yīng)裝置一般要求不可見，因此只能采用紅外線發(fā)光二極管作為感應(yīng)裝置。紅外線發(fā)射電路如圖所示：紅外線發(fā)光二極管正向電流不能超出其最大額定值，而作為感應(yīng)裝置則要求其具有較大的光輸出。一般利用其響應(yīng)速度快的特性，通過脈沖信號驅(qū)動來增大光輸出。因此電路前端需要一個脈沖信號電路，本電路采用的是由 NE555 集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器組成。其電路運行包括兩個過程：一是利用直流電源經(jīng)電阻和對電容的1R2R1C充電過程；二是電容經(jīng)電阻從 LM555 集成電路的 DIS 端的放電過程。通過這兩個1C2R過程的交替運行，就可以在 LM555 集成電路的輸出端 Q 產(chǎn)生出脈沖信號。其輸

28、出的高電頻時間：t=RCln3=1.1RC這樣輸出端 Q 輸出脈沖信號來控制紅外線發(fā)光二極管發(fā)射光脈沖，二極管 D1 起保護紅外線發(fā)光二極管的作用。3紅外線接收電路及信號放大電路該電路包含兩個部分：一是紅外線接收電路；二是信號放大電路。紅外線接收電路實際上就是一個硅光電池 2CR21。硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。它的結(jié)構(gòu)很簡單，核心部分是一個大面積的 PN 結(jié)，在光照條件下 PN 結(jié)兩端能產(chǎn)生電動勢，接上負載后就形成電流。硅光電池的原理是通過硅 PN 結(jié)的光伏效應(yīng)，使其具有按照光信號的強度產(chǎn)生出對應(yīng)電信號的特性，這稱為光敏器件。硅光電池的輸出特性分為恒流區(qū)和恒壓區(qū)，即其短路

29、電流與光強度成正比，其開路電壓隨光強度按指精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)數(shù)規(guī)律變化，由于其電流和光強度是線性關(guān)系，一般采用產(chǎn)生短路電流的方式來接收光信號。但由于軟件中沒有我們需要的硅光電池，所以這部分我們用開關(guān)代替接收到和沒有接收到兩種情況。紅外線接收電路及信號放大電路如圖所示： 硅光電池 2CR21 的輸出信號是一個十分微弱的信號，為了使后續(xù)電路能夠?qū)鈴娦盘栠M行處理，因此需要加入信號放大電路。4時間延遲電路由 LM555 集成電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路特性可知，輸出端 Q 輸出低電平。當由于人體或者物體的阻隔，沒有接收到紅外線脈沖時，前端電路沒有輸出電壓 V1，則 TRIG端輸入為零

30、，單穩(wěn)態(tài)電路接收到觸發(fā)信號，輸出端 Q 輸出為高電平并保持一段時間。延遲時間由可變電阻 R1 和電容 C1 的數(shù)值決定，通過調(diào)節(jié)可變電阻的大小，可以改變延遲時間的長短，以適合不同場合的應(yīng)用。5自動水龍頭開關(guān)電路由于電磁閥通過的是大電流、大功率，而直流電源一般無法提供很大的電流和功率，因此電磁閥需要交流供電，從而電路中的開關(guān)需要采用繼電器電路。而一般 NE555集成電路的輸出電流無法驅(qū)動繼電器，因此需要加入電流放大電路。時間延遲電路，自動水龍頭開關(guān)電路如圖所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 控制水龍頭的作用點為輸入端由高電平變?yōu)榈碗娖剑敵龆擞傻碗娖阶優(yōu)楦唠娖降乃查g，然后 555

31、定時器作用，5 秒后電容放電完成，開關(guān)重新斷開，水龍頭停止流水。 作用點如圖所示：電源電路:電源電路的設(shè)計可以采用兩種方法來實現(xiàn)：第一種方法是采用電池供電，需要注意的問題是選擇合適電池的指標參數(shù)與電路相匹配；第二種方法就是采用如圖 9 所示的電源電路。 電路直接從電網(wǎng)供電，通過變壓器電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)220V 交流電轉(zhuǎn)換為+12V 直流電壓。電路中的變壓器采用常規(guī)的鐵心變壓器，整流電路采用二極管橋式整流電路，C1、C2、C3 和 C4 完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來實現(xiàn)。設(shè)計模擬結(jié)果展示當由于人體或者物體的阻隔，沒有接收到紅外線脈沖時，前端電路沒有輸出電壓 V1，則 LM555 的 TRIG 端輸入為零，單穩(wěn)態(tài)電路接收到觸發(fā)信號，輸出端輸出為高電平并保持一段時間，使自動水龍頭開關(guān)電路有電流流過，當有電流驅(qū)動時，開關(guān)吸合，電磁閥通電，自來水流出；當沒有人體或者物體的阻隔時，LM555 的 TRIG 端輸入為 1，單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端輸出低電