電子控制教案

1、第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用電子控制系統(tǒng)的組成電子控制系統(tǒng)的組成 簡(jiǎn)單實(shí)用電路和電子元器件簡(jiǎn)單實(shí)用電路和電子元器件 多諧振蕩器的安裝和調(diào)試多諧振蕩器的安裝和調(diào)試 開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用一、電子控制系統(tǒng) 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用電子控制系統(tǒng)是通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)的。如電子調(diào)電子控制系統(tǒng)是通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)的。如電子調(diào)光系統(tǒng)，燈泡是被控對(duì)象，燈光的亮度是被控

2、量，光系統(tǒng)，燈泡是被控對(duì)象，燈光的亮度是被控量，我們通過(guò)控制器（調(diào)光電子電路）對(duì)燈泡進(jìn)行控制，我們通過(guò)控制器（調(diào)光電子電路）對(duì)燈泡進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)。 以電子技術(shù)為核心的控制系統(tǒng)叫做以電子技術(shù)為核心的控制系統(tǒng)叫做電子控制系電子控制系統(tǒng)統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，有電阻、電感、電容等元件和。在這個(gè)系統(tǒng)中，有電阻、電感、電容等元件和二極管、三極管、集成電路等電子元件，它們相互二極管、三極管、集成電路等電子元件，它們相互作用、相互依賴，形成一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)控制的目作用、相互依賴，形成一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)控制的目的。的。第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)

3、用 電子控制系統(tǒng)一般可分為輸入、控制（處理）和輸出三個(gè)基本的組成電子控制系統(tǒng)一般可分為輸入、控制（處理）和輸出三個(gè)基本的組成部分。用部分。用方框圖方框圖表示如下：表示如下： 電子控制系統(tǒng)的組成方框圖電子控制系統(tǒng)的組成方框圖信息信息控制（處控制（處理）部分理）部分輸入部分輸入部分輸出部分輸出部分被控對(duì)象被控對(duì)象第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用輸入部分：輸入部分：由各種傳感器組成，輸入信息可以有各種形式，可以是作用力，也由各種傳感器組成，輸入信息可以有各種形式，可以是作用力，也可以是溫度、濕度、磁場(chǎng)、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)的變化。可以是溫度、濕度、磁場(chǎng)、光照強(qiáng)度等環(huán)

4、境參數(shù)的變化。 控制（處理）部分：控制（處理）部分：一般由具有各種控制功能的電子電路（或微處理器）組成。一般由具有各種控制功能的電子電路（或微處理器）組成。它的作用相當(dāng)于人的大腦，對(duì)送入的電信號(hào)進(jìn)行比較、分析和處理并發(fā)出指令。它的作用相當(dāng)于人的大腦，對(duì)送入的電信號(hào)進(jìn)行比較、分析和處理并發(fā)出指令。 輸出部分：輸出部分：由電磁繼電器、晶閘管等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。輸出信號(hào)可以是位移，由電磁繼電器、晶閘管等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。輸出信號(hào)可以是位移，如電磁繼電器中銜鐵的運(yùn)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)等，也可以是聲音、光等，如揚(yáng)聲器中如電磁繼電器中銜鐵的運(yùn)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)等，也可以是聲音、光等，如揚(yáng)聲器中發(fā)出的音樂(lè)聲。輸出

5、部分相當(dāng)于人的手和足，它的作用是執(zhí)行處理部分的指令，進(jìn)發(fā)出的音樂(lè)聲。輸出部分相當(dāng)于人的手和足，它的作用是執(zhí)行處理部分的指令，進(jìn)行某種操作，實(shí)現(xiàn)某種功能。行某種操作，實(shí)現(xiàn)某種功能。 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用電子控制系統(tǒng)的工作過(guò)程如圖所示：電子控制系統(tǒng)的工作過(guò)程如圖所示：電子控制系統(tǒng)的基本組成部分電子控制系統(tǒng)的基本組成部分輸 入輸 入 : 采采集信息并集信息并轉(zhuǎn)化為電轉(zhuǎn)化為電信號(hào)信號(hào)控制（處理）控制（處理）:分析、比較和分析、比較和處理電信號(hào)并處理電信號(hào)并發(fā)出命令發(fā)出命令輸出輸出:執(zhí)行命令執(zhí)行命令被控被控對(duì)象對(duì)象電子控制系統(tǒng)工作過(guò)程電子控制系統(tǒng)工作過(guò)程信

6、息信息第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用二、簡(jiǎn)單實(shí)用電路的安裝與調(diào)試 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用1簡(jiǎn)單實(shí)用電路和一些常用的電子元器件。簡(jiǎn)單實(shí)用電路和一些常用的電子元器件。 不同的適用電路可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。常見的實(shí)不同的適用電路可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。常見的實(shí)用電路有很多，如多諧振蕩電路、觸發(fā)電路、存儲(chǔ)器用電路有很多，如多諧振蕩電路、觸發(fā)電路、存儲(chǔ)器和計(jì)數(shù)器等等。該類電路有各種不同的電子元件組成，和計(jì)數(shù)器等等。該類電路有各種不同的電子元件組成，有電阻、電容、二極管和三極管等等有電阻、電容、二極管和三極管等等 。第一節(jié)開環(huán)電

7、子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用多諧振蕩電路多諧振蕩電路 第一節(jié)第一節(jié) 開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用觸發(fā)電路觸發(fā)電路 可控硅觸發(fā)電路可控硅觸發(fā)電路第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用電阻器電阻器 電容器電容器 二極管二極管 三極管三極管 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用2多諧振蕩器的安裝和調(diào)試多諧振蕩器的安裝和調(diào)試 試驗(yàn)?zāi)康模涸囼?yàn)?zāi)康模喊惭b和調(diào)試一個(gè)多諧振蕩器安裝和調(diào)試一個(gè)多諧振蕩器 試驗(yàn)準(zhǔn)備：試驗(yàn)準(zhǔn)備：5V

8、電源，電阻電源，電阻4只（共只（共2種電阻值，大小在種電阻值，大小在300800之間），電容之間），電容4只（共只（共2種電容量，大種電容量，大小在小在0.1F10F之間），開關(guān)示波器，無(wú)源蜂鳴之間），開關(guān)示波器，無(wú)源蜂鳴器，電路試驗(yàn)板，器，電路試驗(yàn)板，CT74LS00 1只。只。 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用CT74LS00CT74LS00的引腳圖的引腳圖（1）安裝電路：）安裝電路： R1=R2 ，C1=C2 。CT74LS00的引腳圖的引腳圖 檢驗(yàn)各個(gè)元器件的質(zhì)量。檢驗(yàn)各個(gè)元器件的質(zhì)量。 按照上圖所示的電路在按照上圖所示的電路在試驗(yàn)板上搭接電路。試驗(yàn)

9、板上搭接電路。（2）調(diào)試電路：）調(diào)試電路： 在輸出端在輸出端A接示波器，觀察并記錄波形和周期。接示波器，觀察并記錄波形和周期。 在輸出端在輸出端A接無(wú)源蜂鳴器，聽聲音，接無(wú)源蜂鳴器，聽聲音， 更換兩只電阻，重復(fù)前面兩個(gè)步驟。更換兩只電阻，重復(fù)前面兩個(gè)步驟。 更換兩只電容，重復(fù)前面兩個(gè)步驟。更換兩只電容，重復(fù)前面兩個(gè)步驟。 試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)過(guò)程第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用試驗(yàn)記錄：試驗(yàn)記錄：記錄1： 記錄2： 試驗(yàn)總結(jié)：試驗(yàn)總結(jié)：試驗(yàn)過(guò)程中你所聽到的聲音有沒(méi)有變化？為什么？第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系

10、統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用三、開環(huán)控制系統(tǒng) 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用倘若電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的控制沒(méi)倘若電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的控制沒(méi)有影響，也就是被控量的變化不會(huì)引起控制量的改有影響，也就是被控量的變化不會(huì)引起控制量的改變，即沒(méi)有反饋，這種電子控制系統(tǒng)叫做變，即沒(méi)有反饋，這種電子控制系統(tǒng)叫做開環(huán)電子開環(huán)電子控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)。 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用交通燈（視頻）：交通燈（視頻）：紅綠燈信號(hào)時(shí)間是預(yù)先設(shè)定的，紅綠燈信號(hào)時(shí)間是預(yù)先設(shè)定的， 運(yùn)算器（控制運(yùn)算器（控制器）不考

11、慮交通實(shí)際情況的變化，按預(yù)先的設(shè)定，操縱各路口紅綠燈的器）不考慮交通實(shí)際情況的變化，按預(yù)先的設(shè)定，操縱各路口紅綠燈的“亮亮”、“滅滅”，以控制路口的交通狀況。，以控制路口的交通狀況。 自動(dòng)門（視頻）：自動(dòng)門（視頻）：下一時(shí)刻門是否打開與前一時(shí)刻門是否打開沒(méi)下一時(shí)刻門是否打開與前一時(shí)刻門是否打開沒(méi)有聯(lián)系。有聯(lián)系。第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用JN6201音樂(lè)集成電路的內(nèi)部有微處理器和很多個(gè)多諧振蕩器，這些多諧振蕩音樂(lè)集成電路的內(nèi)部有微處理器和很多個(gè)多諧振蕩器，這些多諧振蕩器具有不同的頻率。它

12、共有器具有不同的頻率。它共有4個(gè)輸入端口和個(gè)輸入端口和4個(gè)輸出端口，它們所對(duì)應(yīng)的引腳如圖個(gè)輸出端口，它們所對(duì)應(yīng)的引腳如圖所示：所示： 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用試驗(yàn)?zāi)康模赫{(diào)試試驗(yàn)?zāi)康模赫{(diào)試JN6201音樂(lè)集成電路音樂(lè)集成電路試驗(yàn)準(zhǔn)備：試驗(yàn)準(zhǔn)備：試驗(yàn)過(guò)程：試驗(yàn)過(guò)程：試驗(yàn)記錄：試驗(yàn)記錄：試驗(yàn)總結(jié)：試驗(yàn)總結(jié)： 音樂(lè)集成電路的知識(shí)拓展音樂(lè)集成電路的知識(shí)拓展 音樂(lè)集成電路是一種大規(guī)模的音樂(lè)集成電路是一種大規(guī)模的CMOS集成電路。集成電路。使用音樂(lè)集成電路，通過(guò)簡(jiǎn)單的外接電路即可獲得使用音樂(lè)集成電

13、路，通過(guò)簡(jiǎn)單的外接電路即可獲得簡(jiǎn)單的樂(lè)曲、語(yǔ)音或是各種模擬的聲響。音樂(lè)集成簡(jiǎn)單的樂(lè)曲、語(yǔ)音或是各種模擬的聲響。音樂(lè)集成電路價(jià)格便宜，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，耗電路價(jià)格便宜，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，耗電省，所以用途廣泛；在音樂(lè)門鈴、音樂(lè)賀年卡、電省，所以用途廣泛；在音樂(lè)門鈴、音樂(lè)賀年卡、音樂(lè)報(bào)時(shí)鐘、電話振鈴電路中都可見它的蹤影。音樂(lè)報(bào)時(shí)鐘、電話振鈴電路中都可見它的蹤影。 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用音樂(lè)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖大致如下：音樂(lè)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖大致如下： 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用電子門鈴知識(shí)電

14、子門鈴知識(shí) 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：（1）安裝一個(gè)電子門鈴控制系統(tǒng)。）安裝一個(gè)電子門鈴控制系統(tǒng)。（2）大人和小孩都能方便的使用。）大人和小孩都能方便的使用。（3）能夠辨別是大人還是小孩在按動(dòng)門鈴。）能夠辨別是大人還是小孩在按動(dòng)門鈴。 設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析：（1）可以選擇開環(huán)電子控制系統(tǒng)，它的被控）可以選擇開環(huán)電子控制系統(tǒng)，它的被控量

15、是量是“聲音聲音”，被控對(duì)象是揚(yáng)聲器。，被控對(duì)象是揚(yáng)聲器。（2）可以設(shè)置兩個(gè)輸入端，安裝兩個(gè)按鈕開）可以設(shè)置兩個(gè)輸入端，安裝兩個(gè)按鈕開關(guān)，這樣就可以分別供身高不同的大人和小孩方便關(guān)，這樣就可以分別供身高不同的大人和小孩方便地使用。地使用。（3）控制（處理）部分可以使用電子電路作）控制（處理）部分可以使用電子電路作為控制核心。為控制核心。 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)方案：（可以參考教材給出的方案，最好自己設(shè)計(jì)）（可以參考教材給出的方案，最好自己設(shè)計(jì)） 第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系

16、統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用設(shè)計(jì)和安裝開環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：設(shè)計(jì)和安裝開環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下： （1）依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，確定被控量）依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，確定被控量和被控對(duì)象。和被控對(duì)象。（2）根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當(dāng)）根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅?，確定控制（處理）部分使用的實(shí)用電的傳感器，確定控制（處理）部分使用的實(shí)用電路和元器件，選擇合適的執(zhí)行部件。路和元器件，選擇合適的執(zhí)行部件。第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用（3）參照相關(guān)資料，在輸入、控制（處理）參照相關(guān)資料，在輸入、控制（處理）和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設(shè)計(jì)或和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設(shè)計(jì)或改進(jìn)原有的電路。改進(jìn)原有的電路。（4）檢測(cè)元器件或?qū)嵱秒娐返馁|(zhì)量。）檢測(cè)元器件或?qū)嵱秒娐返馁|(zhì)量。（5）安裝電路，放置元器件，不要錯(cuò)接、虛）安裝電路，放置元器件，不要錯(cuò)接、虛焊，要注意對(duì)未使用的引腳的處理，注意接地。焊，要注意對(duì)未使用的引腳的處理，注意接地。（6）調(diào)試電路，檢測(cè)觸發(fā)電壓的大小。）調(diào)試電路，檢測(cè)觸發(fā)電壓的大小。 利用所給電子元件，設(shè)計(jì)制作一款電子