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时间:2018-10-25
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1、数字电子技术课程设计实验报告一、实验目的本产品具有机、电、声、光、磁结合的特点,通过制作本产品完成从仿真到安装实践的全程训练过程。由学生完成从电路原理仿真验证,到元器件检测、焊接、安装、测试产品的全过程,达到培养同学们工程实践能力的目的。二、工作原理生敏传感器放大单稳功放磁敏传感器红外线接受管电机1.基本框图2.555构成的单稳态触发电路的工作原理555定时器的功能主要由两个比较器C1和C2决定,比较器的参考电压由分压器提供,在电源和地之间加VCC电压,并让VM悬空时,上比较器C1的参考电压为2/3VC
2、C,下比较器C2为1/3VCC。2/3VCC1/3VCC单稳态触发器特点:·两个工作状态:稳态和暂稳态·在外界触发脉冲作用下,能从稳态翻转到暂稳态,在暂稳态维持一段时间后,在自动返回稳态。·暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数,与触发脉冲的宽度和幅度无关。a单稳态触发电路b工作波形暂稳态输出的宽度=RCln3≈1.1RC3.机器猫工作原理(1)该装置主要由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、触发电路、单稳态电路、开关组成。声敏元件麦克风V1与电阻R1、R2,组成声敏取样电路,主要是将声信号转变
3、为电信号,为单稳态电路提供触发信号。光敏三极管、干簧管可以将光信号、磁场信号转变为电信号,为单稳态电路提供触发信号。(2)声控工作原理平时,声敏元件麦克风V1没有声音激发时,其导电率很低,且呈高阻抗,使得Q1反偏截止,电源通过R10加在Q2的基极上Q2截至,IC1的2脚输入高电平,处于复位状态,3脚输出低电平,M1关断,则电机没有工作,机器猫保持静止状态。当声敏元件麦克风V1处在一定的声波之中时,其内部会产生一系列电子密度的变化,因而麦克风V1电阻变得很小。这时,声波检测信号通过C1直接耦合到Q1的基极
4、上而导通,并且反向,再通过C3直接耦合到Q2的基极,与通过R10的电压叠加变成高电平,Q2导通,使得ICI等元件组成的单稳态电路2脚输入从高电平跳变为低电平,IC1被触发翻转,3脚输出高电平,M1开通,电动机开始工作,机器猫便开始行走了,同时行走的时间将延长到单稳态触发器的延时时间。当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时,D2被导通,将直接加到Q3的基极上,Q3被导通,进而Q2被截止,IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。由于声波的延续,使得声敏元件麦克风V1连续不断地受到声波
5、的作用,则IC1的2脚会不断得到触发,3脚持续输出高电平,这时该电路将一直驱动电机M1工作,机器猫会持续行走,直到声波消失。(3)光控、磁控工作原理当光敏三极管或干簧管被激发时,他们可以直接将光信号、磁信号转变为电信号,使得IC1等元件组成的单稳态电路2脚由高电平跳变为低电平,从而IC1被触发翻转,3脚输出高电平,M1开通,电动机开始工作,机器猫便开始行走了,同时行走的时间将延长到单稳态触发器的延时时间。当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时,D2被导通,将直接加到Q3的基极上,Q3被导通,进而
6、Q2被截止,IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。由于光信号、磁信号的延续,使得光敏接收管和干簧管连续不断地受到光信号、磁信号的作用,则IC1的2脚会不断得到触发,且3脚持续输出高电平,这时该电路将一直驱动电机M1工作,机器猫会持续行走,直到光信号或磁信号消失为止。三、焊接与安装:(1)元器件检测全部元器件安装前必须进行测试(见下表1)。(2)印制板焊接按图8所示位置,将元器件全部卧式焊接(参见下图)注意二极管、三极管及电解电容的极性。<8mm(a)三极管(b)电解电容(c)二极管、电
7、阻图10表1元器件名称测试内容及要求电阻阻值是否合格二极管正向导通,反向截至。极性标志是否正确(注:有色环的一边为负极性)三极管判断极性及类型:8050、9014(D)为NPN型β值大于200。负正电解电容是否漏电漏电流小极性是否正确 极性正确光敏三极管(红外接收管)光敏三极管由两个PN结组成,它的发射极具有光敏特性。它的集电极则与普通晶体管一样,可以获得电流增益,但基极一般没有引线。光敏三极管有放大作用,如右图所示。当遇到光照时,C、E两极导通。测量时红表笔接C。干簧管(舌簧开关)由一
8、对磁性材料制造的弹性舌簧组成,密封于玻璃管中,舌簧端面互叠留有一条细间隙,触点镀有一层贵金属,使开关具有稳定的特性和延长使用寿命。当恒磁铁或线圈产生的磁场施加于开关上时,开关两个舌簧磁化,若生成的磁场吸引力克服了舌簧的弹性产生的阻力,舌簧被吸引力作用接触导通,即电路闭合。一旦磁场力消除,舌簧因弹力作用又重新分开,即电路断开。我们所用的干簧管属常开型。干簧管传感器麦克风(声敏传感器)正负麦克风是将感应到的声音或振动转化为电信号,外围负,用屏蔽
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