一、开换电子控制系统的设计和应用

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1、第五章第一节《开环电子控制系统的设计和应用》班级姓名学号【学习目标】1.掌握设计开环电子控制系统的一般步骤（确定被控对象和输出量→选择传感器、控制器、执行器→设计输入电路→设计输出电路→选择合适的接口电路→安装电路，处理好多余引脚→调试电路，检查触发电压）；2.能用数字集成电路（NE555）设计和安装简单的开环电子控制电路，并进行调试。【学习过程】一、体验开环电子控制系统的设计过程任务：设计一个水箱水位报警电路，当实际水位低于设定下限时，报警器报警；当实际水位达到设定上限时，报警器不报警。（一）确定开环电子控制系统方框图的基本组成提示1：请先确定该控制系统的被控对象、输

2、出量以及输入量，然后选择合适的输入元件、输出元件。输入量输入元件控制元件输出元件（执行器）被控对象输出量（二）了解控制元件输入与输出的关系提示2：回顾NE555芯片2、6脚与3脚之间的关系，完成下表。4脚2脚6脚3脚0任意任意11101保持（三）设计输入电路提示3：如下四种水位采集电路，你觉得哪些可以为我们所用？说明理由。4（四）设计输出部分，并画出完整的电路原理图。要求：选择图1所示的水位采集电路，然后根据输入电路和控制元件，完成输出部分的设计。提示：我们选择的被控对象是5v的直流有源蜂鸣器（长脚为正），其工作电压：3.5v～5.5v；工作电流<25mA。【补充】接口

3、电路从控制器送出的指令，有时需要进行功率放大，才能确保用电器正常工作。我们把控制器（触发器）与被控对象（蜂鸣器）之间的这个三极管电路称为接口电路。比如，CD4011的输出电流很小，无法驱动继电器有效吸合，就需要借助三极管提供更大的电流，如图所示。有时，从传感器采集到的信号是模拟信号，需要转换成数字信号，也需要在传感器与控制器之间加接口电路，如图所示。4（五）搭接电路提示4：1.检查电源模块是否安装正确（+极连面包板上的红线，-极连面包板上的蓝线）；2.检查电源电压是否为5v；（用多用电表测试：黑表笔接电源负极，红表笔接电源正极）3.将NE555跨槽装在面包板上，且半圆缺

4、口朝左，接好8脚和1脚；4.安装电路的输入部分和输出部分。【补充】面包板内部结构（六）调试电路提示5：（1）分析理想的实验效果应该是怎样的，然后测试，完成下表。情况2脚（v）6脚（v）3脚（v）蜂鸣器（响/不响）备注当水位低于下限探头时当水位升至上、下限探头之间时当水位达到上限探头时当水位降至上、下限探头之间时当水位低于下限时（2）选用的下拉电阻的阻值为Ω。（3）如果调试失败，分析失败的原因，并提出解决办法。二、总结设计开环电子控制系统的基本步骤和注意事项4三、巩固练习1.利用NE555设计一个窗户防盗报警电路：当窗户被非法撬开时，报警器报警；当窗户关闭时，报警器不报警

5、。2.利用NE555设计一个温度报警电路：当实际温度≤20℃时，报警器报警；当实际温度高于20℃时，报警器不报警。4