视力保护器电路设计 毕业设计.doc

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1、19年年年年年年年视力保护器电路设计摘要本设计主要实现测距报警、测光报警以及定时报警功能。利用超声波发射接收器、NE555、光敏电阻等元件组合成电路，来实现上述功能。通过超声波接收头对接受的超声波信号进行调制输出，所采用的是纯硬件电路，且分别对超声波接受与发射、NE555及光敏电阻的特性及各个功能进行分析，通过这些元件的组合来实现设计所需要的报警功能。该视力保护器实用、方便、功耗低、易于维护，并且具有保护使用者视力、预防近视的功能。关键词：视力保护器多功能超声波光敏电阻NE555报警功能2第页19目录第1章系统设

2、计电路方案论述11.1方案一11.2方案二11.3方案三1第2章电路设计分析52.1电路原理框图52.2电路设计原理图52.3电路总体工作原理及过程5第3章工作调试143.1调试14参考文献：16总结17致谢182第页19第一章系统设计电路方案论述1.1方案一由超声波发射振荡器、报警声振荡器和定时用振荡器、一个超声波接收放大器、一个光控电路和各功能的控制与指示电路组成。如图1为电路原理图1.2方案二本电路由两个定时器和晶振电路组成的多功能视力保护器电路。如图2电路原理图第19页191.3方案三本电路由CD4001

3、.4二2输入端或门集成电路、CD4011.4一2输入端与门集成电路和CD4060.4异或门集成电路组成。通过3只门电路中的各个门的组合，组成一个具有光强保护、光若保护和超时阅读保护为一体的多功能视力保护器电路。如图为电路原理图。第19页19第二章电路设计分析2.1电路原理框图视力保护器由测光电路、显示电路、报警电路、定时电路4个部分组成，如图4所示。2.2电路设计原理图第19页19本电路主要包含：该电路包括3个振荡器：（即超声波发射振荡器、报警声振荡器和定时用振荡器）、一个超声波接收放大器、一个光控电路和各功能的

4、控制与指示灯电路。1、测光电路本电路主要由光敏电阻器RG、电阻器R4、电容器C和IC2内部的与非门D8组成。（1）光敏电阻RG选用亮阻小于2kΩ、暗阻大于2MΩ的光敏电阻器。其工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接触引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度

5、。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子---空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，油光自己发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，

6、使用时既可加直流电压，也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。第19页19（2）测光电路原理分析本电路的工作原理是：当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加，使加在电容C上的风压上升，进而使可控硅的导通角增大，达到增大照明灯两端电压的目的。反之，若周围的光线变亮，则RG的阻值下降，导致可控制硅的导通角变小，照明灯两端电压也同时下降，使灯光变暗，从而实现对光照度的控制。如图7所示2.定时电路本电路主要有：定时控制电路由定时器集成电路NE555、电阻器R13、R14、电容器C9、C10。电位器

7、RP和IC2内部的与非门D9组成NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同：而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。第19页19NE555的特点有：只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，且其输出端的供给电流大，可直接推动各种自动控制的负载。它的操作电源范围极广，可与TTL，CMOC等逻辑闸配

8、合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。NE555引脚位配置说明如下：如图8所示Pin1（接地）-地线（或共同接地），通常被连接到电路共同接地。Pin2(触发点)–这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3VCC，下缘须低于1/3VCC。Pin3(输出)–当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1