项目一机器猫产品的设计、组装与调试.doc

《项目一机器猫产品的设计、组装与调试.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机器猫的设计、组装与调试1．认识机器猫产品，掌握声控、光控、磁控传感器原理，了解传感器基础知识2．掌握555定时器以及构成的单稳态触发电路的工作原理以及分析方法3．掌握利用Multisim软件完成原理图设计与仿真的方法4．掌握利用ProtelSE软件设计产品PCB板的方法5．了解电路板制作工艺、掌握电路板的安装工艺6．掌握产品整机装配与调试方法认识机器猫产品一、任务目标与要求1．知识目标：555定时器以及构成的单稳态触发电路的工作原理2．能力目标：了解机器猫产品的机、电、声、光、磁结合的特点，掌握机器猫的工作原理的分析方法。二、任务实施步骤及工艺要求1．产品简介机器猫产品如图1-1所示，它具有

2、机、电、声、光、磁结合的特点，当外界发出拍手声、或者用磁铁靠近猫的尾部、或者用手电筒照射猫的眼睛，机器猫均会自动行走一段距离，然后自动停下，当再次有声、光、电触发时又会重复上述过程。图1-1机器猫产品外形图图1-2机器猫电路原理图2．工作条件图1-2所示为机器猫的电路图，它是声控、光控、磁控机电一体化电动玩具。主要工作原理：利用555构成的单稳态触发器，在三种不同的控制方法下，均给以低电平触发，促使电机转动，从而达到了机器猫停—走的目的。即：拍手即走、光照即走、磁铁靠近即走，但都只是持续一段时间后就停会下，再满足其中一条件时将继续行走。麦克风S1，接收声控信号，其中R4为麦克风提供工作电压，C

3、1为耦合电容提供交流通路；S2为红外接收管，接收红外信号；S3为干簧管，接收磁控信号；R、LED、V为红外发射装置，发射红外信号；R1、R2、R5、Q1为交流小信号放大电路，C3为耦合电容提供交流通路；R3、R7、R10、Q2为开关电路，提供IC1的2脚输入脉冲；R6、C5为单稳电路的定时元件；C2为控制端5接地电容；C6电源滤波电容R8、Q4、Q5、M1负载输出电路，D1续流二极管保护M1；D2、C4、R9、Q3为稳态期间防止第二个脉冲进入；K1、Vcc为整机提供4.5V电源。3．555定时器介绍和构成的单稳态触发电路的工作原理（1）555定时器逻辑符号和引脚排列555定时器逻辑符号如图1-

4、3所示，引脚排列如图1-4所示。图1-1555的逻辑符号图1-2555的引脚排列（2）引脚功能555定时器引脚功能如下：1脚（GND）：接地。2脚Vi2（）（THR）：低电平触发端，简称低触发端，标志为。3脚VO（OUT）：输出端。4脚（RST）：复位端。5脚VM(CON)：控制电压端。6脚Vi1（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。7脚Dis：放电端。8脚Vcc：电源。4．555定时器内部电路分析（1）分压器分压器由三个等值的电阻串联而成，将电源电压VCC分为三等分，作用是为比较器提供两个参考电压UR1、UR2，若控制端5悬空或通过电容接地，则：UR1=2/3VCC，

5、UR2=1/3VCC。若控制端5外加控制电压，则：UR1=，UR2=1/2。（2）比较器比较器是由两个结构相同的集成运放C1和C2构成，C1用来比较参考电压UR1和高电平触发端电压UTH：当UTH>UR1，集成运放C1输出Uo1=0；当UTHUR2，集成运放C2输出Uo2=1；当

6、触发器输出端控制。当=1时，放电管导通，放电端Q'通过导通的三极管为外电路提供放电的通路；当=0，放电管截止，放电通路被截断。图1-5为555定时器结构框图。图1-1555定时器结构框图（5）功能规律高电平触发端电压UTH，低电平触发端电压，1、1出0；0、0出1；0、1不变。5．单时基双极型国产5G555定时器实例其功能如表1-1所示。表1-1555定时器功能表输出放电0××××××0与地导通1>2/3VCC（1）>1/3VCC（1）01010与地导通1<2/3VCC（0）>1/3VCC（1）11××保持原状态不变保持原状态不变1<2/3VCC（0）<1/3VCC（0）10101与地断开6．

7、555构成的单稳态触发电路的工作原理用555定时器组成的单稳态触发器电路如图1-6所示。其工作原理如下：（1）t0~t1稳态输入脉冲信号u1，加在置位控制输入端2号引脚上，平时为高电平。在电路接通电源后，有一个进入稳态过程，即电源通过R向电容C充电，当其上电压uC≥2/3Vcc，则6号引脚状态为1，而u1的2号引脚状态也为1，则输出为0，放电管T导通，电容上电压uC通过7号引脚放电，使6号引脚状态