觸摸開關(guān)畢業(yè)設(shè)計

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請指正。觸摸開關(guān)的設(shè)計摘 要市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對開關(guān)的需求越來越高，開關(guān)的種類也因此越來越齊全。聲控開關(guān)、機(jī)械開關(guān)、光控開關(guān)等產(chǎn)品逐步進(jìn)入生活中。觸摸開關(guān)是一種新型的電子節(jié)能開關(guān)，可廣泛應(yīng)用于多層住宅和辦公室外的走廊、門廳、樓梯間、電梯間、過道等公共場所，也可以在家庭安裝。本次設(shè)計利用模擬電路和數(shù)字電路，以直流穩(wěn)壓電源電路、NE555單穩(wěn)態(tài)電路、JK觸發(fā)器電路和繼電器控制電路為核心設(shè)計觸摸開關(guān)。需要開關(guān)燈時，手指觸摸開關(guān)感應(yīng)區(qū)，電燈自動點亮，輸出一毫秒脈沖，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，電燈自動亮和滅。該操作簡單，使用節(jié)能，又沒有聲控開關(guān)有聲音就亮的弊端。本設(shè)計中電路部

2、分主要由NE555定時器，直流穩(wěn)壓電路和繼電器控制電路組成。具備以下功能特點：節(jié)約電能，無污染，安全可靠。關(guān)鍵詞：觸摸；脈沖；感應(yīng)ABSTRACTThe development of market economy, people to switch the demand is higher and higher, the types and therefore less switch is complete. Sonic switch, mechanical switch, optical switch etc. Product has gradually taken into life. T

3、ouch switch is a new type of electronic energy saving switch, can be widely used in multi-storey residential and office corridors outside, vestibular, stair, elevator, corridor in public places, also can be in home installation. This design using analog and digital circuit, in order to direct curren

4、t voltage-stabilized source circuit, NE555 single state circuit, JK flip-flop circuit delay touch switch and relay control circuit is designed.Need to be open to turn off the lights, finger touch switch induction area, the light automatic light up, a millisecond pulse output, the trigger, the lights

5、 on and off automatically.The operation is simple, the use of energy saving, and no voice control switch the disadvantages of a voice to shine.Mainly by NE555 timer, dc voltage regulator circuit and relay control circuit.Has the following functions: managing electric energy, no pollution, safe and r

6、eliable.Keywords: touch; pulse; induction目 錄引 言51 設(shè)計思路與方框61.1 設(shè)計思路61.2 方案設(shè)計62 系統(tǒng)組成與工作原理72.1 系統(tǒng)組成的總原理圖72.2 系統(tǒng)的工作原理73 元件選擇84 單元電路設(shè)計94.1 電源電路94.1.1 整流電路94.1.2 濾波電路114.1.3 穩(wěn)壓電路124.2 指示燈134.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路134.4 74LS112觸發(fā)器電路144.5 繼電器驅(qū)動電路145 PCB板電路制作156 仿真測試177 產(chǎn)品制作安裝與調(diào)試207.1 產(chǎn)品制作設(shè)計207.1.1 元件布局規(guī)則207.1.2 元件布線規(guī)則2

7、17.2元器件檢測217.3 原件安裝與硬件調(diào)試237.3.1 原件安裝237.3.2 硬件調(diào)試238 總結(jié)25致  謝26參考文獻(xiàn)27附 錄28附一 PCB圖28引 言照明開關(guān)電子化進(jìn)程是從公共照明的節(jié)電控制開始。適宜于門廳、樓梯和樓道中使用的觸摸式、感應(yīng)式、紅外線式和聲光控式延時自熄開關(guān)，使公共照明基本實現(xiàn)了“人來燈亮、人離燈熄”的自動控制，明顯改善了樓房的公共照明效果，還能大幅度節(jié)省公共照明用電，照明燈的實際使用壽命也明顯延長。這類開關(guān)是受到歡迎和推廣的。與公共照明開關(guān)相比，室內(nèi)用電子式開關(guān)的技術(shù)難度較大。研制確有實用價值的電子式室內(nèi)照明開關(guān)市場潛力可能更大。觸摸開關(guān)是一種節(jié)能

8、的開關(guān)控制器。輕觸開關(guān)比較適合樓梯走廊和室內(nèi)等處的燈光照明控制開關(guān)，輕觸開關(guān)只需輕觸以下開關(guān)就可控制燈的關(guān)和開，這樣可以起到節(jié)能的作用，所以在樓梯和走廊處用的比較多；觸摸開關(guān)現(xiàn)在也比較普遍，而且使燈光的控制更加方便，觸摸開關(guān)的發(fā)展方向主要是向智能化方向發(fā)展。1 設(shè)計思路與方框1.1 設(shè)計思路隨著社會的進(jìn)步，人類生活水平的不斷提高，各種電子開關(guān)出現(xiàn)，為了設(shè)計一款方便使用，簡單可靠的的單鍵觸摸開關(guān)，我特意選擇了觸摸開關(guān)作為我的課程設(shè)計課題。觸摸開關(guān)由電源電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，JK觸發(fā)器電路和繼電器驅(qū)動電路組成。首先人觸摸金屬片，接著產(chǎn)生一個干擾脈沖信號，輸入555芯片構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處理,然后

9、由74LS112翻轉(zhuǎn)，是否輸出高電平導(dǎo)通三極管，使燈泡或其他設(shè)備工作。1.2 方案設(shè)計方案設(shè)計圖1-2 方案圖此方案設(shè)計是首先觸摸信號輸入，給單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，就得到1ms脈沖輸出，然后得到一個下降沿脈沖給JK觸發(fā)器，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，生成高電平，驅(qū)動三極管VT，接著繼電器線圈通電，常開觸點閉合，照明燈亮。再摸一次，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又得到1ms脈沖輸出，并且把得到的的下降沿脈沖給JK觸發(fā)器，觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)，原來的高電平變成低電平，三極管截止，繼電器線圈失電，常開觸點斷開，燈滅。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、三極管和繼電器都要接控制電源。2 系統(tǒng)組成與工作原理2.1 系統(tǒng)組成的總原理圖M 圖2-1 原理圖2.2

10、系統(tǒng)的工作原理每觸摸一下金屬片M,獲得一個尖峰脈沖，就得到一個下降沿，經(jīng)過JK觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，得到一個高電平，三極管導(dǎo)通，線圈得電，開關(guān)閉合，燈亮。再摸一下金屬片M,獲得一個尖峰脈沖，又得到一個下降沿，經(jīng)過JK觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，原來的高電平變成低電平，三極管截止，線圈失電，開關(guān)斷開，燈滅。220V交流電經(jīng)過C1電容分壓，然后經(jīng)過D1、D2、D3、D4構(gòu)成的全波整流電路，輸出約12的電壓，加在濾波電容C2上，進(jìn)行濾波，經(jīng)過R1到9V穩(wěn)壓二極管，把大于9V的電壓穩(wěn)定在9V，再經(jīng)過C3濾除高頻率雜波，然后進(jìn)入三端穩(wěn)壓管W7805,輸出穩(wěn)定的正5V電壓，再經(jīng)C4進(jìn)一步濾除雜波，給555芯片構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

11、和74LS112JK觸發(fā)器提供穩(wěn)定的電源。這就是電源模塊電路，當(dāng)這個電路沒有故障時，經(jīng)R2限流分壓，電流流過發(fā)光二極管D6，此時D6點亮；若該電路出現(xiàn)故障，作為電源指示燈的發(fā)光二極管不亮，表明沒有電壓輸出。人體是帶靜電的，當(dāng)人體觸碰金屬片M，C5電容值受到干擾，干擾瞬間有個低電平脈沖，使由555芯片構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)輸出高電平，此時觸發(fā)器進(jìn)入暫態(tài)，然后使555芯片內(nèi)部的三極管導(dǎo)通，使與芯片第7腳相連的電容C6開始放電，使該腳電位拉低，第六腳電位也隨之被拉低，芯片里的三極管突然截止，然后電流通過R6開始向C6充電，充電的時間約等于1.1倍R6乘以C6，在這里充電時間約為1毫秒，C6充滿電時第

12、6腳電位升高，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出翻轉(zhuǎn)，這個時候得到一個下降沿脈沖，這個脈沖進(jìn)過限流電阻R4傳到74LS112的一個JK觸發(fā)器，2CP時鐘信號端,由于該觸發(fā)器第11腳2J和第12腳K端接高電平，該觸發(fā)器為T觸發(fā)器，它只具有翻轉(zhuǎn)功能。為了提高穩(wěn)定性，第10腳2SD和第15腳2RD接高電平強(qiáng)制置1，使T觸發(fā)器具有可靠的翻轉(zhuǎn)功能。當(dāng)2CP時鐘信號端,得到一個下降沿信號，JK觸發(fā)器2Q輸出端信號翻轉(zhuǎn)，由R5限流降壓后輸入到三極管導(dǎo)通或截止，圖中的K1繼電器的線圈得電或者失電。當(dāng)線圈得電，常開觸點閉合；當(dāng)線圈失電，常開觸點斷開，從而使接在220V的交流電燈泡發(fā)光或者熄滅。3 元件選擇（1）Q1選用9013型

13、等硅NPN小功率三極管，要求150。（2）整流橋D1、D2、D3、D4選用IN4007型等硅整流二極管。 （3）D5最好選用9V、1W穩(wěn)壓二極管。（4）R1用金屬電阻500歐；R2-R4為1000歐碳膜電阻，R5為500歐碳膜電阻。（5）C5為觸摸時安全隔離電容，以確保使用者的安全。C1為分壓電容。C2、C6為電解電容，耐壓值均為16V；電容值均為220微法；C3、C4為104瓷片電容，C7為103瓷片電容。C1用耐壓400600V的聚丙烯電容器，如CBB-400V、CBB-600V型等；（6）M可用面積為15mm×15mm左右的鍍錫鐵皮。元器件清單如下表所示：表3-1 元器件清單序

14、號名稱型號數(shù)量1電阻1k6個2瓷片電容1042個3電解電容16V 220uF2個4聚丙烯電容CBB-600V1個5整流二極管IN40074個6穩(wěn)壓二極管9V1個7三極管 NPN型90131個8繼電器5V1個9集成芯片NE555N1個10JK觸發(fā)器74LS1121個11照明燈220V1個4 單元電路設(shè)計 4.1 電源電路 此電源電路由整流二極管、分壓電容、電解電容、穩(wěn)壓二極管、三端穩(wěn)壓器、瓷片電容、電阻等組成，主要作用是給555芯片構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、74LS112JK觸發(fā)器、繼電器提供穩(wěn)定的電源。圖 4-1 電源電路4.1.1 整流電路整流二極管;它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二

15、極管內(nèi)部有一個PN結(jié)兩個引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的轉(zhuǎn)導(dǎo)性。一般來講，二極管是一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場。當(dāng)外加電壓等于零時，由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴(kuò)散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這就是常態(tài)下的二極管特性。 外加正向電壓時，在正向特性的起始部分，正向電壓很小，不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場的阻擋作用，正向電流幾乎為零，這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓以后，PN結(jié)內(nèi)電場被克服，二極管導(dǎo)通，電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使

16、用的電流范圍內(nèi)，導(dǎo)通時二極管的端電壓幾乎維持不變，這個電壓稱為二極管的正向電壓。反向性外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流，由于反向電流很小，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。擊穿外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞挥谰闷茐模诔烦饧与妷汉?，其性能仍可恢?fù)，否則二極管就損壞了。因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。二極管是一

17、種具有單向?qū)щ姷亩似骷?，有電子二極管和晶體二極管之分，電子二極管現(xiàn)已很少見到，比較常見和常用的多是晶體二極管。二極管的單向?qū)щ娞匦?，幾乎在所有的電子電路中，都要用到半?dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛?？偠灾?，整流二極管具有單向?qū)щ娦?，反向擊穿電壓高，工作過程中不被擊穿，正向壓降低，適用于整流電路。本設(shè)計電路中采用四個IN4007二極管，互相接成橋式結(jié)構(gòu)。利用二極管的電流導(dǎo)向作用，在交流輸入電壓U的正半周內(nèi)，二極管D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止，在負(fù)載RL上得到上正下負(fù)的輸出電壓；在負(fù)半周內(nèi)，正好相反，D1、D3截止，D2、D4導(dǎo)通，

18、流過負(fù)載RL的電流方向與正半周一致。因此，利用四個二極管，使得在交流電源的正、負(fù)半周內(nèi)，整流電路的負(fù)載上都有方向不變的脈動直流電壓和電流。圖 4-1.1 整流電路整流之后得到電壓電流如下波形:圖 4-1.2 整流后的電壓電流波形圖4.1.2 濾波電路利用儲能元件電容器C兩端的電壓不能突變的性質(zhì)，把電容C與整流電路的負(fù)載R并聯(lián)或串聯(lián)，就可以將整流電路輸出中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電。圖 4-1.2 濾波電路4.1.3 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管是一個特殊的面接觸型的半導(dǎo)體硅二極管，其V-A特性曲線與普通二極管相似，但反向擊穿曲線比較陡。穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū)，由于它在電路中與

19、適當(dāng)電陰配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用，故稱為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流很小。當(dāng)反向電壓增高到擊穿電壓時，反向電流突然增大，穩(wěn)壓管從而反向擊穿，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓的變化卻相當(dāng)小，利用這一特性，因此穩(wěn)壓管在電路到起到了穩(wěn)壓的作用。穩(wěn)壓管與其普通二極管不同之處在于反向擊穿是可逆性的。當(dāng)去掉反向電壓穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常，但如果反向電流超過允許范圍，二極管將會發(fā)熱擊穿，所以，與其配合的電阻往往起到限流的作用。三端穩(wěn)壓器是一種集成穩(wěn)壓電路，具有體積小，重量輕，安裝調(diào)試方便，可靠性高等優(yōu)點，由采樣電路、基準(zhǔn)電壓、比較放大器、調(diào)整管部分組成，而且還含有過流保護(hù)、過熱

20、保護(hù)等附加保護(hù)電路。它有輸入、輸出、公共（地）三個引出端下面這個圖具體是這樣實現(xiàn)功能的：由R1來的9V電壓經(jīng)過穩(wěn)壓二極管，把大于9V的電壓穩(wěn)定在9V，再經(jīng)過C3濾除高頻率雜波，然后進(jìn)入三端穩(wěn)壓管W7805,輸出穩(wěn)定的正5V電壓，再經(jīng)C4進(jìn)一步濾除雜波，給555芯片構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和74LS112JK觸發(fā)器提供穩(wěn)定的電源。圖4-1.3 穩(wěn)壓電路圖當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時，濾波電路輸出的直流電壓的幅值也將變化。因此，穩(wěn)壓電路的作用是將使整流濾波后的直流電壓基本上不隨交流電網(wǎng)電壓或負(fù)載的變化而變化。4.2 指示燈電源電路輸出5V電壓，加在電源指示燈電路上，經(jīng)過電阻R2分壓限流后，流經(jīng)發(fā)光二極

21、管D6，指示燈亮，表明電源電路正常。燈應(yīng)該叫發(fā)光二極管LED,并指出顏色圖4-2 指示燈電路4.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路 NE555構(gòu)成脈沖啟動型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它的2腳用做觸發(fā)端，低電平觸發(fā)有效，R6、C6決定輸出脈沖寬度，當(dāng)電路受觸發(fā)后，3腳輸出高電平，延時一個脈寬后恢復(fù)低電平。集成電路是塊觸發(fā)器，形成一個單穩(wěn)態(tài)電路。單穩(wěn)態(tài)電路的作用是對觸摸信號進(jìn)行脈沖展寬整形，保證每次觸摸動作都可靠。M是觸摸電極片，手指摸一下M，人體泄漏的交流電在c5上的壓降，3腳輸出一個脈沖，進(jìn)入JK觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫態(tài)，其輸出端Q即1腳由原來的低電平跳變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖浇?jīng)R6向c6充電，使4腳即R端電位上升，

22、當(dāng)上升到復(fù)位電平時，單穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位，1腳恢復(fù)低電平。所以每觸摸一次電極片M，3腳就輸出一個固定寬度的正脈沖。圖 4.3 555芯片電路4.4 74LS112觸發(fā)器電路 74LS112電路從單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器獲得下降沿脈沖信號，就翻轉(zhuǎn)一次，變成高電平，三極Q1導(dǎo)通，燈H亮，再獲得一次下降沿脈沖信號，又翻轉(zhuǎn)一次，變成低電平三極管Q1截止，燈H滅。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)JK觸發(fā)器的接法屬于T一撇觸發(fā)器，他的邏輯功能表 74LS112雙J-K觸發(fā)器的邏輯符號和J-K觸發(fā)器引腳功能分別如圖4-4.1,圖4-4.2所示： 圖4-4.1 雙J-K觸發(fā)器邏輯符號 圖4-4.2J-K觸發(fā)器引腳功能 圖 4-4.3 74LS112

23、電路圖4.5 繼電器驅(qū)動電路該電路為觸摸開關(guān)的驅(qū)動電路由一個電阻R5及一個三極管和一個繼電器組成。當(dāng)74LS112翻轉(zhuǎn)輸出高電平能驅(qū)動三極管導(dǎo)通以驅(qū)動繼電器線圈得電，常開觸點吸合，這樣就可以使燈泡或其他電器設(shè)備正常工作了。圖4-5 繼電器驅(qū)動電路圖（1）電磁繼電器的工作原理和特性 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原

24、來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。（2）三極管特性三極管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)（發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是正偏置)時，其c-e極間電壓很小，比PN結(jié)的導(dǎo)通電壓還要低(硅管在0.5V以下），c-e極間相當(dāng)于“短路”，即呈“開”的狀態(tài)。三極管在截止?fàn)顟B(tài)(發(fā)射結(jié)、集電結(jié)都是反偏置)時，其c-e極間的電流極小(硅管基本上量不到)，相當(dāng)于“斷開(關(guān))”的狀態(tài)。5 PCB板電路制作在已經(jīng)完成的原理圖里，進(jìn)行ERC電器規(guī)則檢查，然后從PCB封裝庫里找出所用原件的封裝名稱，填寫在每個元件屬性的Footprint選項里，如果沒有具體封裝，可以自己新建一個PCB元件進(jìn)行編輯。新

25、建PCB原理圖后，在Design里，導(dǎo)入Netlist網(wǎng)絡(luò)表，在保證所有封裝正確的情況下，生成如圖PCB初始圖。第二步是對元件的布局進(jìn)行調(diào)整，可以利用軟件本身自帶的自動布局進(jìn)行排布，也可以手動進(jìn)行排版。第三步是布局完成后，接下來是對元件的連線，連線前可對PCB板層進(jìn)行設(shè)置，在界面中右擊“規(guī)則”選項，單擊Routing Layers項，選擇單層布線、雙層布線或者更多，Protel中最多可設(shè)置為32層布線，在這個設(shè)計中，禁止了頂層布線，只留出了底層供布線使用。最后對已布局好的元件布線，得到圖如下:圖 5 .1 PCB圖做完P(guān)CB圖之后，利用軟件生成PCB背面組線圖，圖如下：圖5.2 PCB背面組線

26、圖用軟件生成的3D圖如下：圖5.3 PCB正面圖用軟件生成打印圖，然后將這個圖打印在紙上，把它剪成合適的尺寸，然后裁出一塊相應(yīng)大小的電路板，把打印好的圖紙放到電路板上，對齊，壓好，用電熨斗打印紙上的圖案轉(zhuǎn)印到覆銅板上，待冷卻后把圖紙輕輕撕開，這時候轉(zhuǎn)印紙上的圖案完全轉(zhuǎn)移到了覆銅板上。此時圖上的圖案也如下圖所示。把這塊覆銅板已備好的腐蝕液里腐蝕，這時候就能腐蝕成一塊電路板，但是這塊電路板還沒有打孔，需要拿去打孔工作。打孔的時候要用鉆孔機(jī)來鉆孔，鉆孔的大小應(yīng)該容得下元件引腳。此時，電路板生成。圖5.4 轉(zhuǎn)印圖 6 仿真測試6.1 系統(tǒng)電路仿真觸摸延時開關(guān)電路的仿真測試，是基于Multisim環(huán)境下

27、進(jìn)行仿真（元件選取如附錄所示），對系統(tǒng)做軟件仿真可以進(jìn)一步加深對系統(tǒng)功能的認(rèn)識。以下主要對系統(tǒng)電路，以及輸入信號、變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路仿真。各功能電路仿真測試，圖5-2.1為輸入信號仿真波形，輸入信號為完整的正弦波。經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后，波形依次如圖6-1.1、6-1.2、6-1.3、6-1.4、6-1.5所示圖6-1.1 輸入電壓仿真波形圖6-1.2 變壓電路仿真波形圖6-1.3 整流電路仿真波形圖6-1.4 濾波電路仿真波形圖6-1.5 穩(wěn)壓電路仿真波形7 產(chǎn)品制作安裝與調(diào)試7.1 產(chǎn)品制作設(shè)計7.1.1 元件布局規(guī)則(1) 按電路模塊進(jìn)行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為模塊

28、，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開。(2) 定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔等非安裝孔周圍1.27mm內(nèi)不得貼裝元件，螺釘?shù)劝惭b孔周圍3.5mm內(nèi)不得貼原器件。(3) 臥裝電阻、電感、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件體短路。(4) 元器件的外側(cè)距板邊的距離為5mm。(5) 貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm。(6) 金屬殼體元件與金屬件不能與其他殼體相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應(yīng)大于2mm；定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側(cè)距板邊的尺寸應(yīng)大于3mm。(7) 發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均勻分布。(8) 電源插座

29、要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布置在同側(cè)。(9) 所有IC元件單邊對齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個，出現(xiàn)兩個方向時，兩個方向互相垂直。(10) 板面布線應(yīng)疏密得當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時應(yīng)以網(wǎng)狀填充，網(wǎng)格大于8mil。(11) 貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。(12) 貼片單端對齊，字符方向一致，封裝方向一致。(13) 有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo)示方向一致。7.1.2 元件布線規(guī)則(1) 畫定布線區(qū)域距PCB板邊<1mm的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍1mm內(nèi)，禁止布線。(2) 電源線應(yīng)盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；模擬

30、信號線寬不應(yīng)低于12mil；CPU入出線不應(yīng)低于10mil；線間距不應(yīng)低于10mil。(3) 正常過孔的焊盤不應(yīng)低于30mil；孔徑不低于14mil。(4) 雙列直插：焊盤60mil；孔徑40mil。(5) 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。7.2元器件檢測（1）三極管的判別方法： 基極的確定：先用任意一支萬用表筆，設(shè)為黑點，任某個電極不動，再用另一支表筆紅色分別去點其它兩個極，如果分別點測兩次中，其阻值相同，則黑表筆點的為基極（；若只有一次有阻值，或兩次都沒有阻值，說明急木找到； 在確定基極過程中，兩次測量阻值中，兩次測量阻值不相等，阻值大的為發(fā)射極，阻值小的為集

31、電極。（2）電子元器件的極性：電解電容上標(biāo)有白色箭頭的一極是負(fù)極；玻璃封裝二極管上標(biāo)有黑色環(huán)的一端，塑料封裝二極管上標(biāo)有白色環(huán)的一端為負(fù)極；某些三極管的管腳上非標(biāo)準(zhǔn)排列，在其外殼的柱面上用紅色點表示發(fā)射極等。（3）發(fā)光二極管的判測：由于“二極管”擋能夠提供3V、1mA的電源，所以可直接測光管（LED）的正向?qū)▔航?，一般顯示在2V以下，同時管子會發(fā)出微光；反向顯示為“1”。紅色LED導(dǎo)通壓降約為1.759V橙色LED為1.686V，綠色LED為1.767V。指針式萬用表由于使用1.5V電池，故不能測量發(fā)光二極管。（4）電位器的檢測：檢查電位器時，首先要轉(zhuǎn)動旋柄，看看旋柄轉(zhuǎn)動是否平滑，開關(guān)是否靈

32、活，開關(guān)通、斷時“喀噠”聲是否清脆，并聽一聽電位器內(nèi)部接觸點和電阻體摩擦的聲音，如有“沙沙”聲，說明質(zhì)量不好。用萬用表測試時，先根據(jù)被測電位器阻值的大小，選擇好萬用表的合適電阻擋位，然后可按下述方法進(jìn)行檢：A 用萬用表的歐姆擋測“1”、“2”兩端，其讀數(shù)應(yīng)為電位器的標(biāo)稱阻值，如萬用表的指針不動或阻值相差很多，則表明該電位器已損壞。B 檢測電位器的活動臂與電阻片的接觸是否良好。用萬用表的歐姆檔測“1”、“2”(或“2”、“3”)兩端，將電位器的轉(zhuǎn)軸按逆時針方向旋至接近“關(guān)”的位置，這時電阻值越小越好。再順時針慢慢旋轉(zhuǎn)軸柄，電阻值應(yīng)逐漸增大，表頭中的指針應(yīng)平穩(wěn)移動。當(dāng)軸柄旋至極端位置“3”時，阻值

33、應(yīng)接近電位器的標(biāo)稱值。如萬用表的指針在電位器的軸柄轉(zhuǎn)動過程中有跳動現(xiàn)象，說明活動觸點有接觸不良的故障。（5）穩(wěn)壓二極管的檢測方法：穩(wěn)壓二極管的外形與普通小功率整流二極管的外形基本相似。當(dāng)其殼體上的型號標(biāo)記清楚時，可根據(jù)型號加以鑒別。當(dāng)其型號標(biāo)志脫落時，可使用萬用表電阻擋很準(zhǔn)確地將穩(wěn)壓二極管與普通整流二極管區(qū)分開來。具體方法是：首先利用萬用表R×1K擋，按前述方法把被測管的正、負(fù)電極判斷出來。然后將萬用表撥至R×10K擋上，黑表筆接被測管的負(fù)極，紅表筆接被測管的正極，若此時測得的反向電阻值比用R×1K擋測量的反向電阻小很多，說明被測管為穩(wěn)壓管；反之，如果測得的反向電

34、阻值仍很大，說明該管為整流二極管或檢波二極管。這種判別方法的道理是，萬用表R×1K擋內(nèi)部使用的電池電壓為1.5V，一般不會將被測管反向擊穿，使測得的電阻值比較大。而R×10K擋測量時，萬用表內(nèi)部電池的電壓一般都在9V以上，當(dāng)被測管為穩(wěn)壓管，切穩(wěn)壓值低于電池電壓值時，即被反向擊穿，使測得的電阻值大為減小。但如果被測管是一般整流或檢波二極管時，則無論用R×1K擋測量還是用R×10K擋測量，所得阻值將不會相差很懸殊。注意，當(dāng)被測穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值高于萬用表R×10K擋的電壓值時，用這種方法是無法進(jìn)行區(qū)分鑒別的。（6）三極管的判測方法：首先將萬用表打到

35、測試二極管端，用萬用表的紅表筆接觸三極管的其中一個管腳，而用萬用表另外的那支表筆去測試其余的管腳，直到測試出如下結(jié)果：如果三極管的黑表筆接其中一個管腳，而用紅表筆測其它兩個管腳都導(dǎo)通有電壓顯示，那么此三極管為PNP三極管，且黑表筆所接的腳為三極管的基極B，用上述方法測試時其中萬用表的紅表筆接其中一個腳的電壓稍高，那么此腳為三極管的發(fā)射極E，剩下的電壓偏低的那個管腳為集電極C。如果三極管的紅表筆接其中一個管腳，而用黑表筆測其它兩個管腳都導(dǎo)通有電壓顯示，那么此三極管為NPN三極管，且紅表筆所接的腳為三極管的基極B，用上述方法測試時其中萬用表的黑表筆接其中一個腳的電壓稍高，那么此腳為三極管的發(fā)射極E

36、，剩下的電壓偏低的那個管腳為集電極C。電容利用數(shù)字萬用表也可觀察電容器的充電過程，這實際上是以離散的數(shù)字量反映充電電壓的變化情況。設(shè)數(shù)字萬用表的測量速率為n次/秒，則在觀察電容器的充電過程中，每秒鐘即可看到n個彼此獨立且依次增大的讀數(shù)。根據(jù)數(shù)字萬用表的這一顯示特點，可以檢測電容器的好壞和估測電容量的大小。下面介紹的是使用數(shù)字萬用表電阻檔檢測電容器的方法，對于未設(shè)置電容檔的儀表很有實用價值。此方法適用于測量0.1F幾千微法的大容量電容器。將數(shù)字萬用表撥至合適的電阻檔，紅表筆和黑表筆分別接觸被測電容器Cx的兩極，這時顯示值將從“000”開始逐漸增加，直至顯示溢出符號“1”。若始終顯示“000”，說

37、明電容器內(nèi)部短路；若始終顯示溢出，則可能時電容器內(nèi)部極間開路，也可能時所選擇的電阻檔不合適。檢查電解電容器時需要注意，紅表筆（帶正電）接電容器正極，黑表筆接電容器負(fù)極。7.3 原件安裝與硬件調(diào)試7.3.1 原件安裝元器件安裝時采用電烙鐵手工焊接方法將元件按電路圖焊接，安裝時應(yīng)注意：本設(shè)計中的照明電路，整流電路，指示燈，延時電路以及觸發(fā)電路中的元件都應(yīng)合理布局。避免焊接時交叉短路以及確保電路板美觀程度。焊接時不要直接焊接芯片，注意錫的用量、確保焊點光滑整潔，節(jié)約資源以及焊接時間不要太長，以免燒壞元器件。7.3.2 硬件調(diào)試萬能線路板元件連接成功后，發(fā)現(xiàn)本電路出現(xiàn)以下故障：故障一：人體觸摸后電路沒有反應(yīng)，電燈不亮。分析：用萬用表測量各點電壓，發(fā)現(xiàn)各點電壓均正常，懷疑觸發(fā)信號過小電路無法觸發(fā)工作。解決方案：在555的2腳加入C1815的三極管（放大人體觸發(fā)電流）后電路觸發(fā)能工作，電燈發(fā)亮。故障二：排除故障一后，發(fā)現(xiàn)人體觸摸觸發(fā)端，電路延時一分鐘左右后繼電器有動作，但是電路仍然工作，電燈依然發(fā)亮。分析：繼電器動作，但是電路仍