電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程論文

1、.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程論文 題 目 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用 項(xiàng)目成員 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 學(xué) 院 完成日期 2014年12月26號(hào) 目錄1.延遲式門鈴的設(shè)計(jì)與仿真11.1 設(shè)計(jì)原理11.2 設(shè)計(jì)原理圖11.3 設(shè)計(jì)仿真11.4 面包板實(shí)現(xiàn)11.5 出現(xiàn)問題及解決方法12.光控防盜報(bào)警器22.1 設(shè)計(jì)原理22.2 設(shè)計(jì)原理圖22.3 設(shè)計(jì)仿真22.4 面包板實(shí)現(xiàn)22.5 出現(xiàn)問題及解決方法23.聲、光提示預(yù)防近視測光器33.1 設(shè)計(jì)原理33.2 設(shè)計(jì)原理圖33.3 設(shè)計(jì)仿真33.4 面包板實(shí)現(xiàn)33.5 出現(xiàn)問題及解決方法34.觸摸電子開關(guān)34.1 設(shè)計(jì)原理44.2 設(shè)計(jì)原理圖44.3 設(shè)計(jì)仿真44.4

2、面包板實(shí)現(xiàn)44.5 出現(xiàn)問題及解決方法45.停電自鎖開關(guān)55.1 設(shè)計(jì)原理55.2 設(shè)計(jì)原理圖55.3 設(shè)計(jì)仿真55.4 面包板實(shí)現(xiàn)55.5 出現(xiàn)問題及解決方法56.模擬電子蠟燭56.1 設(shè)計(jì)原理56.2 設(shè)計(jì)原理圖66.3 設(shè)計(jì)仿真66.4 面包板實(shí)現(xiàn)66.5 出現(xiàn)問題及解決方法6；.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程論文1.延遲式門鈴的設(shè)計(jì)與仿真1.1 設(shè)計(jì)原理本電路是一種具有延遲功能的電子門鈴。如圖1， 三極管VT1、VT2構(gòu)成一個(gè)延遲開關(guān)電路，當(dāng)開關(guān)S1被按下時(shí)，電源通過S1向電容C1充電，由于充電時(shí)間常數(shù)較小，C1兩端很快就充到電源電壓。VT1通過R1、S1獲得偏流，其發(fā)射極電流在電阻R2兩端產(chǎn)生壓降

3、，當(dāng)壓降大于0.7V時(shí)，VT2即開始導(dǎo)通，同時(shí)VT3、VT4組成的對(duì)稱型無穩(wěn)態(tài)自激多諧音頻振器得電開始工作，VT4集電極輸出方波音頻信號(hào)，經(jīng)R7加至功率放大管VT5的基極，經(jīng)VT5進(jìn)行功率放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器BP發(fā)聲。當(dāng)松開S1后，C1存儲(chǔ)的電荷就通過R1向VT1基極放電，使VT1、VT2繼續(xù)維持導(dǎo)通狀態(tài)，VT3、VT4振蕩器仍能維持振蕩，所以響聲仍能持續(xù)。當(dāng)C1電荷基本放完，VT1、VT2恢復(fù)截止，振蕩器停止，門鈴恢復(fù)到原來的禁止態(tài)。 1.2 設(shè)計(jì)原理圖 圖1 延遲式電子門鈴原理圖1.3 設(shè)計(jì)仿真 1.4 面包板實(shí)現(xiàn) 1.5 出現(xiàn)問題及解決方法1.一開始插板時(shí)按照書后面的裝配圖照著插，結(jié)果卻不能

4、出現(xiàn)現(xiàn)象，后來仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)是裝配圖中連接是錯(cuò)誤的而且面包板2325位之間沒有連通。后來按照原理圖核對(duì)后改過來就對(duì)了。2.接通電源，按下開關(guān)，能順利的第一次聽到“哧哧”的聲響。如果電路存在問題“哧哧”聲很小，頻率很低，更換了電阻R1大小，將頻率提高。2.光控防盜報(bào)警器2.1 設(shè)計(jì)原理本電路是一個(gè)光控式防盜報(bào)警器，如果把它放在抽屜里，當(dāng)抽屜被非法打開時(shí)，光敏電阻一旦見光，它就會(huì)發(fā)出“嗚喔！嗚喔！”的警報(bào)聲。電路圖如圖2所示。報(bào)警器由超低頻振蕩器、音頻振蕩器和光控開關(guān)三部分組成，晶體管VT2、VT3構(gòu)成互無穩(wěn)態(tài)多諧超低頻振蕩器，在電路通電后，VT2與VT3將輪流交替導(dǎo)通和截止。VT4、VT5構(gòu)成互

5、補(bǔ)型音頻振蕩器，振蕩頻率高低主要由VT4基極偏流電阻R5（或R6）和反饋電容C5的數(shù)值決定。當(dāng)VT3導(dǎo)通、VT2截止時(shí)，VT2集電極輸出高電平，VT3集電極輸出低電平，這時(shí)VD1正偏導(dǎo)通，使電阻R5接入電路，而VD2反偏截止，R6不起作用。由于R5阻止取得較大，所以VT4、VT5的振蕩頻率較低。當(dāng)VT2導(dǎo)通，VT3截止時(shí)，VD1反偏截止，VD2正偏導(dǎo)通，這時(shí)R6接入電路，R5不起作用。由于R6阻值較小，所以VT4、VT5振蕩頻率較高。當(dāng)VT2、VT3輪流導(dǎo)通與截止時(shí)，R5與R6就交替接入電路，揚(yáng)聲器BP就能發(fā)出類似警笛的雙音聲響。光敏電阻器RG等構(gòu)成光控開關(guān)。當(dāng)抽屜關(guān)閉時(shí)，光敏電阻RG無照射，

6、呈高電阻狀態(tài)，VT1截止，由VT2、VT3和VT4、VT5組成的兩個(gè)振蕩器均失電不工作，揚(yáng)聲器BP無聲。如果抽屜一旦被打開，RG見光后立即呈低電阻，VT1導(dǎo)通，兩個(gè)振蕩器得電起振，揚(yáng)聲器BP就發(fā)出報(bào)警聲響。電源開關(guān)S1是用于控制報(bào)警器工作與否，平時(shí)可以隱藏在暗處。在不需要防盜的時(shí)候，將S1斷開，需要報(bào)警時(shí)再接通。 2.2 設(shè)計(jì)原理圖 圖2 光控防盜報(bào)警器原理圖2.3 設(shè)計(jì)仿真2.4 面包板實(shí)現(xiàn) 2.5 出現(xiàn)問題及解決方法1、 做原理仿真時(shí)，斜線不會(huì)連接，后來大家都問過老師之后知道用shift+空格鍵就可以改變直線，變斜線。2、 仿真時(shí)三極管9012和9013要選擇相近的型號(hào)，開始試了很多次都不

7、對(duì)，不能發(fā)聲，后來同學(xué)們?cè)诓粩嗟膰L試中有人先找到合適的，然后大家都成功了。3、 插面包板時(shí)，第一次因?yàn)楣饷綦娮璨混`敏反應(yīng)很慢，換了一個(gè)光敏電阻就ok了。3.聲、光提示預(yù)防近視測光器3.1 設(shè)計(jì)原理 本電路是告誡人們光線太弱，不要再看書寫字，應(yīng)及時(shí)提高照明亮度。電路原理圖如圖3所示，光敏電阻RG與可變電阻RP1組成分壓器，分壓點(diǎn)接在三極管VT1的基極。當(dāng)環(huán)境光線較強(qiáng)時(shí)，RG阻值較小，分壓點(diǎn)即VT1的基極電平升高，VT1因此導(dǎo)通，綠色發(fā)光二極管LED1點(diǎn)亮發(fā)光。此時(shí)VT1的集電極為低電平，VT2截止，由VT3與VT4組成的互補(bǔ)振蕩器停振不工作，紅色發(fā)光二極管LED2也不亮。如果光線變暗，則RG阻值

8、變大，此時(shí)VT1基極電平下降，VT1由原來的導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，LED1熄滅，此時(shí)VT1集電極為高電平，VT2由R1獲得基極偏流而導(dǎo)通，其發(fā)射極電流經(jīng)R3注入VT3的基極，所以由VT3、VT4組成的振蕩器起振，揚(yáng)聲器BP就發(fā)出響亮的“嘟”報(bào)警聲，同時(shí)紅色發(fā)光管LED2點(diǎn)亮發(fā)光。3.2 設(shè)計(jì)原理圖 圖3 聲、光提示預(yù)防近視測光器原理圖3.3 設(shè)計(jì)仿真3.4 面包板實(shí)現(xiàn) 3.5 出現(xiàn)問題及解決方法在插板時(shí)遇到了問題，燈都不會(huì)亮，蜂鳴器也不會(huì)發(fā)聲。從頭到尾檢查連線，測電阻三級(jí)管等好幾遍，都沒有看出問題。后來林佳倩和黃亞芬做完自己的之后幫我檢查，每根線都先拔出再插，找到電容C2沒有接電，改完后現(xiàn)象可以了。4

9、.觸摸電子開關(guān)4.1 設(shè)計(jì)原理本電路由出發(fā)控制和控制執(zhí)行電路兩部分組成，電路原理圖如圖4所示：VT1、VT2、VT3、VT4和R1、R2、R3、R4等組成觸摸控制電路，當(dāng)用手觸摸電極M2時(shí)，人體的感應(yīng)信號(hào)經(jīng)過VT3放大后，使VT1導(dǎo)通，VT1集電極為低電平，VT4的基極也為低電平，故VT4截止，其集電極為高電平，VT5的基極也為高電平，故VT5導(dǎo)通，繼電器K吸合，常開觸點(diǎn)閉合，同時(shí)并接在繼電器K線圈兩端上的LED1也被點(diǎn)亮，指示開關(guān)處于吸合狀態(tài)。 當(dāng)用手觸摸電極M1時(shí)，人體感應(yīng)信號(hào)經(jīng)過VT2放大，使VT4導(dǎo)通，VT4集電極集電極為低電平，故VT5基極也處于低電平，VT5將處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器K

10、線圈將失電常開觸點(diǎn)將處于斷開狀態(tài)，LED1也將熄滅，指示開關(guān)處于斷開狀態(tài)。 4.2 設(shè)計(jì)原理圖 圖4 觸摸電子開關(guān)原理圖4.3 設(shè)計(jì)仿真 4.4 面包板實(shí)現(xiàn) 4.5 出現(xiàn)問題及解決方法1、 仿真時(shí)，這是第一次需要自己畫繼電器和觸摸電極器件。畫繼電器時(shí)因?yàn)槭堑谝淮?，用了很長時(shí)間去設(shè)置參數(shù)，擺放引腳，加入元件圖庫等。2、 面包板插線的時(shí)候，我總是搞不清楚5引腳的繼電器到底要如何插線，如何連接在電路中，雖然知道繼電器的工作原理，卻總是連不對(duì)，而同學(xué)們的連法各不相同，每個(gè)人都有自己的連法似的，最后，自己一個(gè)一個(gè)引腳畫出來，又在面包板上換來換去的嘗試，總算解決了繼電器連接問題。3、 插面包板時(shí)，發(fā)現(xiàn)后面

11、的裝配圖很亂，連線很多。自己按原理圖改進(jìn)了一下，有的元器件比如電容、電阻等直接插入接電源或者接地小孔，就省下了很多不必要的線，面包板顯得簡潔明了。5.停電自鎖開關(guān)5.1 設(shè)計(jì)原理停電之后，人們經(jīng)常忘記將本來的燈關(guān)上，使得來電后這些燈因無人值守而長明，造成了電能的浪費(fèi)，這里介紹的停電自鎖電路，能夠在停電之后自行鎖定在關(guān)閉狀態(tài)，從而避免了浪費(fèi)。電路原理圖如圖6所示。電路中的開關(guān)S1可以等效為墻壁上的機(jī)械開關(guān)。假設(shè)開關(guān)S1在停電時(shí)處于閉合狀態(tài)，當(dāng)電路重新上電后，與非門IC1A的輸入端第1腳為低電平，故IC1A輸出端第3腳將為高電平，此高電平送至另一與非門IC1D的輸入端第12腳。而此時(shí)由于D觸發(fā)器I

12、C2A的R1端（第4腳）接有RC清零復(fù)位電路，因此D觸發(fā)器的輸出端Q1（第1腳)，1端（第2腳）輸出高電平。此高電平又反饋到IC1D的另一輸入端第13腳，與IC1A輸出的高電平共同作用使得IC1D輸出低電平。這樣就使得D觸發(fā)器IC2A的Q1端輸出維持低電平。該低電平同時(shí)加至IC1C的一個(gè)輸入端第9腳，故IC1C的輸出端第10腳將輸出高電平，經(jīng)電阻R3加至PNP型三極管VT1的基極，VT1截止，繼電器K不吸合，發(fā)光二極管LED1熄滅，表示被控負(fù)載電燈處于關(guān)閉狀態(tài)。這時(shí)如果需要重新打電燈，首先需要再次按動(dòng)開關(guān)S1，使其先斷開，這時(shí)在上拉電阻R1的作用下，與非門IC1A的兩個(gè)輸入端的兩個(gè)輸入端第1腳

13、和第2腳均為高電平，故其輸出第3腳變?yōu)榈碗娖?，IC1D的輸出端第11腳跳變?yōu)楦唠娖?。而IC2A的D端（第5腳）接在高電平上，因此D觸發(fā)器IC2A的輸出將發(fā)生翻轉(zhuǎn)，Q1輸出變?yōu)楦唠娖剑?變?yōu)榈碗娖?，此低電平又加到ICID的輸入端第13腳，使得IC1D的輸出端第11腳維持高電平。這是由于ICB1的兩個(gè)輸入端第5腳和第6腳均為高電平，故其輸出端第4腳將為低電平，該低電平加至IC1C的輸入端第8腳.雖然此時(shí)D觸發(fā)器IC2A的Q1輸出端已經(jīng)翻轉(zhuǎn)到高電平狀態(tài)，但I(xiàn)C1C的輸出仍將維持高電平狀態(tài)，三極管VT1依然保持截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)再次按動(dòng)開關(guān)S1，使其處于閉合狀態(tài)時(shí)，IC1D的輸入端第5腳將變?yōu)榈碗娖?，輸出?/p>

14、第4腳變?yōu)楦唠娖?，IC1C的輸入端均為高電平，故IC1C的輸出端將變?yōu)榈碗娖?，三極管VT1導(dǎo)通，繼電器K吸合，發(fā)光二級(jí)管LED1點(diǎn)亮。接下來，由于IC1D已經(jīng)處于鎖定狀態(tài)，輸出端第11腳不再發(fā)生改變，D觸發(fā)器IC2A也就同時(shí)處于鎖定狀態(tài)，Q1輸出維持高電平，1輸出維持低電平，因此IC1C的輸出狀態(tài)將只由開關(guān)S1來控制，這樣開關(guān)S1的功能，就和普通開關(guān)一樣了。 5.2 設(shè)計(jì)原理圖圖6 停電自鎖開關(guān)原理圖5.3 設(shè)計(jì)仿真 5.4 面包板實(shí)現(xiàn) 5.5 出現(xiàn)問題及解決方法1、 本實(shí)驗(yàn)用到兩塊集成電路芯片4011和4013,4個(gè)與非門和D觸發(fā)器，又用到了我自己搞得不是很清楚的5腳繼電器，所以插板連線時(shí)用

15、了很多時(shí)間分析。2、 這個(gè)電路在畫PCB圖時(shí)，兩塊芯片是老師給的，需要添加元器件庫，開始也不會(huì)用，還是在陳夢(mèng)夢(mèng)的幫助下完成的。后來畫完P(guān)CB圖導(dǎo)入的時(shí)候，有三塊芯片導(dǎo)入，檢查之后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)?013兩塊芯片覆蓋在之前的PCB圖中了，重新導(dǎo)入后，用了自動(dòng)布線功能。6.模擬電子蠟燭6.1 設(shè)計(jì)原理 如圖7，本電路利用雙D觸發(fā)器4013中的一個(gè)D觸發(fā)器，接成R-S觸發(fā)器形式。接成電源后，R6，C3組成的微分電路產(chǎn)生一個(gè)高電平微分脈沖加到IC1的R1端，強(qiáng)制電路復(fù)位，Q1端輸出低電平，三極管VT4基極液位低電平，VT4截止，發(fā)光二級(jí)管LED1不發(fā)光。當(dāng)用光照射光敏電阻RG后,RG呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，三極管V

16、T1導(dǎo)通，產(chǎn)生的高電平脈沖加到4013的S1端，使Q1端翻轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。VT4導(dǎo)通，發(fā)光二級(jí)管LED1點(diǎn)亮，相當(dāng)于用火柴點(diǎn)亮蠟燭。此時(shí)及時(shí)光線離開光敏電阻RG,或者再次用光線照射光敏電阻RG,也不會(huì)使電路狀態(tài)發(fā)生改變，LED1依然維持點(diǎn)亮。當(dāng)用風(fēng)吹駐極話筒MIC時(shí)，駐極話筒輸出的音頻進(jìn)過C2加至VT2的基極，觸發(fā)VT2導(dǎo)通。因電阻R5的阻值比較大，故VT2的集電極電位降得很低，PNP型三極管VT3的基極電位也就很低，從而使VT3導(dǎo)通，高電平脈沖加到觸發(fā)器R1端。觸發(fā)器復(fù)位,Q1端由高電平變?yōu)榈碗娖?，VT4截止，發(fā)光二級(jí)管LED1熄滅，實(shí)現(xiàn)“風(fēng)吹火息”的仿真效果。 6.2 設(shè)計(jì)原理圖 圖7 模擬電子蠟燭原理圖6.3 設(shè)計(jì)仿真 6.4 面包板實(shí)現(xiàn) 6.5 出現(xiàn)問題及解決方法本電路的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是一開始接電源，相當(dāng)于點(diǎn)燃火柴，LED燈亮，將光敏電阻接