簡易窗簾設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)

1、0 / 17 文檔可自由編輯打印摘摘 要：要：.3一、設(shè)計(jì)思想及要求：一、設(shè)計(jì)思想及要求：.3二、設(shè)計(jì)方法：二、設(shè)計(jì)方法：.41、原理示意圖.42、元器件介紹.53、光電開關(guān)：.64、555 時(shí)基電路.75、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：.96、電源電路：.10三、目標(biāo)設(shè)置三、目標(biāo)設(shè)置.131、具體功能模塊、具體功能模塊.13四、簡易窗簾自動(dòng)開閉系統(tǒng)實(shí)際中調(diào)整與改進(jìn)及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用背景四、簡易窗簾自動(dòng)開閉系統(tǒng)實(shí)際中調(diào)整與改進(jìn)及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用背景.14五、五、 總結(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)總結(jié)設(shè)計(jì)體會(huì).15簡易窗簾自動(dòng)開閉電路圖簡易窗簾自動(dòng)開閉電路圖.16參考文獻(xiàn).16附錄附錄.17元件清單.171 / 17 文檔可自由編輯打印主要內(nèi)容主

2、要內(nèi)容1閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)。2學(xué)習(xí) protel 軟件的使用。3學(xué)會(huì)整理和總結(jié)設(shè)計(jì)文檔報(bào)告。4學(xué)習(xí)如何查找器件手冊及相關(guān)參數(shù)。技術(shù)要求技術(shù)要求1.要求電路能夠通過感應(yīng)裝置，檢測到光線的強(qiáng)弱。2.要求電路根據(jù)光線的強(qiáng)弱，自動(dòng)將窗簾打開和關(guān)閉。3.要求電路能夠在窗簾接觸到邊沿時(shí)，自動(dòng)切斷電源。主要參考資料主要參考資料1何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，2001 年 6 月2姚福安，電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001 年 10月3王澄非，電路與數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐，東南大學(xué)出版社，1999 年 10月4李銀華，電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005 年 6月5康華光，電子技術(shù)

3、基礎(chǔ)，高教出版社，20036. 查閱相關(guān)電子設(shè)計(jì)內(nèi)容科技期刊等文獻(xiàn)資料及瀏覽相關(guān)網(wǎng)站摘摘 要要隨著電子制作知識(shí)的不斷增加和電子制作過程中經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，發(fā)現(xiàn)在電子制作及調(diào)試過程中，特別是在數(shù)字電子技術(shù)的制作過程中，對 555 的學(xué)習(xí)和了解特把學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際，進(jìn)一步加深理解。我們知道，555 時(shí)基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。555 電路在應(yīng)用和工作方式上一般可歸納為 3 類。2 / 17 文檔可自由編輯打印每類工作方式又有很多個(gè)不同的電路。在實(shí)際應(yīng)用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個(gè)單穩(wěn)、多個(gè)雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無穩(wěn)，雙穩(wěn)和無穩(wěn)的組合等

4、。這樣一來，電路變的更加復(fù)雜。為了便于我們分析和識(shí)別電路，更好的理解 555 電路，我簡單用單穩(wěn)態(tài)制作的自動(dòng)門簾控制電路希望通過該電路的應(yīng)用加深對 555 的理解。一、設(shè)計(jì)思想及要求一、設(shè)計(jì)思想及要求1.要求電路能夠通過感應(yīng)裝置，檢測到光線的強(qiáng)弱。2.要求電路根據(jù)光線的強(qiáng)弱，自動(dòng)將窗簾打開和關(guān)閉。3.要求電路能夠在窗簾接觸到邊沿時(shí)，自動(dòng)切斷電源。3 / 17 文檔可自由編輯打印二、設(shè)計(jì)方法二、設(shè)計(jì)方法1、原理示意圖、原理示意圖 原理圖：原理圖： 原理：原理：交流 220V 電壓經(jīng)變壓器降壓、整流橋整流、7812 穩(wěn)壓和 C7、C6、C5，C8 濾波后，產(chǎn)生 12V 直流電壓，供給 IC1、IC

5、2 和光控電路。清晨，光敏電阻 VTL 在自然光線的照射下導(dǎo)通，使 IC1 的 2 腳和晶體管 VT 的基極為低電平，VT 截止，IC1 內(nèi)部的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器動(dòng)作（變?yōu)闀悍€(wěn)態(tài)），其 3 腳輸出高電平，IC2 的 2 腳為高電平，3 腳為低電平。電動(dòng)機(jī) M 正轉(zhuǎn)，將窗簾拉開。當(dāng)窗簾拉開到位后，IC1 又由暫穩(wěn)態(tài)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)，其 3 腳恢復(fù)為低電平，使電動(dòng)機(jī) M 停轉(zhuǎn)。旁晚光線暗淡時(shí)，VTL 截止，IC1 因 2 腳為高電平而不能被觸發(fā)，其 3 腳為低電平。VT 因基極變?yōu)楦唠娖蕉鴮?dǎo)通，其集電極電壓下降，4 / 17 文檔可自由編輯打印使 IC2 的 2 腳產(chǎn)生低電平觸發(fā)電壓，IC2 內(nèi)部的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

6、翻轉(zhuǎn)，由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀簯B(tài)，3 腳輸出高電平，使電動(dòng)機(jī) M 反轉(zhuǎn)，窗簾開始閉合。窗簾閉合到位后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復(fù)為穩(wěn)態(tài)，IC2 的 3 腳變?yōu)榈碗娖剑妱?dòng)機(jī) M 停轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)電位器 RPl 和 RP2，可以改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。在陰雨天時(shí)，由于光線較弱，可以直接改用手動(dòng)控制，操作如下：K1 一 K3 為手動(dòng)按鈕。采用手動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)將 K3 關(guān)斷，使光控電路失效。按動(dòng) K1 時(shí)，IC1 觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī) M 正轉(zhuǎn)，將窗簾拉開；按動(dòng) K2 時(shí)，IC2 觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī) M 反轉(zhuǎn)，將窗簾拉起。2 2、元器件介紹、元器件介紹R1、R2 均選用 1/4W 碳膜電阻器；B3 選用 1/2W 金屬膜電阻器。RPl、

7、RP2 均選用小型膜式線性電位器。C1、C4、C7 和 C8 均選用耐壓值為 25V 的鋁電解電容器；C2、C3 選用滌綸電容器或獨(dú)石電容器,C5 和 C6 用陶瓷電阻 104。VTL 選用 3DU 系列的光敏電阻；VT 選用 S9014 型號(hào)的硅 NPN 型晶體管。IC1 和 IC2 選用 NE555變壓器可選用單輸出 22015V;整流橋可用四個(gè) 4007 穩(wěn)壓二極管組成5 / 17 文檔可自由編輯打印穩(wěn)壓管用 7812Kl、K2 均選用微型按鈕；K3 選用自鎖動(dòng)斷型按鈕3 3、光電開關(guān)：、光電開關(guān)：光電開關(guān)是一種利用感光元件對變化的入射光加以接收, 并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換, 同時(shí)加以某種形式的放

8、大和控制, 從而獲得最終的控制輸出“開”、 “關(guān)”信號(hào)的器件。上圖為典型的光電開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。是一種反射式的光電開關(guān), 它的發(fā)光元件和接收元件的光軸在同一平面且以某一角度相交，交點(diǎn)一般即為待測物所在處。 當(dāng)有物體經(jīng)過時(shí), 接收元件將接收到從物體表面反射的光, 沒有物體時(shí)則接收不到。透射式的光電開關(guān), 它的發(fā)光元件和接收元件的光軸是重合的。 當(dāng)不透明的物體位于或經(jīng)過它們之間時(shí), 會(huì)阻斷光路, 使接收元件接收不到來自發(fā)光元件的光, 這樣起到檢測作用。6 / 17 文檔可自由編輯打印光電開關(guān)的特點(diǎn)是小型、高速、非接觸, 而且與 TTL、 MOS 等電路容易結(jié)合。此類傳感器目前也多為開關(guān)量傳感器，輸出的為

9、 1，0 開關(guān)量信號(hào)，可以和單片機(jī)直接連接使用。光電開關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動(dòng)化包裝線及安全裝置中作光控制和光探測裝置?？稍谧钥叵到y(tǒng)中用作物體檢測， 產(chǎn)品計(jì)數(shù), 料位檢測，尺寸控制，安全報(bào)警及計(jì)算機(jī)輸入接口等用途。4 4、555555 時(shí)基電路時(shí)基電路555 時(shí)基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。它設(shè)計(jì)新穎，構(gòu)思奇巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設(shè)計(jì)人員和電子愛好者的青睞，人們將其戲稱為偉大的小 IC。1972 年，美國西格尼蒂克斯公司)研制出 NE555 雙極型時(shí)基電路，設(shè)計(jì)原意是用來取代體積大,定時(shí)精度差的熱延遲繼電器等機(jī)械式延遲器。但該器件投放市場后，人們發(fā)現(xiàn)

10、這種電路的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原設(shè)計(jì)的使用范圍，用途之廣幾乎遍及電子應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，需求量極大。美國各大公司相繼仿制這種電路 1974 年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上將兩個(gè)雙極7 / 17 文檔可自由編輯打印型 555 單元集成在一起，取名為 NF556。1978 年美國英特錫爾公司研制成功 CMOS 型時(shí)基電路 ICM555 1CM556,后來又推出將四個(gè)時(shí)基電路集成在一個(gè)芯片上的四時(shí)基電路 558 由于采用 CMOS 型工藝和高度集成，使時(shí)基電路的應(yīng)用從民用擴(kuò)展到火箭、導(dǎo)彈,衛(wèi)星,航天等高科技領(lǐng)域。在這期間，日本、西歐等各大公司和廠家也競相仿制、生產(chǎn)。盡管世界各大半導(dǎo)體或器件公司、廠家都在生產(chǎn)各

11、自型號(hào)的 555556 時(shí)基電路，但其內(nèi)部電路大同小異，且都具有相同的引出功能端。555 時(shí)基集成電路的工作原理與應(yīng)用 ： 555555 定時(shí)器定時(shí)器555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于 VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則

12、 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。1、555 定時(shí)器有兩個(gè)閥值電平，分別是 1/3Vcc 和 2/3Vcc；2、輸出端是低電平時(shí)三極管 TD導(dǎo)通，7 叫輸出低電平；輸出端為高電平時(shí)三極管截止，如果 7 腳接一個(gè)上拉電阻，7 腳輸出為高電平，所以 7 叫接一個(gè)上拉電阻時(shí)，輸出狀態(tài)與 3 相同。8 / 17 文檔可自由編輯打印5 5、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：555 定時(shí)器主要由比較器、觸發(fā)器、反相器和三個(gè) 5K 的電阻組成的分壓器等部分構(gòu)成，電路如下：555 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖9 / 17 文檔可自由編輯打印6 6、電源電路：、電源電路

13、：電源電路的設(shè)計(jì)可以采用兩種方法來實(shí)現(xiàn)，第一種方法是采用電池供電，需要注意的問題是選擇合適電池的指標(biāo)參數(shù)與電路相匹配。第二種方法是采用如下圖所示的電路，直接有電網(wǎng)供電，通過變壓器電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中的 220V 交流電轉(zhuǎn)化為+12V 直流電壓。電路中的變壓器采用常規(guī)的鐵芯變壓器，整流電路10 / 17 文檔可自由編輯打印采用二極管橋式整流電路，C5、C6、C7 和 C8 完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來實(shí)現(xiàn)11 / 17 文檔可自由編輯打印高壓交流電轉(zhuǎn)變低壓直流電路圖高壓交流電轉(zhuǎn)變低壓直流電路圖12 / 17 文檔可自由編輯打印電源原理圖電源原理圖三、目標(biāo)設(shè)置三、目標(biāo)設(shè)

14、置1、具體功能模塊、具體功能模塊13 / 17 文檔可自由編輯打印四、簡易窗簾自動(dòng)開閉系統(tǒng)實(shí)際中調(diào)整四、簡易窗簾自動(dòng)開閉系統(tǒng)實(shí)際中調(diào)整與改進(jìn)及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用背景與改進(jìn)及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用背景 在實(shí)際中，簡易窗簾開閉系統(tǒng)制作比較簡單，只要按圖安裝，理論上能達(dá)到預(yù)期目的，但在實(shí)際中需根據(jù)需要合理調(diào)整， （對可調(diào)電阻 RP1 和 RP2 的調(diào)節(jié)，以便控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）調(diào)試成功后方可使用。此電路可用到家庭或商店、教室等室內(nèi)場所時(shí)，可把系統(tǒng)安裝到窗簾上側(cè)，把光敏電阻延伸到窗外陽光照射的地方，用玻璃隔著，以防落入過多塵土。當(dāng)出現(xiàn)陰雨天氣時(shí)，可換用手動(dòng)這樣可以彌補(bǔ)以上不足。由于整個(gè)系統(tǒng)所用地方比較小，方便室內(nèi)使用，不影響室

15、內(nèi)整體布局，并且電源供給可以直接運(yùn)用家庭電源。因此這可以作為室內(nèi)簾子系統(tǒng)不錯(cuò)的選擇。隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和美觀化，自動(dòng)化，因此作為社會(huì)的基本單元家庭的設(shè)計(jì)和布局問題就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的機(jī)械式門簾已經(jīng)不能適應(yīng)人們的需要，也跟不上社會(huì)的潮流。此外，該系統(tǒng)也以其價(jià)格低廉、體積小等特點(diǎn)而有明顯的優(yōu)勢從而會(huì)受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 14 / 17 文檔可自由編輯打印五、五、 總結(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)總結(jié)設(shè)計(jì)體會(huì) 通過設(shè)計(jì)自動(dòng)門簾開閉電路，讓我深刻意識(shí)到科技就是力量，科技在身邊的應(yīng)用，很多東西并不像我們想的那么遙遠(yuǎn)。在這次設(shè)計(jì)電路中，我個(gè)人感受是：通過對任務(wù)書的閱讀和理解，并要慎重考慮到實(shí)際應(yīng)用中的可行

16、性，總體要考慮很多，不是簡單幾塊。比如說：開始才得到這個(gè)課題時(shí)，我認(rèn)為不是很簡單嗎？只要一個(gè)光敏電阻和一個(gè)電機(jī)不就行了嗎，把電源打開，陽光照射進(jìn)來，電路導(dǎo)通，電機(jī)把簾子拉上去不就可以了?？墒亲屑?xì)一想，不對，簾子上去了，怎么下來，用手拉嗎？那不是又回到以前了，也不是自動(dòng)的了，于是又想一下再怎樣解決下拉簾子的問題，要不再加一個(gè)電機(jī)，再做一個(gè)和以上一樣的系統(tǒng)，接著問題又出來了，怎樣讓它啟動(dòng)，不讓其和另外的電機(jī)起沖突，又想用單刀雙擲開關(guān)控制，接著老問題又出現(xiàn)，取消。有想兩個(gè)電機(jī)，一個(gè)在室內(nèi)一個(gè)在室外，晚上主人回來，開燈，室內(nèi)的導(dǎo)通，簾子拉下來，白天的陽光照射，室外導(dǎo)通，簾子拉上去?？墒沁€有一個(gè)問題是：

17、怎樣才能是蓮子拉上去或者拉下來后，電機(jī)能停止轉(zhuǎn)動(dòng)。于是又想在簾子頂部和底部接一導(dǎo)線使它能輪換控制開關(guān)的通斷，這個(gè)和樓上、樓下的樓梯燈系統(tǒng)有點(diǎn)相似。最后能實(shí)現(xiàn)，可是比較麻煩，里面最初的設(shè)想還有用聲控系統(tǒng)，但是晚上如果有聲音，將是非常麻煩，于是放棄。最后聽同學(xué)說555，才忽然想起 555 不就能解決這個(gè)問題嘛，于是通過查余額相關(guān)資料，以及運(yùn)用網(wǎng)上資料，又通過整理，驗(yàn)證，考慮實(shí)際生活中的安全問題，終于調(diào)試出來，最后是布局和刷 PCB 板，由于銅敷面板沒有找到，所以改用萬用板做出來，經(jīng)過調(diào)試能夠正常工作。 15 / 17 文檔可自由編輯打印簡易窗簾自動(dòng)開閉電路圖簡易窗簾自動(dòng)開閉電路圖 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1，何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，2001 年 6 月2，姚福安，電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001 年 10月3，王澄非，電路與數(shù)學(xué)邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐，東南大學(xué)出版社，1999 年 10月4，李銀華，電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005 年 6月5，康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，高教出版社，20036家用電子設(shè)計(jì) 200 例。 16 / 17 文檔可自由編輯打印 附錄附錄元件清單元件清單：簡易窗簾自動(dòng)開閉電路元件清單簡易窗簾自動(dòng)開閉電路元件清單符符