第十三課開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和應用

目前一頁\總數(shù)二十三頁\編于七點一開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和應用學習目標1.能用數(shù)字集成電路等安裝簡單的實用電路，并進行調試。2.能應用該電路設計和安裝開環(huán)控制系統(tǒng)。目前二頁\總數(shù)二十三頁\編于七點用數(shù)字集成電路等可以安裝許多實用電路。這些實用電路具有通用性強、電路穩(wěn)定性好的特點。利用實用電路可以設計和安裝有趣、簡易的開環(huán)電子控制系統(tǒng)。目前三頁\總數(shù)二十三頁\編于七點簡單實用電路的安裝與調試不同的實用電路可以實現(xiàn)不同的功能。常見的實用電路有很多，如多諧振蕩電路、觸發(fā)電路、存儲器和計數(shù)器等。下面我們以制作一個多諧振蕩器為例，說明怎樣制作簡單實用的電路。目前四頁\總數(shù)二十三頁\編于七點簡單實用電路的安裝與調試

多諧振蕩器是能自動產生周期性脈沖的自激振蕩器，常用來作為脈沖信號源。脈沖的周期由電路中的電容C和電阻R確定。目前五頁\總數(shù)二十三頁\編于七點開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和安裝試驗目的:安裝和調試一個音頻振蕩電路。

目前六頁\總數(shù)二十三頁\編于七點音頻振蕩電路的調試這是一個振蕩電路，合上開關時，通過30k電阻和電位器向0.1μF電容器充電，充電到一定時，兩個三極管導通，有電流流過喇叭，由于喇叭上端電位升高，電容器開始放電，并反向充電，導致兩只三極管截止，喇叭中電流截止，接著電容器又開始正向充電，如此反復，喇叭中出現(xiàn)斷續(xù)的聲音。

目前七頁\總數(shù)二十三頁\編于七點開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和安裝調試過程：改變振蕩頻率1．調節(jié)47k電位器可改變振蕩頻率；2．30k電阻換成68k或l00k振蕩頻率降低（聲音變沉）；3．30k電阻換成l0k或5.lk振蕩頻率加快（聲音變尖）；4．0.1μF電容器換成0.2μF或0.47μF，振蕩頻率降低；5．0.1μF電容器換成002μF，振蕩頻率加快。目前八頁\總數(shù)二十三頁\編于七點問題:試驗過程中你所聽到的聲音有無變化？如果有變化，產生這種變化的原因是什么？目前九頁\總數(shù)二十三頁\編于七點小結:電容或電阻增大，振蕩頻率降低；電容或電阻減小，振蕩頻率加快。如果把電路中的電容換成10μF或100μF，會產生怎樣的結果？目前十頁\總數(shù)二十三頁\編于七點小資料計數(shù)器：能統(tǒng)計時鐘脈沖數(shù)的部件，在電子控制系統(tǒng)中可用來實現(xiàn)順序控制、定時或延時等。存儲器：由觸發(fā)器或其他存儲元件構成的存儲陣列，用來存放數(shù)據(jù)和指令。目前十一頁\總數(shù)二十三頁\編于七點電子門鈴的設計及其應用在前面幾章中，我們曾經接觸過具有一定實用價值的開環(huán)電子控制系統(tǒng)。例如，在第一章第一節(jié)制作的磁控報警器模型，在第四章第二節(jié)搭接的能控制電動機并報警的電路。下面制作電子門鈴為例，介紹開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計與安裝。目前十二頁\總數(shù)二十三頁\編于七點簡單的電子門鈴設計合上開關，喇叭無聲。按下電鍵，喇叭發(fā)出尖叫聲，并慢慢衰減下去到無聲。若在蜂嗚器上并聯(lián)一只0.02或0.lμF電容器，音調就會改變。目前十三頁\總數(shù)二十三頁\編于七點電子門鈴的設計及其應用設計和制作具有不同功能的電子門鈴，可以滿足人們不同的需求。案例：張大伯有一個剛上小學一年級的小孫子明明，每次回家時總要敲門，有時大伯大媽在屋里面沒聽見，常常急得他在門外啼哭。目前十四頁\總數(shù)二十三頁\編于七點[設計要求](1)安裝一個電子門鈴控制系統(tǒng)。

(2)大人和小孩都能方便地使用。

(3)能辨別是大人還是小孩在按動門鈴。目前十五頁\總數(shù)二十三頁\編于七點[設計分析](1)可選擇開環(huán)電子控制系統(tǒng)，它的被控量是“聲音”，被控對象是揚聲器。(2)設置兩個輸入端，安裝兩個按鈕開關，這樣可以分別供身高不同的大人和小孩方便地使用。(3)控制（處理）部分可以使用電子電路作為控制核心。

目前十六頁\總數(shù)二十三頁\編于七點(1)挑選兩個發(fā)出不同聲音的音樂集成電路作為控制（處理）部分。(2)根據(jù)本書第一章第一節(jié)練習中"電子控制報警器模型"將干簧管改為按鈕開關，即可成為門鈴電路。(3)安裝兩組電子門鈴控制系統(tǒng)，并根據(jù)大人和小孩不同的身高和手的長度，在門框的適當位置安裝兩只按鈕開關。設計方案A目前十七頁\總數(shù)二十三頁\編于七點(1)根據(jù)前面小試驗中的"安裝和調試一個多諧振蕩器"在輸出端接上無源蜂鳴器，即可成為門鈴電路。(2)選擇兩組不同的R和C的值，制作能發(fā)出不同聲音的門鈴。(3)安裝兩組電子門鈴控制系統(tǒng)，并根據(jù)大人和小孩不同的身高和手的長度，在門框的適當位置安裝兩只按鈕開關。設計方案B目前十八頁\總數(shù)二十三頁\編于七點如何對電子門鈴進行適當改裝，讓門外的小孫子按了門鈴之后能知道家里有沒有人？設計拓展目前十九頁\總數(shù)二十三頁\編于七點可以選用具有多路輸出與輸入的音樂集成電路，其中一路的輸入端加接一個按鈕，并把它裝在室內。在其電路對應的輸出端安裝一個揚聲器,并將其安裝在門口。當小孫子按動門鈴按鈕后，家人從揚聲器中放出固有樂曲可知孫子已在門口，家人即可按動裝在室內的門鈴按鈕，門口的揚聲器馬上傳出音樂聲，小孫子就可知道家里有人。目前二十頁\總數(shù)二十三頁\編于七點(1)依據(jù)設計要求進行分析，確定被控量和被控對象。

(2)根據(jù)開環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當?shù)膫鞲衅?，確定控制（處理）部分使用的實用電路和元器件，選擇合適的執(zhí)行部件。

(3)參照相關資料，在輸入、控制（處理）和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設計或改進原有的電路。開環(huán)電子控制系統(tǒng)設計和安裝的一般步驟目前二十一頁\總數(shù)二十三頁\編于七點(4)檢測元器件或實用電路的質量。