延時燈電工電子綜合設(shè)計報告書

1、成績 電工電子綜合設(shè)計報告書 題 目 延時燈 院 部 名 稱 機電工程學(xué)院 專 業(yè) 自動化 班 級 11自動化 組 長 姓 名 戴廣軍 學(xué) 號 1104105006 同 組 學(xué) 生 程洋、吳偉、王祥 設(shè) 計 地 點 工科樓C210 設(shè) 計 學(xué) 時 2周 指 導(dǎo) 教 師 杭阿芳、趙國樹、劉旭明、吳敏 金陵科技學(xué)院教務(wù)處制一、 設(shè)計任務(wù)和要求電工電子綜合設(shè)計的主要內(nèi)容包括理論設(shè)計、安裝與調(diào)試及寫出設(shè)計總結(jié)報告等。其中理論設(shè)計又包括選擇總體方案、設(shè)計單元電路、選擇元器件及計算參數(shù)等步驟,是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。安裝與調(diào)試是把理論付諸實踐的過程,通過安裝與調(diào)試,進一步完善電路,使之達到課題所要求的性能指

2、標(biāo),使理論設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H產(chǎn)品。課程設(shè)計的最后要求寫出設(shè)計總結(jié)報告,把理論設(shè)計的內(nèi)容、組裝調(diào)試的過程及性能指標(biāo)的測試結(jié)果進行全面的總結(jié),把實踐內(nèi)容上升到理論的高度。本次設(shè)計考核的能力主要有：1) 電工及電路分析，模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，大學(xué)物理等知識2) 項目設(shè)計與運作能力 3) 團隊協(xié)作能力4) 技術(shù)文檔撰寫能力5) PPT匯報與口頭表達能力要求完成的工作量包括： 1) 制作實際成品，并現(xiàn)場演示效果。2) 學(xué)生結(jié)合課題進行PPT演講與答辯。3) 學(xué)生上交課題的設(shè)計技術(shù)文檔。二、 設(shè)計思路系統(tǒng)總體框圖： 直流穩(wěn)壓電源模塊延時開關(guān)控制模塊被控?zé)裟K圖1系統(tǒng)總體框圖本系統(tǒng)主要由直流穩(wěn)壓電源模塊、

3、延時開關(guān)控制模塊、被控?zé)裟K等三個小模塊組成。直流穩(wěn)壓電源模塊由變壓器、整流橋堆、穩(wěn)壓管、電容等組成，其功能是將民用交流電220V電源經(jīng)過橋式整流和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流+12V電源，以此來供給延時開關(guān)控制模塊中的NE555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器使用（NE555定時器的工作電壓為4.5V18V）。延時開關(guān)控制模塊主要由NE555定時器芯片引腳外接上電容電阻電位器兩腳開關(guān)等構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成，它的功能是在手動按下開關(guān)后使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進入到暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，從而就能使555定時器的3號引腳輸出高電平來控制繼電器的吸合與斷開；被控?zé)裟K由220V電源、照明燈和繼電器組成，其功能是在繼電器閉合期

4、間使照明燈的這個回路閉合，從而使燈亮起來。三、 電路原理電路結(jié)構(gòu)比較大，電路中各個部分的功能很清楚，需要分單元電路進行原理介紹。1、直流穩(wěn)壓電源電路原理介紹（圖2、圖3）：圖2直流穩(wěn)壓工作流程圖3直流穩(wěn)壓電源電路圖 該電路工作原理：1、直流穩(wěn)壓電源電路原理直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器、濾波器和穩(wěn)壓管四部分組成。變壓器為降壓變壓器，是把220V交流電（市電）變?yōu)榉€(wěn)壓所需的低壓交流電；整流橋堆是把輸入的交流電整形后變?yōu)槊}動的直流電輸出，這時輸出的電壓是非常的不穩(wěn)定，需要用電容對其進行濾波；經(jīng)過濾波后，輸出的電壓相對來說已經(jīng)比較穩(wěn)定了，接下來再用穩(wěn)壓管把前面輸出的電變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓。 2、延時

5、開關(guān)電路原理介紹（圖4）：圖4延遲開關(guān)電路圖首先介紹下555定時器（原理圖如下圖5） 圖5 555定時器電路圖555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖如上圖所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻（5千歐姆，這也是555定時器名字的由來），一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級（它提供兩個基準電壓VCC /3 和 2VCC /3）。 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩

6、個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，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，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 TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 它的各個引腳功能如下： 1腳：外接電源負端VSS或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源VCC，雙極型時基電

7、路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。 3腳：輸出端Vo 2腳：低觸發(fā)端 6腳：TH高觸發(fā)端 4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。 5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。 7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。下圖（圖6）是555組成的多諧振蕩器圖6 555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作波形原理介紹：用555定時器做成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

8、，、腳接電源，腳接地，、腳連接，腳與電源間接一個K歐姆的電位器，與地間接的電容。當(dāng)開關(guān)A按下又彈出是就給號腳輸入了一個低電平，從此時起，電容充電，充電時電路處于暫穩(wěn)態(tài)，當(dāng)電容充電達到2/3Vcc時，就會引起電壓比較器的變化，導(dǎo)致3號腳輸出變?yōu)榈碗娖?，重新進入穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)高電平持續(xù)時間為 T=1.1RC；高電平持續(xù)的時間就是燈亮的時間。3、被控?zé)綦娐吩斫榻B（如圖7）圖7被控?zé)綦娐穲D該電路工作原理：這個電路是最簡單的電路。只需將繼電器的常開引腳接入電路就行了，當(dāng)555定時器的3號腳輸出高電平時就能使繼電器吸合，使繼電器導(dǎo)通，從而使燈與電源組成一個回路，燈就亮了。 繼電器介紹：繼電器實際上是用低電

9、壓、小電流去控制高電壓、大電流的一種“自動開關(guān)”。在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。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。常開觸點和常閉觸點繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分開：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱 圖8繼電器結(jié)構(gòu)圖為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。圖8為繼電器的結(jié)構(gòu)圖（1，2接到控制端，4，5接到控制電路）。 四、 安裝調(diào)試過程與結(jié)果焊接的過程是組裝電路的主要過程。對于我這樣第一次做焊電路板的新手來說這更是一個挑戰(zhàn)。整個電路是一個模塊一個模塊先后焊接的，而且在焊接的過程中要學(xué)會用萬用表檢測

10、是否有虛焊的地方，整個模塊焊好后要注意檢查其功能是否與預(yù)期的相符合。比如焊好直流穩(wěn)壓電源電路時就要給他通電，然后用萬用表檢測下輸出是否為12V電壓；焊好單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時要用示波器來測下輸出的波形是否與預(yù)期的一樣，如果不一樣就得用萬用表一個一個引腳的測量電壓，排除故障；還有接繼電器的時候要分清常開觸電與常閉觸電；檢查的時候一定要對照電路檢查，檢查不出來要及時去請教老師。我的直流穩(wěn)壓電源焊接的沒有問題，輸出的直流電壓大概12.5V；而延時控制模塊就有點問題，555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器沒有問題，最后就可以了，能正常使燈亮110S可調(diào)。實物圖：正面圖 背面焊接圖調(diào)試后的亮燈圖五、 總結(jié)在為期兩周的實

11、習(xí)當(dāng)中感觸最深的便是實踐聯(lián)系理論的重要性，當(dāng)遇到實際問題時，必須得認真思考，用我們所學(xué)的知識，再一步步探索，實在不會的還可以上網(wǎng)百度，百度上有非常多的資料供我們參閱，我們通過自學(xué)是完全可以解決遇到的一般問題的。這次的內(nèi)容包括電路的設(shè)計與焊接。本次實驗的目的主要是使我們對電子元件及電路板制作工藝有一定的感性和理性認識；對電子信息技術(shù)等方面的專業(yè)知識做進一步的理解；培養(yǎng)和鍛煉我們的實際動手能力，使我們的理論知識與實踐充分地結(jié)合，作到不僅具有專業(yè)知識，而且還具有較強的實踐動手能力，能分析問題和解決問題的高素質(zhì)人才，為以后的順利就業(yè)作好準備。在大一和大二我們學(xué)的都是一些理論知識，就是有幾個實習(xí)我們也大

12、都注重觀察的方面，比較注重理論性，而較少注重我們的動手鍛煉，比如上學(xué)期的電工實習(xí)。而這一次的實習(xí)正如老師所講，沒有多少東西要我們?nèi)ハ?，更多的是要我們?nèi)プ?，好多東西看起來十分簡單，一看電路圖都懂，但沒有親自去做它，你就不會懂理論與實踐是有很大區(qū)別的，看一個東西簡單，但它在實際操作中就是有許多要注意的地方，有些東西也與你的想象不一樣，我們這次的實驗就是要我們跨過這道實際和理論之間的鴻溝。不過，通過這個實驗我們也發(fā)現(xiàn)有些事看似實易，在以前我是不敢想象自己可以獨立一些計時器，不過，這次實驗給了我這樣的機會，現(xiàn)在我可以獨立的做出。通過兩個星期的學(xué)習(xí)，我覺得自己在以下幾個方面與有收獲：1、對電工電子工藝的

13、理論有了初步的系統(tǒng)了解。我們了解到了焊普通元件與電路元件的技巧、印制電路板圖的設(shè)計制作與工藝流程、工作原理與組成元件的作用等。這些知識不僅在課堂上有效，對以后的電子工藝課的學(xué)習(xí)有很大的指導(dǎo)意義，在日常生活中更是有著現(xiàn)實意義。 2、對自己的動手能力是個很大的鍛煉。實踐出真知，縱觀古今，所有發(fā)明創(chuàng)造無一不是在實踐中得到檢驗的。沒有足夠的動手能力，就奢談在未來的科研尤其是實驗研究中有所成就。在實習(xí)中，我鍛煉了自己動手技巧，提高了自己解決問題的能力。比如焊接555芯片時，引腳靠得太近，好幾個焊盤的間距特別小，稍不留神，就焊在一起了，但是我還是完成了任務(wù)。六、 參考資料1 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)-模擬部分M .北京：高等教育出版社.2006.2 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)-數(shù)字部分M .北京：高等教育出版社.2006.3 程勇 . 直流穩(wěn)壓電源設(shè)計M .北京：人民郵電出版社.2009.4 蔡旭輝 . 電工電子實用200例M .北京：高等教育出版社.2005.5 劉衛(wèi)國 . 555集成電路的設(shè)計與應(yīng)用M .北京：電子工業(yè)出版社.