電子技術(shù)課程設(shè)計 - 副本

電子技術(shù)課程設(shè)計班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：電氣與信息工程學(xué)院2015年3月目錄目錄 1第一章模電部分 21.1設(shè)計任務(wù) 21.2系統(tǒng)總體設(shè)計方案 21.3系統(tǒng)分析與設(shè)計 31.4系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量 4第二章數(shù)電部分 62.1設(shè)計任務(wù) 62.2系統(tǒng)總體設(shè)計方案 62.3系統(tǒng)分析與設(shè)計 72.4系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量 9第三章結(jié)論、改進意見及心得體會 10第四章參考文獻 11第五章附錄（總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單等） 12第一章模電部分1.1設(shè)計任務(wù)隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們的環(huán)保意識和能源節(jié)約意識也不斷增強，所以如何正確反應(yīng)我們對身邊能源的使用情況，也是我們當代大學(xué)生應(yīng)該努力去設(shè)法解決的問題。我利用這次模擬電子課程設(shè)計的機會，利用所學(xué)電子技術(shù)基礎(chǔ)的相關(guān)知識，設(shè)計了一個電池電壓指示器。電池電壓指示器能鑒別電池的供電能力，從而起到對能源充分利用的目的。本次實習(xí)設(shè)計的是一個3V到6V電池電壓指示器，利用穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用，三極管的放大作用，電池處于不同電壓值時可以讓發(fā)光二極管處于不同的發(fā)光狀態(tài)。當電池電壓小于3V時，只有VT3發(fā)光二極亮，VT1、VT2二極管都不亮；當電池電壓大于4V，VT2二極管亮，VT1、VT3的仍不亮；當電池電壓大于5V時，VT1二極管亮，VT2、VT3的滅。會選擇合適的元件并連接成正確的電路，能通過發(fā)光二極管的亮滅情況來反應(yīng)電池的電壓范圍。會利用仿真軟件對所設(shè)計電路進行仿真實驗，在仿真成功的基礎(chǔ)上才能進行后續(xù)實驗。能正確焊接電路，使其能完成相關(guān)功能。1.2系統(tǒng)總體設(shè)計方案圖1.2.1系統(tǒng)的總體電路圖每個小電路包含一個三極管、發(fā)光二極管和控制基極電壓的分壓器。第一個小電路由二極管VD1、三極管VT1 、發(fā)光二極管VL1 和電阻R1~R4組成，整定在3V電壓；第二個小電路由二極管VD3、三極管VT2、發(fā)光二極管VL2和電阻R5~R8組成，整定在2.5V電壓；第三個小電路由二極管VD3、三極管VT3、發(fā)光二極管VL3和電阻R9~R12組成，整定在2V電壓。工作門限值取決于電阻R1、R5、R9的阻值和通過發(fā)光二極管的電流（約1mA）。后者取決于電阻R4、R8、R12的阻值。在被控制電池電壓為額定值3V時，第二個和第三個小電路自動關(guān)閉。關(guān)閉是有二極管VD2和VD4保證的，他們通過導(dǎo)通三極管VT1的發(fā)射極-集電極跨接在分壓器R5、R6和R9、R10下方的電阻上。第三個小電路在第二個小電路接通時，通過二極管VD5保證其關(guān)閉，它通過導(dǎo)通三極管VT2跨接在電阻R10上。1.3系統(tǒng)分析與設(shè)計圖1.3.1如圖1.3.1所示，是三極管3DG130的底面圖，從這個圖中可以看出該三極管的引腳是如何區(qū)分的，非常方便，也很好懂。如圖1.3.2所示，是是二極管1N4001的立面圖。特性：整流二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦裕呀涣麟娮兂擅}動直流電。整流二極管流電流較大,多數(shù)采用面接觸性料封裝的二極管。整流二極管的外形如圖1所示，另外，整流二極管的參數(shù)除前面介紹的幾個外，還有最大整流電流，是指整流二極管長時間的工作所允許通過的最大電流值。它是整流二極管的主要參數(shù)，是選項用整流二極管的主要依據(jù)。特性曲線，如圖1.3.3所示。圖1.3.2圖1.3.31.4系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量電路板的焊接情況如圖1.4.1所示。圖1.4.1電路板焊接好后的通電情況，如圖1.4.2。圖1.4.2調(diào)試方法：指示器的調(diào)試在于校準和確定用過發(fā)光二極管的電流。為此，暫將電阻R5和R9與蓄電池板脫開，而二極管VD2、VD4、VD5與三極管VT1、VT2的集電極脫開。給指示器加上3V電壓（由直流電壓表監(jiān)視），并選擇電阻R1：在該電壓下發(fā)光二極管VL3點亮，而當電壓低到2.5V時，它應(yīng)熄滅。類似的，可選擇電阻R5：當電壓為2.5V時，發(fā)光二極管VL2點亮，而電壓降至2V時熄滅。選擇電阻R9，使第三個小電路的門限電平為2V。通過發(fā)光二極管VL1~VL3的電流由電阻R4、R8、R12確定。最后將二極管VD2 、VD4、VD5與三極管VT1、VT2的集電極相連，檢驗裝置的工作特性。平穩(wěn)的增加指示器的電源電壓，觀察發(fā)光二極管VL1~VL3的燃滅情況，記下每一個小電路的門限值。當電壓校準時，應(yīng)該只有一個發(fā)光二極管點亮：2V時VL3亮；2.5V時VL2亮；3V時VL1亮。第二章數(shù)電部分2.1設(shè)計任務(wù)當今社會上，出現(xiàn)了許多煤氣報警器，而這些產(chǎn)品大都是針對煤氣泄漏所做出的相應(yīng)的報警，即為家庭式。但是隨著社會的發(fā)展，煤氣報警器也在發(fā)展。微控制技術(shù)、傳感器在工業(yè)控制、機電一體化、智能儀表、通信、家用電器等方面得到了廣泛應(yīng)用，顯著提高了各種設(shè)備的技術(shù)水平和自動化程度。因此對這些原理和結(jié)構(gòu)我們就需要很好的了解并掌握。該系統(tǒng)不僅能及時準確地檢測出燃氣的泄漏，發(fā)出聲報警，因此特別適合于無條件建立或加入集群監(jiān)控系統(tǒng)的廣大燃氣用戶。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計方案電路總電路圖如圖2.2.1所示。圖2.2.1工作原理：有氣敏元件MQ、電阻R1和電位器RP組成氣體檢漏電路；由集成電路A、電阻R2和R3及電容C1組成自激多諧震蕩器。正常時，無泄漏氣體，氣敏元件MQ的A、B之間導(dǎo)電率很小，集成電路A的4腳電壓為低電壓（<0.7V）（調(diào)節(jié)電位器RP決定），振蕩器不工作，揚聲器不發(fā)聲。當煤氣或液化石油氣等可燃氣體達到一定濃度時，氣敏元件MQ的A、B之間的導(dǎo)電率迅速增加，集成電路A的4腳為高電位，多謝振蕩器工作，揚聲器B發(fā)出報警信號。2.3系統(tǒng)分析與設(shè)計氣敏元件如圖2.3.1所示。圖2.3.1工作原理：聲表面波器件之波速和頻率會隨外界環(huán)境的變化而發(fā)生漂移。氣敏傳感器就是利用這種性能在壓電晶體表面涂覆一層選擇性吸附某氣體的氣敏薄膜，當該氣敏薄膜與待測氣體相互作用（化學(xué)作用或生物作用，或者是物理吸附），使得氣敏薄膜的膜層質(zhì)量和導(dǎo)電率發(fā)生變化時，引起壓電晶體的聲表面波頻率發(fā)生漂移；氣體濃度不同，膜層質(zhì)量和導(dǎo)電率變化程度亦不同，即引起聲表面波頻率的變化也不同。通過測量聲表面波頻率的變化就可以獲得準確的反應(yīng)氣體濃度的變化值。芯片NE555如圖2.3.2所示。ne555的結(jié)構(gòu)圖Pin1(接地)-地線(或共同接地)，通常被連接到電路共同接地。Pin2(觸發(fā)點)-這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。Pin3(輸出)-當時間周期開始555的輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200mA。Pin4(重置)-一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。Pin5(控制)-這個接腳準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。Pin6(重置鎖定)-Pin6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當這個接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時啟動這個動作。Pin7(放電)-這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，圖2.3.2對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。Pin8(V+)-這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。5參數(shù)功能編輯·供應(yīng)電壓4.5-18V·供應(yīng)電流10-15ma·輸出電流225mA(max)·上升/下降時間100ns2.4系統(tǒng)安裝、調(diào)試與參數(shù)測量系統(tǒng)安裝后的電路圖如圖2.4.1所示。圖2.4.1調(diào)試方法：接通電源，調(diào)節(jié)電位器RP,使555時基電路4腳電壓小于1.7V，這是報警器不工作。然后將少量待測氣體噴在氣敏元件附近，調(diào)節(jié)RP使其報警。調(diào)節(jié)RP可改變裝置的靈敏度。調(diào)節(jié)電阻R2、R3和電容C1的數(shù)值，可改變報警聲的音調(diào)。第三章結(jié)論、改進意見及心得體會通過自己的努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，實習(xí)還是很圓滿的完成了。我首先是查找相關(guān)資料，來了解這個設(shè)計。后來在圖書館查找相關(guān)書籍，在網(wǎng)上收集一些資料和在指導(dǎo)老師的幫助下，才慢慢對蓄電池電壓指示器的設(shè)計有了初步的了解。通過此次課程設(shè)計讓我親身參予電子產(chǎn)品的設(shè)計使我更加深深地體會到：現(xiàn)代社會是靈活多變的社會，是信息的社會，很多與人們生活緊密相關(guān)的產(chǎn)品都是電子產(chǎn)品。比如決定現(xiàn)代社會發(fā)展方向的電腦以及幾乎每個同學(xué)都擁有的收音機等等，無不說明電子產(chǎn)品的重要性。作為一名電子信息類專業(yè)，且已經(jīng)大二的我們，我認識到我不僅要學(xué)好課本上的知識，還要學(xué)會將所學(xué)到的知識聯(lián)系并應(yīng)用到現(xiàn)實生活中，做到理論聯(lián)系實際。在這次實習(xí)中，我通過自己動手制作電路板，在焊接過程中，發(fā)現(xiàn)自己在焊接方面還是存在不足的。比如：1.焊接中，沒有事先做好部署，導(dǎo)致焊接的電路板比較亂，條理不清晰，給自己的檢查帶來很大的不便，而且，如果中間存在焊接錯誤的話，也會給自己的修改帶來很多不便，也會給別人帶來不好的印象。2.焊接中和同學(xué)們之間應(yīng)該多溝通，自己存在很多不足，可以讓同學(xué)們之間經(jīng)驗很好的交流，對自己的焊接技術(shù)會有長足的進步，而這一點在同學(xué)們之間還是不太普遍，自己應(yīng)該注意一下往后?？傮w上說，這一次實習(xí)，對自己的鍛煉還是比較大的，既鍛煉了自己的動手焊接的能力，也讓自己對上學(xué)期的課程有所復(fù)習(xí)。第四章參考文獻1.方大千方亞敏.家庭電子小制作.新時代出版社。2.秦進平劉海成.數(shù)字電子與EDA技術(shù).中國電力出版社。3.康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.高等教育出版社。4.邱關(guān)源羅先覺.電路第五版.高等教育出版社。第五章附錄模電電路系統(tǒng)總電路圖如圖1.2.1，數(shù)電電路系統(tǒng)總電路如圖2.2.1。元件列表器件名稱型號數(shù)量三極管3DG130三個二極管1N4001三個發(fā)光二極管LED