食油摻假探測器.doc

目 錄一. 設計任務1二. 設計方案1三. 電路設計3四. 整體電路圖的仿真測試及性能檢測4五. 收獲與心得體會6食油摻假探測器設計第一部分 設計任務設計任務及要求選擇合適的參數，設計一個由555定時器構成的食油摻假探測器。當食油為純油時，揚聲器不發(fā)聲，當食油里含有雜質時，揚聲器發(fā)聲。第二部分 設計方案1、設計方案分析論證分析：根據設計任務及要求，設計一個由555定時器構成的食油摻雜探測器，食油為純油時，揚聲器不發(fā)聲，當油里有雜質時，揚聲器發(fā)聲。摻雜不同，揚聲器發(fā)聲不同。由于食油摻雜不同，其電阻不同，所以可以通過電阻不同來改變輸出信號，進而影響揚聲器發(fā)聲，而根據揚聲器發(fā)聲的不同又可以確定食油是否為純油及摻雜情況。由于由555定時器組成的多諧振蕩器不需要外加觸發(fā)信號，加電后自身就能產生周期性的矩形脈沖或方波，來驅動揚聲器發(fā)聲。因而可以用由555定時器組成的多諧振蕩器及相關元件實現電路。論證：由555定時器構成的多諧振蕩器如下圖所示。 圖(1)（1）多諧振蕩器只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。假設當電源接通后，電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)，電容C上的電壓UC略低于1/3UCC，U0輸出為高電平，三極管V1截止，電源UCC通過R1與R2給電容C充電。隨著充電的進行UC逐漸增高，但只要1/3UCCUC2/3UCC，輸出電壓U0就一直保持高電平不變，這就是第一個暫穩(wěn)態(tài)。(2)當電容C上的電壓UC略微超2/3UC時(即U6和U2均大于等于2/3UC時)， RS觸發(fā)器置 0，使輸出電壓Uo從原來的高電平翻轉到低電平，即Uo=0，V1導通飽和，此時電容C通過R2和V1放電。隨著電容C放電，UC下降，但只要2/3UCCUC1/3UCC，Uo就一直保持低電平不變，這就是第二個暫穩(wěn)態(tài)。(3)當UC下降到略微低于1/3UC時，RS觸發(fā)器置 1，電路輸出又變?yōu)閁o=1，V1截止，電容C再次充電，又重復上述過程，電路輸出便得到周期性的矩形脈沖。其工作波形如圖圖（2）2、集成塊功能說明555定時器由電阻分壓器、電壓比較器、基本RS觸發(fā)器和集電極開路的放電三極管V幾部分電路組成的一種單片集成電路。原理圖（1）和外部引腳圖（2）圖（3）圖（4）定時器的主要功能取決于兩個比較器輸出對RS觸發(fā)器和放電管V狀態(tài)的控制。當U62/3UCC時，比較器C1輸出為0，比較器C2輸出為1，基本RS觸發(fā)器被置0，V導通，U0輸出為低電平。當U62/3UCC、U21/3UCC時，C1輸出為1，C2輸出為0，基本RS觸發(fā)器被置1，V截止，U0輸出為高電平。當U61/3UCC時，C1和C2輸出均為1，基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。因而V和U0輸出狀態(tài)也維持不變。第三部分 電路設計選擇合適參數，進行電路設計圖（5）注：電阻R2代表食油，R2兩端為兩個導電性能好的探針。第四部分 整體電路圖的仿真測試及性能檢測1、電路的安裝調試（實物和仿真）根據電路原理圖連接實物圖如圖（6），經用萬能表反復測試線路及調試電路后，實物電路正常工作。 圖（6） 2、性能指標測量及記錄圖（7）圖（8）圖（9）說明：圖（7）、圖（8）、圖（9）分別對應R2=20K、R2=51K、R2=200K的輸出波形圖，表明電阻R2越大輸出波形的頻率越小。當R2無窮大時，頻率無窮小。食油慘雜濃度不同，導電性能不同，影響輸出波形頻率，即影響喇叭輸出音調的高低。當食油為純油時，喇叭不響。3、元器件清單LM555CM 1個、電容0.01uF、47uF、100uF各1個、喇叭（200Hz）1個、6V電源1個、2K電阻1個、單刀單擲開關1個、導線若干、探頭2個。第五部分 收獲與心得體會課程設計是培養(yǎng)大學生綜合運用所學知識,進而分析和解決實際問題,鍛煉大學生實踐能力的一個重要環(huán)節(jié),是對大學生實際工作能力的具體訓練和考察的一個重要過程。作為學習電子信息科學與技術的學生，對于電子電路系統(tǒng)的設計是必須要掌握的,所以這學期我們用兩周的時間來學習數字電子技術基礎的課程設計。歷時兩周,其實實際工作時間就幾天。我們組的課程設計內容為設計一個“食用油摻假探測器”，是一個實物，主要在面包板上配合一些電子器件來完成?；仡櫰饋?，感慨頗多，可能因為做類似的內容次數比較少，感覺挺困難的。因為電路設計部分和連接電路必須由我們自己獨立來完成，所以難免會遇到些問題。比如，如何把555定時器用到設計中來?如何設計探針來與食用油聯系?該用幾個555來設計電路?如何使用面包板等.才知道自己在電路連接和設計方面有很多不足，不過最后在史毅敏老師的指導下，所有的問題都游逆而解了。從理論到實踐，整整兩星期的日子，我們苦多于甜，但是學習不就是這樣？苦盡甘來嘛！通過這次課程設計我懂得了理論與實際相結合有多重要，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實際問題相結合起來，從理論中得出結論，才能真正應用于實踐，從而提高我們的實際動手能力和獨立思考能力。其實生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。學習確實很辛苦，但苦中也有樂，而且我們這也是一個團隊的任務，團隊需要個人，個人也離不開團隊，所以我們必須發(fā)揚團結協(xié)作的精神一起工作 。在學習中我們有說有笑，相互幫助，配合默契。當然某個人的離群就可能導致整個工作的失敗,在完成這次學習任務中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都掌握才行，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。所以說團結協(xié)作也是我們此次課設成功的一個非常重要的保證。這次實習也正好鍛煉了我們這一點，這是非常寶貴的。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。這次課程設計終于順利完成了，通過這次課程設計,我明白了自己在電路連接和設計方面還有很多不足，但也學會了好多在課本上沒有的知識內容，明白了合作的重要性。在這里，對給過我?guī)椭乃型瑢W和我們的指導老師表示忠心的感謝！感謝老師的幫助，您辛苦了！挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次學習必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶。參考書目： 1、楊頌華，馮毛官，孫萬蓉，等.數字電子技術基礎，西安電子科技出版社，西安.20002、鄧元慶,加鵬.數字電路與系統(tǒng)設計.西安電子科技大學出版社.西安.20033、張端.實用電子電路手冊：數字電路分冊.高等教育出版社.北京.19924、藍江