數(shù)顯自動(dòng)可調(diào)光電路畢業(yè)論文 .pdf

南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 1頁(yè) 共 23頁(yè) 摘 要 近年來(lái)隨著電子在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，應(yīng)用電子正在不斷地走向新時(shí)代 ,同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè) 等 日新月益更新。電子技術(shù)要求、技術(shù)整體設(shè)計(jì)、原理設(shè)備及配置、電子設(shè)計(jì)實(shí)踐指導(dǎo)、電子技術(shù)先導(dǎo)性的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教材，常用器件的性能、檢測(cè)及應(yīng)用；印制電路板設(shè)計(jì)、制作與焊接；電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試與檢修以及交流電的供電、配電與安全用電知識(shí)等，闡述硬件與軟件環(huán)境建設(shè)及應(yīng)用這些環(huán)境進(jìn)行教育。 本文從數(shù)顯可調(diào)光電路的設(shè)計(jì)并應(yīng)用等多 要素介紹數(shù)字電路控制設(shè)計(jì)思路，對(duì)電路原理圖和實(shí)踐作了簡(jiǎn)捷的描述。從功能介紹了CD4017、 LM358、 CD4511、 NE555、數(shù)碼等元件在不同的領(lǐng)域，有著廣闊的作用。 關(guān)鍵詞： 光控 手控 鎖定 調(diào)光 雙向晶閘管 數(shù)碼管 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 2頁(yè) 共 23頁(yè) Summary Permeate in the social realm along with the electronics in recent years, apply the electronics just head for the modern ear constantly, arouse the day of the traditional control examination at the same time new moon benefit renewal.The electronics technique request, technique overall design, the principle equipments and install, the electronics design practices the experiment that the leading, the electronics technique leads sex first and practices the teaching material, the function of the in common use machine piece, examine and apply;Print to make the circuit board design, manufacture and weldings;The design of the electronics product, create, adjust to try fix with check and alternate current of power supply, go together with the electricity and safeties to use to give or get an electric shock the knowledge etc., elaborate that the hardware and the software environments construction and applied these environmentses carry on the education. This text from number the design of the adjustable light electric circuit combine applied etc. many the main factor introduces the numerical electric circuit control design way of thinking, making JIAN3 JIE2s description to the electric circuit principle diagram and fulfillment.Introduced the CD4017, LM358, CD4511, NE555 from the function, figures etc. 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 3頁(yè) 共 23頁(yè) the component is in the different realm, having the vast function. Keyword: The light controls to control to target to adjust the light figures tube 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 4頁(yè) 共 23頁(yè) 目 錄 緒論 -5 (一 ) 設(shè)計(jì)的目的和意義。 -5 (二 ) 設(shè)計(jì)主要原理及方案要點(diǎn)。 -5 (三 )元器件的選取。 -6 一 、 設(shè)計(jì) 方案 分析 -6 二 、設(shè)計(jì) 方案規(guī)劃 及 設(shè)計(jì) -7 （一）、單元電路設(shè)計(jì) -7 （ 1）、電源電路的設(shè)計(jì) -8 （ 2） 、 光控電路的設(shè)計(jì) -9 （ 3）、自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) -9 （ 4） 、 計(jì)數(shù) /編碼電路設(shè)計(jì) -11 （ 5）、譯碼 /驅(qū)動(dòng)顯示電路設(shè)計(jì) -13 （ 6） 、 手動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) -15 （ 7） 、 97A6 控制電路設(shè)計(jì) -15 （二）整機(jī)電路設(shè)計(jì) -16 （三）、整機(jī)電路的工作原理 -17 三 、電路的制作與調(diào)試 -18 致 謝 -22 主要 參考文獻(xiàn) -23 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 5頁(yè) 共 23頁(yè) 緒 論 (一 ) 設(shè)計(jì)的目的和意義。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是理工科教學(xué)過(guò)程中的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它是對(duì)學(xué)生在校期間所學(xué)知識(shí)的綜合考察，也是對(duì)知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際測(cè)驗(yàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完各專(zhuān)業(yè)必修課之后，并在做過(guò)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論課、專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)、技能去分析和解決本專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì) 的一般程序、規(guī)范和方法。 綜上所述，畢業(yè)設(shè)計(jì)有助于實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，教育與科研、生產(chǎn)相結(jié)合以及教育與國(guó)民經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的目標(biāo)，繼而體現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)、教育和社會(huì)功能。畢業(yè)設(shè)計(jì)在培養(yǎng)大學(xué)生強(qiáng)化社會(huì)意識(shí)、進(jìn)行科學(xué)研究基本訓(xùn)練、提高綜合實(shí)踐能力與素質(zhì)等方面，具有不可替代的作用，是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。 (二 ) 設(shè)計(jì)主要原理及方案要點(diǎn)。 現(xiàn)提供一批器材，請(qǐng) 在其中選擇適當(dāng)?shù)脑骷?，設(shè)計(jì)制作一個(gè)至少有三級(jí)變速的簡(jiǎn)單的電扇調(diào) 速器。其要要求是當(dāng)分別數(shù)顯 0、 1、 2三 個(gè)數(shù)時(shí)電扇相應(yīng)在失電、 強(qiáng)電（市電電壓）、弱電（小于市電電壓）三檔級(jí)的供電狀態(tài)。 由于不能 提供一臺(tái)電扇，只好給各位提供 220 伏交流 40 瓦的白熾燈泡及其塑殼燈頭一套（供電導(dǎo)線(xiàn)從提供給作品用的電源線(xiàn)上剪下一段即可）。用白熾燈泡的熄、亮、暗代替電扇得失電、強(qiáng)電、弱電的三種狀態(tài)便成為調(diào)光（調(diào)速）器。要求該調(diào)光（調(diào)速）器有如下功南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 6頁(yè) 共 23頁(yè) 能： 白天，手動(dòng)（自動(dòng)控制失效）控制燈泡的供電，即每當(dāng)用手按一次調(diào)光（調(diào)速）器的按鍵時(shí)，顯示的數(shù)碼變動(dòng)一字，對(duì)應(yīng)的燈泡（或電扇）供電變化一檔。 晚上，自動(dòng)（手動(dòng)失效）控制燈泡的供電，即當(dāng)調(diào)光（調(diào)速）器得電后，自行顯示 “ 0-1-2”循環(huán)往復(fù)顯字的同時(shí)，對(duì)應(yīng)有燈泡失電“（燈泡失亮） 強(qiáng)電（燈光正常亮度） 弱點(diǎn)（燈光暗淡）”循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，可形成“自然風(fēng)”的模式。 （ 三 ） 元 器 件 的選取。 LM358、 NE555、 CD4011、 CD4017、 CD4511、光敏電阻、數(shù)碼管、雙向晶閘管、按鍵開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)管、繼電器、變壓器、燈泡、燈頭 ，其它分立元件若干。 一 、 設(shè)計(jì) 方案 分析 按照 方案 要求，電路有兩種工作方式，光控和手控，也就是白天工作和晚上工作。當(dāng)電路得電工作：白天，自動(dòng)控制不工作，只能進(jìn)行手動(dòng)控制，利用手動(dòng)產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)而一個(gè) 脈沖控制一個(gè)顯示。晚上，手動(dòng)控制不工作，只能進(jìn)行自動(dòng)控制，利用多諧振蕩自動(dòng)產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)一次，周而復(fù)始；利用這兩種方法控制計(jì)數(shù)脈沖的輸出，當(dāng) 計(jì)數(shù) 控制脈沖為高電平時(shí)，有計(jì)數(shù)脈沖輸出，否則沒(méi)有計(jì)數(shù)脈沖輸出；然后利用計(jì)數(shù)脈沖控制計(jì)數(shù)器的輸出顯示，與此同時(shí)也控制燈光的變化。 在此，在分析電路的同時(shí)，我們先把時(shí)間區(qū)分好，在正常情況南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 7頁(yè) 共 23頁(yè) 下，我們要在 2 個(gè)小時(shí)內(nèi)把電路原理圖設(shè)計(jì)完成，其 剩余 時(shí)間用來(lái)焊電路和檢修電路，在這點(diǎn)上所以時(shí)間一定要掌握好，這樣才能把電路設(shè)計(jì)完并做好。 電路主要波形如 圖（ 1） 所示 圖（ 1）簡(jiǎn) 要波形圖 通過(guò)電路波形圖畫(huà)出電路方框圖如 圖（ 2） 所示 圖（ 2）電路方框圖 二 、 設(shè)計(jì) 方案 規(guī)劃 及 設(shè)計(jì) （一 ）、單元電路設(shè)計(jì) 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 8頁(yè) 共 23頁(yè) 將整機(jī)電路分為 7 大模塊設(shè)計(jì)，即電源 電路、光控電路、自動(dòng)控制 電路、 計(jì)數(shù) /編碼電路、譯碼 /驅(qū)動(dòng) /顯示電路、 手動(dòng)控制電路、97A6 控制電路。 （ 1） 、電源電路的設(shè)計(jì) 市電電壓通過(guò)保險(xiǎn)絲并經(jīng)過(guò)變壓器降壓、 IN4007 二極管整流、電容濾波、 LM7809 穩(wěn)壓輸出、利用紅色發(fā)光二極管指示電源電路工作狀態(tài)， 電源 電路 的 原理如 圖（ 3） 所示。 圖（ 3） 電源電路 220V 市點(diǎn)經(jīng)過(guò)變壓器降壓，二 極管路橋式整流， C8 用于濾除由市電引入的高頻干擾，電容 C1 濾掉高頻雜波后送入 LM7809 第 1 腳，第 2 腳接地，第 3 腳輸出穩(wěn)定的電壓，電壓為 9V。 C7 進(jìn)一步濾除高頻干擾， C3 再濾波得到穩(wěn)定 9V 電壓，供給電路工作，紅色發(fā)出二極管是電源指示燈， R6 是發(fā)光二極管的限流電阻，阻值的范圍是（ 510 1K）發(fā)光二極管的正常工作電流為 10mA。 電源是所有電氣設(shè)備的靈魂，也是我們整機(jī)電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。因?yàn)闆](méi)有它，我們無(wú)論再完美、再有用的電路都不能工作，所以我們?cè)诿繒r(shí)每刻都必須把它記于心。所以在制作的時(shí)候，我們都一定要先南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 9頁(yè) 共 23頁(yè) 做電源 電路，且要保證成功。 （ 2）光控電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)所給的元件，我們要想 光控比較穩(wěn)定，可以 利用 LM358來(lái)設(shè)計(jì)，我們知道 LM358時(shí)二運(yùn)放，所以只用它的一半就可。 光敏電阻是根據(jù)半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的，使用時(shí)給它 施加以一定和 偏壓。它對(duì)光線(xiàn)非常敏感，無(wú)光線(xiàn)照射時(shí)呈高阻態(tài)，有光照時(shí)材料中便激發(fā)出自由電子與空穴，使電阻值減小，隨著照度的增強(qiáng)，電阻值迅速降低 ， 電路如 圖（ 4） 所示。 利用 1/2LM358 來(lái)進(jìn)行電壓比較，當(dāng)白天時(shí)因光敏電阻阻值小，所以 V- V+，則輸出端為低電平。當(dāng)晚上時(shí)， 因光敏電 阻阻值很大，所以 V- V+，則輸出端為高電平，電路中 R1 為分壓電阻， R2 和 R17 構(gòu)成電壓取樣值，取樣的值大小可通過(guò) R17 來(lái)調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)可使光控電路達(dá)到最佳工作狀態(tài)，藍(lán)色發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)，白天時(shí)不亮，晚上時(shí)亮。 （ 3）、自動(dòng) 控制 電路設(shè)計(jì) 電路用 多諧振蕩器來(lái)做計(jì)數(shù)電路的主要部分 ，利用它產(chǎn)生持續(xù)的脈沖來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制。 最常見(jiàn)的的多諧振蕩器是用 NE555 組成的，它電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好。 集成 555 定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能中規(guī)模集成電路。只需在外部配接適當(dāng)?shù)淖枞菰?便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩圖（ 4） 光控電路 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 10頁(yè) 共 23頁(yè) 器等多種應(yīng)用電路， 555 定時(shí)器的電源電壓范圍較寬，雙極型的 516V， COMS 的為 3 18V，還能提供與 TTL 及 COMS 數(shù)字電路兼容的接口電平。 555 定時(shí)器可輸出一定的功率，用以驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。它在脈沖波形的產(chǎn)生與變換、儀器儀表、測(cè)量與控制、家用電器與電子玩具等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。 本電路就 NE555 構(gòu) 成多諧振蕩器 ，利用光控來(lái)控制 NE555的 4 腳，讓其來(lái)控制自動(dòng)計(jì)數(shù) 。 NE555 構(gòu)成多諧振蕩器 最大振蕩周期T 為： T=0.69（ R10+R4） C6 =0.69（ 47000+5000 ） 0.00001F =0.3588S 多諧振蕩器的工作波形圖如 圖 （ 5） 所示。電路接通電源的瞬間，由于電容 C 來(lái)不及充電， VC（ =0V）低于正向閥值 V +（ CC32V ）及負(fù)向閥值 （ CC31V ）， 555 定時(shí)器狀態(tài)為 “ 1” ，輸出 VO為高電位。與 此同時(shí)，由于集電極開(kāi)路輸出端（ 7 腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，電源 VCC通過(guò) R1、 R2開(kāi)始向電容 C 充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 狀態(tài)。此后，電路按下列四個(gè)階段周而復(fù)始地循環(huán)，從而產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 11頁(yè) 共 23頁(yè) 0.01 u FCV CR 2V CCV O73555562 18 4R 1V cV 0V CC2300ttV CCT 1 T 2V CCOV ( a) 電路形式 ( b) 工作波形圖7-1 2由 5 55定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器31設(shè)計(jì)電路圖如 圖（ 6） 所示， 如果要改變振蕩頻率，可以調(diào)節(jié)微調(diào)電位器 R4，在電位器 R4串接電阻可以減小振蕩頻率。 NE555 的 4 腳接信號(hào)控制端，當(dāng) 4 腳為低 電平時(shí)，有信號(hào)輸出， 綠 色信號(hào)指示信號(hào)輸出。當(dāng) 4 腳為高 電平時(shí)，沒(méi)有信號(hào)輸出 ，信號(hào)輸出的是持續(xù)的方波 。 （ 4）計(jì)數(shù) /編碼電路設(shè)計(jì) 圖（ 6） 自動(dòng)控制電路 圖（ 8） 計(jì)數(shù)編碼電路 圖（ 5） 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 12頁(yè) 共 23頁(yè) Q8Q4Q9COINHCPCR VD D910111213141516Q5Q1Q0Q2Q6Q7Q3GN DCD4 01712345678電路的設(shè)計(jì)要求是循環(huán)顯示“ 0-1-2”，我們利用 CD4017 來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)控制。 CD4017 是 5 位 JOHSON， 具有 10 個(gè)譯碼輸出端 ， CP、 CR，INH 輸入端，時(shí)鐘輸入端的施密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升和下降時(shí)間無(wú)限制。 INH 為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)；反之，計(jì)數(shù)功能無(wú)效。 CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。 Johnson計(jì)數(shù)器，提供了快速操作， 2 輸入譯碼選通和無(wú)毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計(jì)數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平， 只有在對(duì)應(yīng)時(shí)鐘周期內(nèi)保持高電平。在每 10 個(gè)時(shí)鐘輸入周期 CO 信號(hào)完成一次進(jìn)位，并用作多級(jí)計(jì)數(shù)鏈的下級(jí)脈動(dòng)時(shí)鐘 ， CD4017 的引腳 和真值表 如 圖（ 7） 所示 。 我們?cè)O(shè)計(jì)的 電路 需要 IN4148 進(jìn)行控制輸出 ， 其電路如 圖（ 8）所示，電路中 只用到四個(gè)輸出端口，即 Q0、 Q1、 Q2、 Q3，其余不用。當(dāng)來(lái)電時(shí)， Q0 為高電平，當(dāng)來(lái)一個(gè)脈沖上升沿時(shí)，電路從 Q0 跳到 Q1，再 就 跳 到 Q2， 直到 Q3 時(shí)進(jìn)行復(fù)位。電容 C7 與電阻 R10 組成開(kāi)機(jī)復(fù)位電路，也就是電路得電時(shí)對(duì) CD4017 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位回 到 Q0。二極管輸入 輸出 CO 進(jìn)位脈沖輸出端 CP 時(shí)鐘輸入端 CR 清除端 INH 禁止端 Q0Q9 計(jì)數(shù)脈沖輸出端 GND 地 VDD 電源 CP INH CR Q0Q9 CO H Q0 計(jì)數(shù)脈沖為 Q0Q4 時(shí)：CO=H 計(jì)數(shù)脈沖為 Q5Q9 時(shí)：CO=L L L 計(jì)數(shù) H L L L 保持 L L L 圖（ 7） CD4017 的引腳和真值表 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 13頁(yè) 共 23頁(yè) 圖 （ 9） CD4511 引腳排列 D2 起保護(hù)作用，防止再開(kāi)機(jī)復(fù)位時(shí)而造成電流倒流而損壞芯片。 （ 5）、譯碼 /驅(qū)動(dòng)顯示電路設(shè)計(jì) CD4511 是一塊含 BCD 七段鎖存 /譯碼 /驅(qū)動(dòng) /消隱電路于一體的集成電路，其引腳見(jiàn) 圖（ 9） 。 CD4511 的 腳為 BCD 碼輸入端，第9-15 腳為顯示輸出端。第 3 腳為測(cè)試端（ LT），當(dāng) LT 為“ 0”時(shí)，輸出全為“ 1”第 4 腳為消隱端（ BI），當(dāng) BI 為“ 0”時(shí)，輸出全為“ 0”，顯然此時(shí)還可消除鎖存器內(nèi)的數(shù)值。第 5 腳為鎖存允許端（ LE），當(dāng) 1e 端由“ 0”時(shí)所加 BCD碼對(duì)應(yīng)的數(shù)碼顯示狀態(tài)。第 16 腳接電源正極，第 8 腳接電源負(fù)極。 CD4511 的 1、 2、 6、 7 腳為BCD 碼輸入端，在本電路中用于輸入二極管編碼輸出的 BCD 碼； 譯碼輸出端 口 分別是“ a-b-c-d-e-f-g”，其輸出端接數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管每段的工作電流為 10mA 左右，所以必須在 CD4511的輸出端接上 7 個(gè)限流電阻，其阻值為 510，計(jì)算方法為：（ 7-2） V 10mA 510 ；按照設(shè)計(jì)要求， CD4511 必須工作在兩種狀態(tài)中：計(jì)表 1 CD4511 的真值表 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 14頁(yè) 共 23頁(yè) 數(shù)、消隱。由 CD4511 的真值表 （表 1） 可知， LT 非為測(cè)試端，當(dāng) LT非為低電平時(shí)，輸出全為 1，顯示“ 8”，此端可以用來(lái) 在制作時(shí)測(cè)試數(shù)碼管的好壞和顯示故障，本電路接高電平； BI 非端為消隱端，當(dāng)它為低電平時(shí)顯示消隱，為高電平時(shí)顯示正常， 本電路接高電平； LE 非為鎖存端，高電平鎖存，本電路接低電平。 數(shù)碼管 的 結(jié)構(gòu)如 圖（ 10） 電路中用的是共陰極的數(shù)碼管，其工作方法是，當(dāng)筆段接高電平，公共陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的筆段可以發(fā)光。 圖（ 11） 譯碼 /驅(qū)動(dòng)顯示電路 圖（ 10） 數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 15頁(yè) 共 23頁(yè) 計(jì)數(shù) /編碼 電路如 圖（ 11） 所示 ， 按題目要求只顯示“ 0.1.2”，所以我們可以不要經(jīng)過(guò)繁雜的編碼，只用兩個(gè) IN4148 直接構(gòu)成。 CD4511中 A、 B、 C、 D 所對(duì)應(yīng)的是 8421BCD 碼的 1、 2、 4、 8。 兩個(gè)二極管，D6 接入 A，顯示 1， D7 接入 B 顯示 2，剩余的 CD 直接 拉 接 10K 下拉電阻（注意：在 COMS 電路中，輸入端一律不許懸空， 不然會(huì)引起數(shù)碼的不穩(wěn)定，所以 要么 就 接上拉電阻，要么接下拉電阻） 。 （ 6）手動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 在自動(dòng)控制的同時(shí)，我們還有手動(dòng)控制，手動(dòng)控制 的 電路如 圖（ 12） 所示，電路十分簡(jiǎn)單。我們只是利用 CD4017 來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)一次的特點(diǎn)，在自動(dòng)控制不工作時(shí)，用手動(dòng)來(lái)控制，電路只是由開(kāi)關(guān) S1 和電容組成。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)是按鈕開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)，電流在一瞬間給予 NE555 的 4 腳高電平， NE555 馬上輸出一個(gè)脈沖 ， CD4017 計(jì)數(shù)一次。104 這個(gè)瓷介 電容起消除抖動(dòng)作用。 （ 7） 97A6 控制電路設(shè)計(jì) 雙向晶閘管舊稱(chēng)雙向可控硅，相當(dāng)于兩個(gè) 單向晶閘管的反極并聯(lián)而成。雙向晶閘管的外形 結(jié)構(gòu)如 圖（ B） 所示，從圖中可以看出有三個(gè)電路，分別稱(chēng)為第一電極 T1、第二電極 T2、控制極 G， T1、 T2 又稱(chēng)為主電極。 對(duì)晶閘管來(lái)說(shuō)，無(wú)所謂陽(yáng)極和陰極，任何一個(gè)主電極，對(duì)一個(gè)管子是陽(yáng)極，對(duì)另一個(gè)管就是陰極，反過(guò) 圖 B 圖 A 圖（ 12） 手動(dòng)控制電路 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 16頁(yè) 共 23頁(yè) 來(lái)也一樣，雙向晶閘管觸發(fā)方式有兩種，一種是調(diào)節(jié)電壓、電流，另一種是用雙向觸發(fā)二極管。 雙向晶閘管的符號(hào)如 圖（ A） 所示雙向晶閘管使得電路的可靠性提高，設(shè)備的體積縮小，重量減輕，這是雙向晶閘管的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。 97A6 晶閘管，最大電流可以達(dá)到 1A，最大出功率為 60W，耐壓為 600V。這里我們用的是電壓觸發(fā)，電路 如 圖（ 13） 所示，我們利用三極管的開(kāi)關(guān)特性來(lái)控制晶閘管的 G 極的 電壓通斷。當(dāng) D3 這個(gè)二極管有電壓通過(guò)時(shí)， Q1 三極管導(dǎo)通，則 9V 電壓通過(guò)三極管 CE 極而觸發(fā)97A6 晶閘管，此時(shí)燈最亮（強(qiáng)電）。同理， D4 用電壓時(shí) ， Q2 三極管導(dǎo)通，導(dǎo)通電壓流 過(guò)電阻 R17 降壓而輸出，此時(shí)燈微亮（弱電）。 R17 可以調(diào)節(jié)電燈的亮度，調(diào)至明 顯效果即可。 （二）整機(jī)電路設(shè)計(jì) 當(dāng)所有單元電路都設(shè)計(jì)完成之后就要對(duì)整機(jī)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。整機(jī)電路的設(shè)計(jì)其實(shí)就是利用方框圖及所要設(shè)計(jì)電路的邏輯關(guān)系圖（ 11） 97A6 控制電路 圖（ 13） 97A6 控制 電路 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 17頁(yè) 共 23頁(yè) 把設(shè)計(jì)出來(lái)的單元電路進(jìn)行組合，組合完成能實(shí)現(xiàn)電路工作就完成了整機(jī)電路的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，整機(jī)電路的設(shè)計(jì)也并不是把單元電路組合在一起就可以了，它要考慮到多方面的因素，比如它們的級(jí)聯(lián)問(wèn)題，電器特性的相互問(wèn)題，信號(hào)耦合方式以及相互干擾等問(wèn)題。 本電路的總電路原理圖如 圖（ 14） 所示 （三）、整機(jī)電路的工作原理 利用 1/2LM324 與光敏電阻構(gòu)成一個(gè)光 控電路，當(dāng)白天時(shí)，因光敏電阻有光照而電阻小，所以 V- V+， V0 輸出 為 低電平。而 1 腳的輸出端 用來(lái) 控制 NE555 的 4 腳， NE555 芯片利用分立元件組成一個(gè)多諧振蕩器。眾所周知，要想 NE555 振蕩， 4 腳必須接高電平，那么在白天的情況下 1 腳輸出 為 低電平而使 NE555 不振蕩。依次可知因CD4017 構(gòu)成的計(jì)數(shù)器 CP 端 就 沒(méi)脈沖輸入而不工作。根據(jù)賽題的要求，圖（ 14） 整機(jī)電路 原理圖 南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 18頁(yè) 共 23頁(yè) 以上的為自動(dòng)控制，但因工作不滿(mǎn)足而不工作，所以在自動(dòng)控制不工作的時(shí)候我們只能進(jìn)行手動(dòng)控制。要知道， CD4017 如果正常計(jì)數(shù)，必須給予脈沖，脈沖的控制由一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)和一 個(gè)電容組成。手動(dòng)計(jì)數(shù)時(shí)，按一下開(kāi)關(guān)就一個(gè)脈沖，脈沖輸出控制 CD4017 計(jì)數(shù)一次，而計(jì)數(shù)脈沖經(jīng)過(guò)編碼后由 CD4511 組成的電路進(jìn)行譯碼 /驅(qū)動(dòng)并輸出顯示“ 0”再接著顯示“ 1”如此而已。 當(dāng)然，晚上時(shí)，由于光敏電阻無(wú)光而成高阻狀態(tài)，所以 V- V+，1 腳輸出高電平。而由 NE555 構(gòu)成的多諧振蕩器由于 4 腳變?yōu)楦唠娖?，所以多諧振蕩器起振，并輸出連續(xù)不斷的脈沖，進(jìn)而脈沖控制起振CD4017 進(jìn)行計(jì)數(shù)輸出，經(jīng)過(guò)譯碼 /驅(qū)動(dòng)后數(shù)碼管在 0-1-2-0-1-2一直循環(huán)跳變。此時(shí)電路工作在自動(dòng)控制狀態(tài)，而手動(dòng)控制不工作。 我們利用三極管的開(kāi)關(guān)特性來(lái)控制晶閘管的 G 極 的 電壓通斷。當(dāng)D3 這個(gè)二極管有電壓通過(guò)時(shí)， Q1 三極管導(dǎo)通，則 9V 電壓通過(guò)三極管CE 極而觸發(fā) 97A6 晶閘管，此時(shí)燈最亮（強(qiáng)電）。同理， D4 用電壓時(shí)，Q2 三極管導(dǎo)通，導(dǎo)通電壓流 過(guò)電阻 R17 降壓而輸出，此時(shí)燈微亮（弱電）。 R17 可以調(diào)節(jié)電燈的亮度，調(diào)至明顯效果即可。 三 、電路的制作與調(diào)試 當(dāng)一個(gè)電路設(shè)計(jì)好后封信它的可行性可通過(guò)后就可把這個(gè)整機(jī)電路利用所給元件排版并焊接在專(zhuān)用的萬(wàn)能班上，焊接完后就可以把理論上的整機(jī)電路變?yōu)閷?shí)際的整機(jī)電路。為了方便單元電路的檢測(cè)，一定 要注意電源電路一定要最先焊。 在制作中，一定要注意許多細(xì)節(jié)，元件排布和焊接工藝是十分重南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 19頁(yè) 共 23頁(yè) 要的。元件排布是為了焊接的方便和布局的美觀，它的排布或許會(huì)花好多時(shí)間，但如果你以一個(gè)單元電路模塊、一個(gè)單元電路模塊來(lái)排布，這樣就可節(jié)約許多時(shí)間。在排布的過(guò)程中一定要注意傳感器件及控制器件的排布，在電路中光敏電阻這傳感器件一定要排在邊緣，不要排在一些發(fā)光器件周?chē)瑫r(shí)不要在光敏電阻周?chē)派弦恍?huì)阻光線(xiàn)的器件，要讓光敏電阻感光范圍大。至于一些其他控制器件（如按鈕開(kāi)關(guān)）也一定要安在適合操作的方位上，并且要顯眼。 至于焊接工藝，這 是每位參賽選手平時(shí)的基本功。焊接的好壞，直接關(guān)系到電子產(chǎn)品或制作的質(zhì)量，這必須嚴(yán)格要求。為了確保制品受到振動(dòng)或沖擊時(shí)不知脫落松動(dòng)，要求焊點(diǎn)一定要有良好的機(jī)械強(qiáng)度，為了確保良好的導(dǎo)電性能，要求焊點(diǎn)無(wú)虛焊、焊接要可靠，為了確保焊點(diǎn)的形狀表面圓而光滑、清潔、無(wú)毛刺，要求用好的焊錫松香和烙鐵。在焊接過(guò)程中一定要控制時(shí)間，要避免因加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而燒壞元件。焊接的連線(xiàn)不要太多焊錫，避免兩條平行而造成短路。 要熟悉所焊印制電路板的裝配圖，并按圖紙配料檢查元器件型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量是否符合圖紙上的要求。 元器件的裝焊順序依次是電 阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大功率管，其它元器件是先小后大。 電阻器的焊接 按圖將電阻器準(zhǔn)確地裝入規(guī)定位置，并要求標(biāo)記向上，字向一致。裝完一種規(guī)格再裝另一種規(guī)格，盡量使電阻器的高低一致。焊接后將露在印制電路板表面上多余的引線(xiàn)腳齊根剪去。 電容器的焊接 將電容器按圖紙要求裝入規(guī)定位置，并注意有極性的電容器其“ +”與“”極不能接錯(cuò)。電 容器上的標(biāo)記方向要南昌理工學(xué)院電子通訊專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 第 20頁(yè) 共 23頁(yè) 易看得見(jiàn)。先裝玻璃釉電容器、金屬膜電容器、瓷介 電容器，最后裝電解電容器。 二極管的焊接 正確辨認(rèn) 其 正負(fù)極后按要求裝入規(guī)定位置，型號(hào)及標(biāo)記 要易看得見(jiàn)。焊接立式二極管時(shí)，對(duì)最短的引線(xiàn)腳焊接時(shí)，時(shí)間不要超過(guò) 3 秒鐘。 三極管的焊接 按要求將 e、 b、 c 三根引線(xiàn)腳裝入規(guī)定位置。焊接時(shí)間應(yīng)盡可能的短些，焊接時(shí)用鑷子夾住引線(xiàn)腳，以幫助散熱。焊接大功率三極管時(shí)，若需要加裝散熱片，應(yīng)將接觸面平整，打磨光滑后再緊固，若要求加墊絕緣薄膜片時(shí)，千萬(wàn)不能忘記管腳與線(xiàn)路板上焊點(diǎn)需要連接時(shí)，要用塑料導(dǎo)線(xiàn)。 集成電路的焊接是將集成電路