數(shù)電課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、第一章 元器件介紹在電路中離不開各種元器件，一般常用的有電阻、電源、電容、二極管、三極管等。 在本實(shí)驗(yàn)中主要用到了二極管、電容、電阻。而最重要的是555定時(shí)器。1.1 電阻 電阻主要有壓敏電阻、光敏電阻、熱敏電阻、固定電阻和可調(diào)電阻。在實(shí)驗(yàn)中用到了三個(gè)固定電阻和兩個(gè)電位器。電位器即可調(diào)電阻，它有三個(gè)引腳，有正負(fù)的區(qū)別。1.2 電容 電容主要分為固定電容、半可變電容、可變電容。1.3 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。壓電式蜂鳴器  壓電式蜂鳴器主

2、要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5-15v直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5-2.5khz的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。第二章 555定時(shí)

3、器介紹555定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便靈活，用途廣泛的多功能電路。555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用cmos工藝制作的稱為7555，除單定時(shí)器外，還有對應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5v16v工作，7555 可在 318v工作，輸出驅(qū)動電流約為 200ma，因而其輸出可與 ttl、cmos 或者模擬電路電平兼容。 555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)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(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器

4、、電子測量及自動控制等方面。 培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索的能力，特別是如何利用internet檢索需要的文獻(xiàn)資料和利用公式編輯器。 培養(yǎng)靈活運(yùn)用所學(xué)的電力電子技術(shù)知識和創(chuàng)造性的思維方式以及創(chuàng)造能力。 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。 培養(yǎng)學(xué)生在電力電子技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)能力。2. 1 555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及其功能555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)：圖2-1 5g555定時(shí)器的邏輯圖圖2-2 555定時(shí)器的引腳圖引腳1gnd為接地端，引腳2和引腳6為其輸入端，3為輸出端，7為外引線端，8為接電壓端。22 555定時(shí)器的原理分析集成定時(shí)器5g555由電阻分壓器、電壓比較器、基本rs觸發(fā)

5、器、放電三極管和輸出緩沖器五部分組成。定時(shí)器的功能主要取決于比較器c1和c2，由它們的輸出直接控制基本rs觸發(fā)器的狀態(tài)和放電三極管t的狀態(tài)，從而決定整個(gè)電路的輸出狀態(tài)。電阻分壓器    由3個(gè)阻值均為5k的電阻串聯(lián)構(gòu)成分壓器，為電壓比較器c1和c2提供參考電壓。當(dāng)控制端不外加控制電壓u時(shí), =2/3,u=1/3。當(dāng)控制端co外加控制電壓時(shí),比較器的參考電壓將發(fā)生變化,相應(yīng)的電路的閾值，觸發(fā)電平也將隨之改變，并進(jìn)而影響電路的定時(shí)參數(shù)。為了防止干擾，當(dāng)不外加控制電壓時(shí)，co端一般通過一個(gè)小電容(如0.01f)接地，以旁路高頻干擾。電壓比較器c1和c2 

6、60; 電壓比較器c1和c2是兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的理想運(yùn)算放大器。當(dāng)運(yùn)算放大器的同相輸入u+大于反相輸入u-時(shí)，其輸出為高電平1信號；而當(dāng)u+小于u-時(shí)，其輸出為低電平0信號。   比較器的同相輸入端(+端)接參考電壓，反相輸入端(-端)與閾值輸入端th相連，其輸出端r的狀態(tài)取決于閾值輸入信號與的比較結(jié)果。    當(dāng)時(shí)，輸出為高電平1；當(dāng)時(shí)，輸出為低電平0。    比較器c2的同相輸入端(+端)與觸發(fā)輸入端相連，反相輸入端(-端)接參考電壓，其輸出端的狀態(tài)取決于觸發(fā)輸入信號與的比較結(jié)果。  

7、60; 當(dāng)時(shí)，輸出為高電平1；時(shí)，輸出為低電平0?；緍s觸發(fā)器    兩個(gè)與非門和構(gòu)成了低電平觸發(fā)的基本rs觸發(fā)器。觸發(fā)器輸入信號、為比較器、的輸出，觸發(fā)器端狀態(tài)為電路輸出端的狀態(tài)，觸發(fā)器端狀態(tài)控制放電三極管的導(dǎo)通與截止。當(dāng)外部復(fù)位信號為o (低電平)時(shí)，可使=0，定時(shí)器輸出直接復(fù)位。放電三極管    放電三極管構(gòu)成泄放電路，的集電極用輸出端表示。如果將端經(jīng)過一個(gè)外接電阻接至電源，即可組成一個(gè)反相器。當(dāng)=0（=1)時(shí)，導(dǎo)通，端輸出為低電平0；當(dāng)時(shí)=1（=0)，截止，端輸出為高電平1?？梢?，端的邏輯狀態(tài)與輸出端的狀態(tài)相同。輸出緩沖器&

8、#160;   輸出緩沖器的作用是提高負(fù)載能力，并隔離負(fù)載對定時(shí)器的影響。2.3 555定時(shí)器的邏輯功能（1）外接控制電壓時(shí)，555的邏輯功能表2-1 5555邏輯功能輸  入比較器輸出輸  出放電三極dd0dd0導(dǎo)通1101截止111不變不變1010導(dǎo)通當(dāng)，時(shí)，基本觸發(fā)器被置1，同時(shí)v截止；當(dāng)， 時(shí)，基本觸發(fā)器保持不變，同時(shí)v保持不變；當(dāng)， 時(shí)，基本觸發(fā)器被置0，同時(shí)v導(dǎo)通。（2）不外接控制電壓時(shí)，555的邏輯功能表2-2 555的邏輯功能輸     入輸    出放電三極

9、管dd00導(dǎo)通<2/3<1/311截止<2/3>1/31不變不變>2/3>1/300導(dǎo)通當(dāng)<2/3，<1/3時(shí)，基本觸發(fā)器被置1，同時(shí)截止；當(dāng)<2/3，>1/3時(shí)，基本觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，同時(shí)不變；當(dāng)>2/3，>1/3時(shí)，基本觸發(fā)器被置0，同時(shí)導(dǎo)通。第三章 用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器由555定時(shí)器和外接元件、構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過、向充電，以及通過向放電端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容在2/3和1/3之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的

10、矩形波，對應(yīng)的波形如圖11-2所示。 圖3-1 555構(gòu)成多諧振蕩器 圖3-2 多諧振蕩器的波形圖3.1 多諧振蕩器的工作原理 接通電源后，電容被充電，上升，當(dāng)上升到2/3時(shí)，觸發(fā)器被復(fù)位， 同時(shí)放電 導(dǎo)通，此時(shí)為低電平，電容通過和放電，使下降。當(dāng)下降到1/3時(shí)，觸發(fā)器又被置位，翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器放電所需的時(shí)間為        （3-1）             （3-2）    &#

11、160;  當(dāng)放電結(jié)束時(shí)，截止，將通過、向電容器充電，由1/3上升到2/3所需的時(shí)間為 （3-3） 當(dāng)上升到2/3時(shí)，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，在輸出端就得到了一個(gè)周期性的方波，其頻率為 （3-4）    由于555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。二、 輸出信號的時(shí)間參數(shù)是： （3-5） (3-6) (3-7)其中，為由1/3上升到所需的時(shí)間，為電容放電所需的時(shí)間。555電路要求與均應(yīng)不小于1k，但兩者之和應(yīng)不大于3.3m。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555

12、定時(shí)器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。3.2 課題設(shè)計(jì)的實(shí)物圖3-4 555定時(shí)器報(bào)警電路圖3.3 調(diào)試過程1、 將數(shù)字電子技術(shù)試驗(yàn)箱5v電壓和接地端與焊接板的電源端和接地端相連。2、 打開數(shù)字電子技術(shù)試驗(yàn)箱電源，兩個(gè)調(diào)節(jié)滑動變阻器分別觀察發(fā)光二極管和蜂鳴器工作頻率的變化現(xiàn)象。3.4 調(diào)試結(jié)果喇叭發(fā)出響聲，調(diào)節(jié)r1電阻發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管的跳動頻率發(fā)生變化。第四章 課題設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)星期，通過這一個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的不足，自己知識的漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。首先我們領(lǐng)

13、取了課程設(shè)計(jì)所需的器件材料，且趙老師和我們核對了器件。當(dāng)任務(wù)指導(dǎo)書發(fā)下來后，首先我根據(jù)指導(dǎo)書上的圖畫出自己的報(bào)警器接線圖。在畫接線圖時(shí)，要注意的是線的布局上既要美觀又要實(shí)用和走線簡單，且交叉要盡可能的少，兼顧到方方面面去考慮是很需要的。接下來將元器件插好后就要焊接，焊接的注意事項(xiàng)也很多：第一，烙鐵應(yīng)與引腳接觸；第二，焊接的時(shí)間要短，一般不宜超過10秒；第三，撤離烙鐵后千萬不可晃動引腳，必須等焊錫凝固后再松開鑷子。焊接質(zhì)量可從焊錫是否填滿通孔、焊點(diǎn)是否圓亮來判斷。對于焊點(diǎn)周圍的松香焦渣，可用乙醇擦去，千萬不要使用含有氯化物的溶劑、汽油或肥皂水。吸取上次電拖課程設(shè)計(jì)的教訓(xùn)，在焊接時(shí)，我步步小心，將

14、自己已連接的導(dǎo)線在接線圖上打鉤，以免少焊電路連線以致電路無法正常工作。最后就是調(diào)試，這是最激動人心的一刻，希望自己的電路能正常工作。將數(shù)字電子技術(shù)試驗(yàn)箱5v電壓和接地端與焊接板的電源端和接地端相連，當(dāng)看到發(fā)光二極管一閃一閃、聽到蜂鳴器發(fā)出間隙的聲響時(shí)，此時(shí)的心情是無法形容的。從此次課程設(shè)計(jì)中，我有以下收獲：1、 在制作pcb時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)心耐心，恒心一定要有才能做好事情；2、 加強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的能力；3、 對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，實(shí)踐出真知；由于課本上的知識太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多元件的功能，

15、并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實(shí)踐讓我們對各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識來源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。同時(shí)對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高