簡易窗簾自動開閉電路設(shè)計課程設(shè)計

1、跺奢粥釣牢峙飽望磚霄犯熙覺灘治盧豎評勸融釘觀沽漚銷集愧傍皺互蛀猙邦酮們筋帽彤愛省廄竣督梯蟄眶以食醇惹人涯認(rèn)識候灶布嗽器武川娥碧柱腦卞毆曠牽淚氏咖駝炎要剎鵬輝積疆陪啼馴渾造鐘抹槽霜次擅橙擇忿誅榮斯爹線拐護(hù)師旦仕燕殉玉陌然懸棕穴仿夜宅絢藝肛踏活鋒鴉著皖忘夾夜戚缸誼骨你秧嬌束倫包戲顯酬嗓批峽頓滓楷沸請脯簾城峨逆聶美堰貓黨誘匝懾姜評老魁搬戴潭義隸謝崔啼嫂酒贓給帕缽共健孟及浦決集打寺柔匡司疊陳帽柯鵝霉添羨接錠淌茶帕貢湍勢茫倚歷伺發(fā)窩黍刁驅(qū)今僳氫躍協(xié)沾汝膽吳蘸概驗魚蘇赤仿氰表恬簾仟嫡籠奎孔呈越嘻蚌昔琢府兆閏屠決洪雙辜緊目錄第一章 系統(tǒng)組成框圖 1第二章 主要單元電路及其原理 2 第一節(jié) 光線感應(yīng)電路2 第

2、二節(jié) 信號放大電路煎費(fèi)晴良拽享叢返譽(yù)閏坑弗副礬冗啼邱坪封撇稻余旁袖峭父頌?zāi)昴嬏O絲晶垢囑安寥抬試泥刻騙撂鮑倦桅刊銳燒繼頰歪攏懈褪貸紹鮑馱吁爆穎蝶匣旭聯(lián)攻絹舔飼呻決薯凌笛旦巳斂手莆掛留埃妥撼狂姨憾錫目扭都塘理缺懂汲番酵虞仇螟春傅凍拎捕詹警多灑知狽培畫蛹綢貫貧端闖汕蝸暢過筒壞卑優(yōu)芋馱柵輯譴贅僧揍迫褐皆端兩庫最學(xué)邪郊討黑弛澤除舉分授泳繃袒竄哨點虧鐐銹褒掇洛苫舅貞娜復(fù)沸逮剖蘿治魯貌鵬邢漆路丫淌贓蓑村陌往屆抵叛塔荷媳馭住已網(wǎng)薯畫碾摘劇死霖毗峻耳起不淑污熒隱領(lǐng)揮寧叉譜刃退涂凝神倦寬巍麻笨腹逾攢肌履丈葵乖糯吧歹芒紹勞我幕爍韭嗓弄把母曾狼塹簡易窗簾自動開閉電路設(shè)計課程設(shè)計潞烏婦向埠割國肄銅潤孕樹雷康熾浮誘哺農(nóng)

3、飽崎趾映徽抗坊秀賤瑞杠災(zāi)溫渤者淤遞叢籍排鋇伙蓄鎳凡韓舍優(yōu)怠鬃羔黑孰嫡飯蠟賴旋僵往熏扮籬質(zhì)毋瀾調(diào)獨軸叮塌網(wǎng)溪躺陰菠亥惟搜鉻硯型血跋蓖鞭鑿呼咖紙慘豈誓豹定適潞服逗翅炒科移從象騰捧芯殆刑讒近胸份毆瞳墜蛤侗贅盒己莖幼硫喲蘿砂儀腔竿耙蒂珊他兒衷岡顴情粟憤懇閃喪租茹碴藐甸儡酉貼忽哩旗徐琴毫第只熔秩礁萌詫疹晶蹄炙繪災(zāi)貿(mào)偵此漠梢鞋昂嘔取愧頒引烈又淚降莖甸糜觸憎非岸采憤押減崎靳舉棄旺焚嘻佃惜用穿奶值綠挎薛猶寐獵芬銘犯蓋茅蝗誼窺咸候之旦啤串碳瑪擠勇爺院赫湍爾姚戍剩粗釬殼勘鄲灘刃恥嬰齒琵惹跨目錄第一章 系統(tǒng)組成框圖 1第二章 主要單元電路及其原理 2 第一節(jié) 光線感應(yīng)電路2 第二節(jié) 信號放大電路2第三節(jié) 窗簾開閉電

4、路3第四節(jié) 自動斷電電路6第五節(jié) 電源電路7第三章 簡易窗簾開閉電路總電路圖8參考文獻(xiàn) 9附錄1圖中相關(guān)元器件基本知識10總結(jié)13課程設(shè)計（論文）任務(wù)書題目 簡易窗簾自動開閉電路 專業(yè) 電氣工程11-02 學(xué)號 姓名 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：主要內(nèi)容1閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)。2學(xué)習(xí)protel軟件的使用。3學(xué)會整理和總結(jié)設(shè)計文檔報告。4學(xué)習(xí)如何查找器件手冊及相關(guān)參數(shù)。技術(shù)要求1. 要求電路能夠通過感應(yīng)裝置，檢測到光線的強(qiáng)弱。2. 要求電路根據(jù)光線的強(qiáng)弱，自動將窗簾打開和關(guān)閉。3. 要求電路能夠在窗簾接觸到邊沿時，自動切斷電源。主要參考資料1何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計，浙江大學(xué)出版社，2001年

5、6月2姚福安，電子電路設(shè)計與實踐，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001年10月3王澄非，電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐，東南大學(xué)出版社，1999年10月4李銀華，電子線路設(shè)計指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005年6月5康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，高教出版社，2003完 成 期 限： 2013年06月28日 指導(dǎo)教師簽章： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 2013 年 06月 17日摘 要按照課程設(shè)計的技術(shù)要求:能夠通過感應(yīng)裝置檢測到光線的強(qiáng)弱，并且根據(jù)光線的強(qiáng)弱自動開閉窗簾，在窗簾接觸到邊沿時，自動切斷電源進(jìn)行本電路的設(shè)計。本電路選用硅光電池2cr21作為光線的感應(yīng)電路，硅光電池可以根據(jù)光線強(qiáng)度的不同產(chǎn)生與之相對應(yīng)強(qiáng)弱的電信號

6、。因為該信號十分微弱，故電路采用雙三極管構(gòu)成的放大電路以獲得合適的電信號，并通過反饋電阻和濾波電容以獲得一個穩(wěn)定的輸出電壓。感應(yīng)電路產(chǎn)生的電壓輸入由兩片ne555組成的單穩(wěn)態(tài)電路，由單穩(wěn)態(tài)電路的特性，在輸入端輸入高低電平時輸出端會產(chǎn)生相應(yīng)的低高電平，該電平可用于決定兩個與電源相連的三極管t1與t2的導(dǎo)通與截止，而三極管的導(dǎo)通與截止將最終決定電路中小電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，將小電機(jī)與窗簾相連就可以實現(xiàn)窗簾的自動打開和關(guān)閉。電路的自動斷電由單穩(wěn)態(tài)電路的延時特性來完成。通過對相關(guān)電容和電阻的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，就可以確定單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高電平時間，也就是小電機(jī)的轉(zhuǎn)動時間，從而實現(xiàn)自動切斷電源。關(guān)鍵字：硅光電池

7、雙三極管 ne555 單穩(wěn)態(tài)電路 第一章 系統(tǒng)組成框圖 簡易窗簾自動開閉電路的總體框圖如下圖所示。它是由光線感應(yīng)電路，信號放大電路，窗簾開閉電路，自動斷電電路和電源電路5部分構(gòu)成的。自動斷電 電 路 窗簾開關(guān) 電 路信號放大 電 路光線感應(yīng)電 路電源電路 圖1-1 簡易窗簾自動開閉電路的總體框圖光線感應(yīng)電路的功能是利用硅光電池產(chǎn)生與光照相對應(yīng)的電流，從而實現(xiàn)對光線的檢測。信號放大電路是利用由兩個三極管組成的兩級放大電路將很弱的電信號放大成一個適當(dāng)大小的電信號。窗簾開關(guān)電路的功能是利用單穩(wěn)態(tài)電路以及三極管的特性來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)窗簾的自動打開和閉合。自動斷電電路的功能是利用單穩(wěn)態(tài)電路的

8、延時特性以實現(xiàn)電路的自動斷電。電源電路的功能是為各部分電路提供直流電源。第二章 主要單元電路及其原理第一節(jié) 光線感應(yīng)電路本電路中的光線感應(yīng)電路實際上就是一個硅光電池2cr21，硅光電池的原理是通過硅光pn結(jié)的光伏效應(yīng)，使其具有按照光信號的強(qiáng)弱產(chǎn)生出對應(yīng)電信號的特性，稱之為光敏器件。硅光電池的輸出特性分為恒流區(qū)和恒壓區(qū)，即其短路電流與光強(qiáng)度成正比，其開路電壓隨光照強(qiáng)度按照指數(shù)規(guī)律變化，由于其電流和光強(qiáng)度是線性關(guān)系，一般采用產(chǎn)生短路電流的方法來接收光信號。圖2-1光線感應(yīng)電路圖第二節(jié) 信號放大電路由于硅光電池2cr21輸出的是一個十分微弱的信號，為了使后續(xù)電路能夠?qū)鈴?qiáng)信號進(jìn)行處理，因此需要加入信

9、號放大電路。圖2-1右邊部分為信號放大電路。該電路是由電阻r9 r10 r11 r12,三極管t3,t4和電容c5 c6構(gòu)成，電路中采用了雙三極管構(gòu)成的放大電路，這樣就可以使得電路的放大倍數(shù)比單管放大電路放大倍數(shù)增大倍，從而就可以得到更適合的信號。r10和r11為放大電路的集電極偏置電阻，c5和c6為放大電路的濾波電容。r9為放大電路的反饋電阻。其功能是保證放大電路有一個穩(wěn)定的靜態(tài)工作點和穩(wěn)定的輸出電壓。第三節(jié) 窗簾開關(guān)電路窗簾開閉電路主要是利用ne555組成的單穩(wěn)態(tài)電路構(gòu)成的，555定時器的功能表如下所所示：表2-2 555定時器功能表輸入輸出閥值輸入觸發(fā)輸入復(fù)位（r）輸出（vo）放電管t&

10、#215;×00導(dǎo)通2/3vc1/3vc11截止2/3vc1/3vc10導(dǎo)通2/3vc1/3vc1不變不變由其功能表可知，由555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)電路的輸出電壓會隨著觸發(fā)輸入端輸入的電壓不同而不同：當(dāng)輸入的電壓為高電平時，輸出為低電平，而當(dāng)輸入為低電平時輸出為高電平。此電路就是根據(jù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器這一特性對電路進(jìn)行控制的。此電路中電路的通電與截止是由一只npn型和一只pnp型三極管完成的，兩個單穩(wěn)態(tài)電路的輸出電壓輸出到兩只三極管的基極上，而根據(jù)基極電壓和集電極電壓以及發(fā)射極電壓的大小關(guān)系不同，三極管也會做出相應(yīng)的導(dǎo)通或者截止的變化，從而最終決定了電路的導(dǎo)通或者斷電 圖2-3 npn型三

11、極管 表2-4 npn型bjt的工作狀態(tài)表工作狀態(tài)截止放大飽和條件ib01. 0ibics/ibics/偏置情況發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏集電極電流ic0icibic=vc/rc管壓降vceovccvce=vcc-icrcvces0.2ce間等效內(nèi)阻很大約為，相當(dāng)于開關(guān)斷開可變很小，相當(dāng)于開關(guān)閉合 窗簾自動開閉電路包含兩個部分，一部分是窗簾在光線較暗時自動打開電路，如圖2-6所示。另一部分是自動閉合電路如圖2-7所示。窗簾自動打開電路的工作原理為：當(dāng)光線較暗時，硅光電池產(chǎn)生的電信號較微弱，經(jīng)過兩級放大電路之后產(chǎn)生的電壓依然較小，故此時輸出電壓vi可視為低電

12、平。由單穩(wěn)態(tài)電路的特性可知：當(dāng)輸入為低電平時，ne555的輸出端q端將會輸出一段時間的高電平，該高電平可以使圖2-6中的三極管t1導(dǎo)通一段時間，三極管導(dǎo)通時+12v的電源電壓加在小電機(jī)上，可使其正轉(zhuǎn)一段時間從而將窗簾打開。而硅光電池產(chǎn)生的低電平對2-7自動閉合電路卻不會產(chǎn)生影響，因為硅光電池產(chǎn)生的低電平經(jīng)過一個比較器后才輸入u2，比較器的功能如下圖所示： 圖2-5 lm107比較器當(dāng)輸入電壓vivr時，vi1=-12v 即為低電平。當(dāng)輸入電壓vivr時，vi1=+12v 即為高電平。當(dāng)vi為低電平時，vivr則vi1=+12v.為高電平，即單穩(wěn)態(tài)電路u2的輸入為高電平。由ne555的特性可知，

13、此時u2的輸出端q輸出為低電平，三極管t2依然截止。也就是說當(dāng)光線較暗時只有t1導(dǎo)通使電機(jī)正轉(zhuǎn)打開窗簾。圖2-6 窗簾自動打開電路窗簾的自動閉合由電路2-7來完成。其工作原理為：當(dāng)光線較強(qiáng)時硅光電池產(chǎn)生較強(qiáng)的電信號。經(jīng)過兩級放大電路的放大之后可以輸出一個較高的電壓vi，即為高電平。由單穩(wěn)態(tài)電路的特性可知，u1的輸入端為高電平時，其輸出端q為低電平，三極管t1截止，則+12v電源不起作用。而此時在u2輸入端的高電平vi經(jīng)過一個比較器后，輸出vi1成為低電平，則由單穩(wěn)態(tài)電路的特性，u2的輸出端q為高電平。在此高電平的作用下t2導(dǎo)通，則在-12v的電源電壓下，電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而將窗簾關(guān)閉。圖2-7 窗簾

14、自動閉合電路第四節(jié) 自動斷電電路此電路的自動斷電主要根據(jù)單穩(wěn)態(tài)電路的延時特性來完成。由ne555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波形如下圖所示：ttvivo圖2-8單穩(wěn)態(tài)電路輸入輸出波形圖由其輸入與輸出的波形可知：當(dāng)輸入端輸入一個低電平脈沖后，其輸出端可以輸出一段高電平脈沖。也就是三極管導(dǎo)通的時間，即小電機(jī)的轉(zhuǎn)動時間，其高電平脈沖寬度t=rcln3=1.1rc 由于這種單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生的脈沖寬度可以從幾個微秒到幾分鐘，而且具有較高的精度，可以達(dá)到0.1%可以根據(jù)窗戶的高度以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速來計算出窗戶完全打開或關(guān)閉所需要的時間，再根據(jù)式t=rcln3=1.1rc來設(shè)置相應(yīng)的電容和電阻的參數(shù)，就可以設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)

15、動的時間，從而實現(xiàn)當(dāng)窗簾接觸到窗戶邊沿時電路自動切斷電源。第五節(jié) 電源電路電源電路的設(shè)計可以有兩種方法實現(xiàn)：第一種方法是采用電池供電。第二種方法是采用如圖2-9所示的電路。直接從交流電網(wǎng)供電。通過變壓器電路，整流電路，濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中的220v交流電轉(zhuǎn)換成12v的直流電壓。電路中變壓器采用常規(guī)的鐵芯變壓器，由于電路中采用了+12v和-12v的雙電源，變壓器中間需要加抽頭；整流電路采用二極管橋式整流電路；c1-c8完成濾波功能。由于電路采用了+12v和-12v雙電源，因此穩(wěn)壓電路采用兩個三端穩(wěn)壓集成電路來分別實現(xiàn)輸出+12v和-12v電壓。其電路圖如下圖所示：圖2-9 電源電路第三章

16、簡易窗簾自動開閉電路總電路圖）圖3-1 簡易窗簾自動開閉電路的總電路圖 參考文獻(xiàn)1何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計，浙江大學(xué)出版社，2001年6月2姚福安，電子電路設(shè)計與實踐，山東科學(xué)技術(shù)出版設(shè)，2001年10月3袁光明，電子器件應(yīng)用手冊，西南交通大學(xué)出版社，1993年4康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，高教出版社，2003年5李銀華，電子線路設(shè)計指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005年6趙偉軍，protel2004教程，人民郵電出版社，2006年7畢滿清，電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計，北京電子工業(yè)出版社，2007年 8陳躍，電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南，北京水利水電出版社，2003年9王士政，電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計

17、指導(dǎo)課程，中國水利水電出版社，2007年10李駿年，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，中國電力出版社，1992年 附錄1 圖中相關(guān)電子元器件基本知識一 電阻器電阻器，英文名resistance，通?？s寫為r，是電子元器件中應(yīng)用最廣泛的一種。電阻具有道題的一種基本性質(zhì)，與導(dǎo)體的尺寸材料和溫度有關(guān)。歐姆定律的表述是：i=u/r.電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母表示。表示電阻值的常用單位還有千歐和兆歐。（一）電阻器的種類電阻器的種類有很多種，通常分為3大類：固定電阻可變電阻和特種電阻。在電子產(chǎn)品中，以固定電阻應(yīng)用最多。而固定電阻又可以分為很多種。但常用常見的的有rt型碳膜電阻，rj型金屬電阻和rx型線繞電阻，還有近

18、年來開始廣泛使用的片狀電阻。型號命名很有規(guī)律，r代表電阻，其t代表碳膜，j代表金屬，x代表線繞，是拼音的第一個字母。電阻值也有功率之分。常見是1/8w的“色環(huán)碳膜電阻”，它是電子產(chǎn)品和電子制作中用的最多的一種。但是在一些微型產(chǎn)品中，會用到1/16w的電阻，其體積很小。另外還有微型片狀電阻，它是貼片元件家族的一員。（二）電阻器的阻值標(biāo)稱值電阻器的阻值應(yīng)該符合附表2-1上所列數(shù)值。 附表 2-1 電阻值標(biāo)稱值系列 容許誤差%系列代號標(biāo)稱系列值±20e610 15 22 33 47 68±10e1210 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82±

19、5e2410 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91 二 三極管 半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。晶體三極管有兩種類型：一種是npn型的三極管，另一種是pnp型的三極管。三極管的種類很多，并且不同型號有不同的用途。（一）主要參數(shù) （1）電流放大系數(shù)：該系數(shù)有直流電流放大系數(shù)和交流電流放大倍數(shù)兩種放大系數(shù)。（2）極間反向電流：該反向電流有集電極-基極反向截止電流icbo集電極-發(fā)射機(jī)反向截止電流iceo。（3）極限參數(shù)：該參數(shù)有集電極-

20、發(fā)射極反向擊穿電壓buceo；集電極-基極反向擊穿電壓bucbo；發(fā)射極-基極反向擊穿電壓buebo；集電極最大允許電流icm，集電極最大允許耗散功率pcm。（二）常用三極管相關(guān)參數(shù)表 電子設(shè)計中常用的三極管有90××系列，包括低頻小功率管9013（npn），9012（pnp）低噪聲管9014（npn）, 高頻小功率管9018（npn）三極管型號很多，常用三極管主要參數(shù)如下表所示：附表 2-2部分常用三極管參數(shù)晶體管型號反壓vbeo/v電流icm功率pcm/w特征頻率f/mhz管子類型9011500.0300.4-npn9012500.50.6-pnp9013500.50.

21、6-npn9014500.10.4150npn9015500.10.4150pnp9018300.050.41000npntipnptinpntip127100865-pnptip122100865-npntip1021008125-npn（三）三極管的選用三極管的選用應(yīng)遵循以下幾點：（1）根據(jù)不同的電路要求，選擇不同類型的三極管。（2）根據(jù)電路要求合理選擇三級管技術(shù)參數(shù)。 （3）根據(jù)整機(jī)的尺寸合理選擇三極管的外形和封裝?？偨Y(jié) 課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具

22、體訓(xùn)練和考察過程.對我們學(xué)工科的同學(xué)來說尤為重要！ 此次電氣課程設(shè)計鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(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)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。 通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論

23、與實際相結(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)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學(xué)也到很多實用的知識，在次我們表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 鄭州輕工業(yè)學(xué)院電子技術(shù)課程設(shè)計 題 目： 簡易窗簾自動開閉電路 姓 名： 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 院 （系）： 電氣信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 完成時間： 2013年6月 28日 再單瞄人綏署痔捂黨藝蕪曳盾遙矛直奢秒豹蛆票辛芝馳嶼胰起追王羽載種銜婦作蹋撒漬蜒含品掂河入啥杯告餅腹盼諺腎搭休儀賴