簡易窗簾設計報告課程設計

1、0 / 17 文檔可自由編輯打印摘摘 要：要：.3一、設計思想及要求：一、設計思想及要求：.3二、設計方法：二、設計方法：.41、原理示意圖.42、元器件介紹.53、光電開關：.64、555 時基電路.75、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：.96、電源電路：.10三、目標設置三、目標設置.131、具體功能模塊、具體功能模塊.13四、簡易窗簾自動開閉系統(tǒng)實際中調整與改進及現(xiàn)實應用背景四、簡易窗簾自動開閉系統(tǒng)實際中調整與改進及現(xiàn)實應用背景.14五、五、 總結設計體會總結設計體會.15簡易窗簾自動開閉電路圖簡易窗簾自動開閉電路圖.16參考文獻.16附錄附錄.17元件清單.171 / 17 文檔可自由編輯打印主要內容主

2、要內容1閱讀相關科技文獻。2學習 protel 軟件的使用。3學會整理和總結設計文檔報告。4學習如何查找器件手冊及相關參數(shù)。技術要求技術要求1.要求電路能夠通過感應裝置，檢測到光線的強弱。2.要求電路根據(jù)光線的強弱，自動將窗簾打開和關閉。3.要求電路能夠在窗簾接觸到邊沿時，自動切斷電源。主要參考資料主要參考資料1何小艇，電子系統(tǒng)設計，浙江大學出版社，2001 年 6 月2姚福安，電子電路設計與實踐，山東科學技術出版社，2001 年 10月3王澄非，電路與數(shù)字邏輯設計實踐，東南大學出版社，1999 年 10月4李銀華，電子線路設計指導，北京航空航天大學出版社，2005 年 6月5康華光，電子技術

3、基礎，高教出版社，20036. 查閱相關電子設計內容科技期刊等文獻資料及瀏覽相關網(wǎng)站摘摘 要要隨著電子制作知識的不斷增加和電子制作過程中經(jīng)驗的不斷積累，發(fā)現(xiàn)在電子制作及調試過程中，特別是在數(shù)字電子技術的制作過程中，對 555 的學習和了解特把學習的知識運用到實際，進一步加深理解。我們知道，555 時基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結合在同一硅片上的組合集成電路。555 電路在應用和工作方式上一般可歸納為 3 類。2 / 17 文檔可自由編輯打印每類工作方式又有很多個不同的電路。在實際應用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個單穩(wěn)、多個雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無穩(wěn)，雙穩(wěn)和無穩(wěn)的組合等

4、。這樣一來，電路變的更加復雜。為了便于我們分析和識別電路，更好的理解 555 電路，我簡單用單穩(wěn)態(tài)制作的自動門簾控制電路希望通過該電路的應用加深對 555 的理解。一、設計思想及要求一、設計思想及要求1.要求電路能夠通過感應裝置，檢測到光線的強弱。2.要求電路根據(jù)光線的強弱，自動將窗簾打開和關閉。3.要求電路能夠在窗簾接觸到邊沿時，自動切斷電源。3 / 17 文檔可自由編輯打印二、設計方法二、設計方法1、原理示意圖、原理示意圖 原理圖：原理圖： 原理：原理：交流 220V 電壓經(jīng)變壓器降壓、整流橋整流、7812 穩(wěn)壓和 C7、C6、C5，C8 濾波后，產生 12V 直流電壓，供給 IC1、IC

5、2 和光控電路。清晨，光敏電阻 VTL 在自然光線的照射下導通，使 IC1 的 2 腳和晶體管 VT 的基極為低電平，VT 截止，IC1 內部的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器動作（變?yōu)闀悍€(wěn)態(tài)），其 3 腳輸出高電平，IC2 的 2 腳為高電平，3 腳為低電平。電動機 M 正轉，將窗簾拉開。當窗簾拉開到位后，IC1 又由暫穩(wěn)態(tài)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)，其 3 腳恢復為低電平，使電動機 M 停轉。旁晚光線暗淡時，VTL 截止，IC1 因 2 腳為高電平而不能被觸發(fā)，其 3 腳為低電平。VT 因基極變?yōu)楦唠娖蕉鴮?，其集電極電壓下降，4 / 17 文檔可自由編輯打印使 IC2 的 2 腳產生低電平觸發(fā)電壓，IC2 內部的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

6、翻轉，由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀簯B(tài)，3 腳輸出高電平，使電動機 M 反轉，窗簾開始閉合。窗簾閉合到位后，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器恢復為穩(wěn)態(tài)，IC2 的 3 腳變?yōu)榈碗娖?，電動機 M 停轉。調節(jié)電位器 RPl 和 RP2，可以改變電動機的運轉時間。在陰雨天時，由于光線較弱，可以直接改用手動控制，操作如下：K1 一 K3 為手動按鈕。采用手動控制時，應將 K3 關斷，使光控電路失效。按動 K1 時，IC1 觸發(fā)翻轉，電動機 M 正轉，將窗簾拉開；按動 K2 時，IC2 觸發(fā)翻轉，電動機 M 反轉，將窗簾拉起。2 2、元器件介紹、元器件介紹R1、R2 均選用 1/4W 碳膜電阻器；B3 選用 1/2W 金屬膜電阻器。RPl、

7、RP2 均選用小型膜式線性電位器。C1、C4、C7 和 C8 均選用耐壓值為 25V 的鋁電解電容器；C2、C3 選用滌綸電容器或獨石電容器,C5 和 C6 用陶瓷電阻 104。VTL 選用 3DU 系列的光敏電阻；VT 選用 S9014 型號的硅 NPN 型晶體管。IC1 和 IC2 選用 NE555變壓器可選用單輸出 22015V;整流橋可用四個 4007 穩(wěn)壓二極管組成5 / 17 文檔可自由編輯打印穩(wěn)壓管用 7812Kl、K2 均選用微型按鈕；K3 選用自鎖動斷型按鈕3 3、光電開關：、光電開關：光電開關是一種利用感光元件對變化的入射光加以接收, 并進行光電轉換, 同時加以某種形式的放

8、大和控制, 從而獲得最終的控制輸出“開”、 “關”信號的器件。上圖為典型的光電開關結構圖。是一種反射式的光電開關, 它的發(fā)光元件和接收元件的光軸在同一平面且以某一角度相交，交點一般即為待測物所在處。 當有物體經(jīng)過時, 接收元件將接收到從物體表面反射的光, 沒有物體時則接收不到。透射式的光電開關, 它的發(fā)光元件和接收元件的光軸是重合的。 當不透明的物體位于或經(jīng)過它們之間時, 會阻斷光路, 使接收元件接收不到來自發(fā)光元件的光, 這樣起到檢測作用。6 / 17 文檔可自由編輯打印光電開關的特點是小型、高速、非接觸, 而且與 TTL、 MOS 等電路容易結合。此類傳感器目前也多為開關量傳感器，輸出的為

9、 1，0 開關量信號，可以和單片機直接連接使用。光電開關廣泛應用于工業(yè)控制、自動化包裝線及安全裝置中作光控制和光探測裝置?？稍谧钥叵到y(tǒng)中用作物體檢測， 產品計數(shù), 料位檢測，尺寸控制，安全報警及計算機輸入接口等用途。4 4、555555 時基電路時基電路555 時基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結合在同一硅片上的組合集成電路。它設計新穎，構思奇巧，用途廣泛，備受電子專業(yè)設計人員和電子愛好者的青睞，人們將其戲稱為偉大的小 IC。1972 年，美國西格尼蒂克斯公司)研制出 NE555 雙極型時基電路，設計原意是用來取代體積大,定時精度差的熱延遲繼電器等機械式延遲器。但該器件投放市場后，人們發(fā)現(xiàn)

10、這種電路的應用遠遠超出原設計的使用范圍，用途之廣幾乎遍及電子應用的各個領域，需求量極大。美國各大公司相繼仿制這種電路 1974 年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上將兩個雙極7 / 17 文檔可自由編輯打印型 555 單元集成在一起，取名為 NF556。1978 年美國英特錫爾公司研制成功 CMOS 型時基電路 ICM555 1CM556,后來又推出將四個時基電路集成在一個芯片上的四時基電路 558 由于采用 CMOS 型工藝和高度集成，使時基電路的應用從民用擴展到火箭、導彈,衛(wèi)星,航天等高科技領域。在這期間，日本、西歐等各大公司和廠家也競相仿制、生產。盡管世界各大半導體或器件公司、廠家都在生產各

11、自型號的 555556 時基電路，但其內部電路大同小異，且都具有相同的引出功能端。555 時基集成電路的工作原理與應用 ： 555555 定時器定時器555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為 VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于 VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則

12、 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。1、555 定時器有兩個閥值電平，分別是 1/3Vcc 和 2/3Vcc；2、輸出端是低電平時三極管 TD導通，7 叫輸出低電平；輸出端為高電平時三極管截止，如果 7 腳接一個上拉電阻，7 腳輸出為高電平，所以 7 叫接一個上拉電阻時，輸出狀態(tài)與 3 相同。8 / 17 文檔可自由編輯打印5 5、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：555 定時器主要由比較器、觸發(fā)器、反相器和三個 5K 的電阻組成的分壓器等部分構成，電路如下：555 內部結構圖內部結構圖9 / 17 文檔可自由編輯打印6 6、電源電路：、電源電路

13、：電源電路的設計可以采用兩種方法來實現(xiàn)，第一種方法是采用電池供電，需要注意的問題是選擇合適電池的指標參數(shù)與電路相匹配。第二種方法是采用如下圖所示的電路，直接有電網(wǎng)供電，通過變壓器電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中的 220V 交流電轉化為+12V 直流電壓。電路中的變壓器采用常規(guī)的鐵芯變壓器，整流電路10 / 17 文檔可自由編輯打印采用二極管橋式整流電路，C5、C6、C7 和 C8 完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來實現(xiàn)11 / 17 文檔可自由編輯打印高壓交流電轉變低壓直流電路圖高壓交流電轉變低壓直流電路圖12 / 17 文檔可自由編輯打印電源原理圖電源原理圖三、目標設置三、目標設

14、置1、具體功能模塊、具體功能模塊13 / 17 文檔可自由編輯打印四、簡易窗簾自動開閉系統(tǒng)實際中調整四、簡易窗簾自動開閉系統(tǒng)實際中調整與改進及現(xiàn)實應用背景與改進及現(xiàn)實應用背景 在實際中，簡易窗簾開閉系統(tǒng)制作比較簡單，只要按圖安裝，理論上能達到預期目的，但在實際中需根據(jù)需要合理調整， （對可調電阻 RP1 和 RP2 的調節(jié)，以便控制電動機的轉速）調試成功后方可使用。此電路可用到家庭或商店、教室等室內場所時，可把系統(tǒng)安裝到窗簾上側，把光敏電阻延伸到窗外陽光照射的地方，用玻璃隔著，以防落入過多塵土。當出現(xiàn)陰雨天氣時，可換用手動這樣可以彌補以上不足。由于整個系統(tǒng)所用地方比較小，方便室內使用，不影響室

15、內整體布局，并且電源供給可以直接運用家庭電源。因此這可以作為室內簾子系統(tǒng)不錯的選擇。隨著社會的發(fā)展，農村城鎮(zhèn)化和美觀化，自動化，因此作為社會的基本單元家庭的設計和布局問題就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的機械式門簾已經(jīng)不能適應人們的需要，也跟不上社會的潮流。此外，該系統(tǒng)也以其價格低廉、體積小等特點而有明顯的優(yōu)勢從而會受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 14 / 17 文檔可自由編輯打印五、五、 總結設計體會總結設計體會 通過設計自動門簾開閉電路，讓我深刻意識到科技就是力量，科技在身邊的應用，很多東西并不像我們想的那么遙遠。在這次設計電路中，我個人感受是：通過對任務書的閱讀和理解，并要慎重考慮到實際應用中的可行

16、性，總體要考慮很多，不是簡單幾塊。比如說：開始才得到這個課題時，我認為不是很簡單嗎？只要一個光敏電阻和一個電機不就行了嗎，把電源打開，陽光照射進來，電路導通，電機把簾子拉上去不就可以了?？墒亲屑氁幌?，不對，簾子上去了，怎么下來，用手拉嗎？那不是又回到以前了，也不是自動的了，于是又想一下再怎樣解決下拉簾子的問題，要不再加一個電機，再做一個和以上一樣的系統(tǒng)，接著問題又出來了，怎樣讓它啟動，不讓其和另外的電機起沖突，又想用單刀雙擲開關控制，接著老問題又出現(xiàn)，取消。有想兩個電機，一個在室內一個在室外，晚上主人回來，開燈，室內的導通，簾子拉下來，白天的陽光照射，室外導通，簾子拉上去?？墒沁€有一個問題是：

17、怎樣才能是蓮子拉上去或者拉下來后，電機能停止轉動。于是又想在簾子頂部和底部接一導線使它能輪換控制開關的通斷，這個和樓上、樓下的樓梯燈系統(tǒng)有點相似。最后能實現(xiàn)，可是比較麻煩，里面最初的設想還有用聲控系統(tǒng)，但是晚上如果有聲音，將是非常麻煩，于是放棄。最后聽同學說555，才忽然想起 555 不就能解決這個問題嘛，于是通過查余額相關資料，以及運用網(wǎng)上資料，又通過整理，驗證，考慮實際生活中的安全問題，終于調試出來，最后是布局和刷 PCB 板，由于銅敷面板沒有找到，所以改用萬用板做出來，經(jīng)過調試能夠正常工作。 15 / 17 文檔可自由編輯打印簡易窗簾自動開閉電路圖簡易窗簾自動開閉電路圖 參考文獻參考文獻 1，何小艇，電子系統(tǒng)設計，浙江大學出版社，2001 年 6 月2，姚福安，電子電路設計與實踐，山東科學技術出版社，2001 年 10月3，王澄非，電路與數(shù)學邏輯設計實踐，東南大學出版社，1999 年 10月4，李銀華，電子線路設計指導，北京航空航天大學出版社，2005 年 6月5，康華光，電子技術基礎，高教出版社，20036家用電子設計 200 例。 16 / 17 文檔可自由編輯打印 附錄附錄元件清單元件清單：簡易窗簾自動開閉電路元件清單簡易窗簾自動開閉電路元件清單符符