開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用PPT

1、普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書 通用技術(shù) 選修,第五章 電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用 （共3課時）,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,電子控制系統(tǒng)的組成,簡單實用電路和電子元器件,多諧振蕩器的安裝和調(diào)試,開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計與安裝,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,播放手機(jī)鈴聲,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,一、電子控制系統(tǒng),第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,電子控制系統(tǒng)是通過控制器實現(xiàn)的。如電子調(diào)光系統(tǒng)，燈泡是被控對象，燈光的亮度是被控量，我們通過控制器（調(diào)光電子電路）對燈泡進(jìn)行控制，實現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)。,以電子技術(shù)為核心的控制系統(tǒng)叫做電子控制系統(tǒng)。在這個

2、系統(tǒng)中，有電阻、電感、電容等元件和二極管、三極管、集成電路等電子元件，它們相互作用、相互依賴，形成一個整體，以實現(xiàn)控制的目的。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,電子控制系統(tǒng)一般可分為輸入、控制（處理）和輸出三個基本的組成部分。用方框圖表示如下：,電子控制系統(tǒng)的組成方框圖,信息,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,輸入部分：由各種傳感器組成，輸入信息可以有各種形式，可以是作用力，也可以是溫度、濕度、磁場、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)的變化。,控制（處理）部分：一般由具有各種控制功能的電子電路（或微處理器）組成。它的作用相當(dāng)于人的大腦，對送入的電信號進(jìn)行比較、分析和處理并發(fā)出指令。,輸出部分：由電磁繼電

3、器、晶閘管等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。輸出信號可以是位移，如電磁繼電器中銜鐵的運動、電動機(jī)的轉(zhuǎn)動等，也可以是聲音、光等，如揚(yáng)聲器中發(fā)出的音樂聲。輸出部分相當(dāng)于人的手和足，它的作用是執(zhí)行處理部分的指令，進(jìn)行某種操作，實現(xiàn)某種功能。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,電子控制系統(tǒng)的工作過程如圖所示：,電子控制系統(tǒng)的基本組成部分,輸入:采集信息并轉(zhuǎn)化為電信號,控制（處理）:分析、比較和處理電信號并發(fā)出命令,輸出: 執(zhí)行命令,被控對象,電子控制系統(tǒng)工作過程,信息,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,二、簡單實用電路的安裝與調(diào)試,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,1簡單實用電路和一些常用的電子元器件。,不同

4、的適用電路可以實現(xiàn)不同的功能。常見的實用電路有很多，如多諧振蕩電路、觸發(fā)電路、存儲器和計數(shù)器等等。該類電路有各種不同的電子元件組成，有電阻、電容、二極管和三極管等等 。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,多諧振蕩電路,第一節(jié) 開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,觸發(fā)電路,可控硅觸發(fā)電路,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,電阻器,電容器,二極管,三極管,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,2多諧振蕩器的安裝和調(diào)試,試驗?zāi)康模喊惭b和調(diào)試一個多諧振蕩器,試驗準(zhǔn)備： 5V電源，電阻4只（共2種電阻值，大小在300800之間），電容4只（共2種電容量，大小在0.1F10

5、F之間），開關(guān)示波器，無源蜂鳴器，電路試驗板，CT74LS00 1只。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,CT74LS00的引腳圖,（1）安裝電路： R1=R2 ，C1=C2 。 CT74LS00的引腳圖 檢驗各個元器件的質(zhì)量。 按照上圖所示的電路在 試驗板上搭接電路。 （2）調(diào)試電路： 在輸出端A接示波器，觀察并記錄波形和周期。 在輸出端A接無源蜂鳴器，聽聲音， 更換兩只電阻，重復(fù)前面兩個步驟。 更換兩只電容，重復(fù)前面兩個步驟。,試驗過程,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,試驗記錄： 記錄1： 記錄2：,試驗總結(jié)：試驗過程中你所聽到的聲音有沒有變化？為什么？,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計

6、和應(yīng)用,動畫演示 環(huán)形多諧振蕩器,動畫演示 雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,三、開環(huán)控制系統(tǒng),第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,倘若電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對系統(tǒng)的控制沒有影響，也就是被控量的變化不會引起控制量的改變，即沒有反饋，這種電子控制系統(tǒng)叫做開環(huán)電子控制系統(tǒng)。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,交通燈（視頻）：紅綠燈信號時間是預(yù)先設(shè)定的， 運算器（控制器）不考慮交通實際情況的變化，按預(yù)先的設(shè)定，操縱各路口紅綠燈的“亮”、“滅”，以控制路口的交通狀況。,例如,自動門（視頻）：下一時刻門是否打開與前一時刻門是否打開沒有聯(lián)系。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,JN

7、6201音樂集成電路的介紹,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,JN6201音樂集成電路的內(nèi)部有微處理器和很多個多諧振蕩器，這些多諧振蕩器具有不同的頻率。它共有4個輸入端口和4個輸出端口，它們所對應(yīng)的引腳如圖所示：,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,JN6201音樂集成電路的調(diào)試,實踐活動,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,試驗?zāi)康模赫{(diào)試JN6201音樂集成電路 試驗準(zhǔn)備： 試驗過程： 試驗記錄： 試驗總結(jié)：,音樂集成電路的知識拓展,音樂集成電路是一種大規(guī)模的CMOS集成電路。使用音樂集成電路，通過簡單的外接電路即可獲得簡單的樂曲、語音或是各種模擬的聲響。音樂集成電路價格便宜，電路結(jié)構(gòu)簡單

8、，工作穩(wěn)定可靠，耗電省，所以用途廣泛；在音樂門鈴、音樂賀年卡、音樂報時鐘、電話振鈴電路中都可見它的蹤影。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,音樂集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖大致如下：,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,電子門鈴知識,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,設(shè)計制作,電子門鈴,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,設(shè)計要求： （1）安裝一個電子門鈴控制系統(tǒng)。 （2）大人和小孩都能方便的使用。 （3）能夠辨別是大人還是小孩在按動門鈴。,設(shè)計分析： （1）可以選擇開環(huán)電子控制系統(tǒng)，它的被控量是“聲音”，被控對象是揚(yáng)聲器。

9、（2）可以設(shè)置兩個輸入端，安裝兩個按鈕開關(guān)，這樣就可以分別供身高不同的大人和小孩方便地使用。 （3）控制（處理）部分可以使用電子電路作為控制核心。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,設(shè)計方案： （可以參考教材給出的方案，最好自己設(shè)計）,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,設(shè)計與制作過程,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,總結(jié),設(shè)計和安裝開環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：,（1）依據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行分析，確定被控量和被控對象。 （2）根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅?，確定控制（處理）部分使用的實用電路和元器件，選擇合適的執(zhí)行部件。,第一節(jié)開環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用,（3）參照相關(guān)資料，在輸入、控制（處理）和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設(shè)計或改進(jìn)原有的電路。 （4）檢測元器件或?qū)嵱秒娐返馁|(zhì)量。 （5）安裝電路，放置元器件，不要錯接、虛焊，要注意對未使用的引腳的處理，注意接地。 （6）調(diào)試電路，檢測觸發(fā)電壓的大小。,鞏固活動設(shè)計,利用所給電子元件，設(shè)計制作一款電子防盜器。,第一節(jié)