光敏蜂鳴器課程設計報告

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1光敏蜂鳴器作用1</p><p>　　1.2光敏蜂鳴器的構成1</p><p>　　1.3 光敏蜂鳴器的工作原理1</p><p>　　第二章 設

2、計方案2</p><p>　　2.1光敏蜂鳴器元器件的介紹2</p><p>　　2.1.1 555芯片即各引腳的介紹2</p><p>　　2.1.2 光敏電阻的介紹3</p><p><b>　　2.2設計流程5</b></p><p>　　2.3設計電路圖5</p>

3、<p>　　第三章 元器件的檢測6</p><p>　　3.1電阻的測試6</p><p>　　3.1.1碳膜電阻6</p><p>　　3.1.2光敏電阻6</p><p>　　3.2電容的測試7</p><p>　　3.2.1陶瓷電容7</p><p>　　3.3三

4、極管的測試7</p><p>　　3.4 555芯片8</p><p>　　第四章 制作與調試9</p><p>　　4.1光敏蜂鳴器的制作與調試9</p><p>　　4.2調試結果分析10</p><p>　　第五章 個人小結11</p><p><b>　　參考文獻

5、12</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1光敏蜂鳴器作用</p><p>　　光敏蜂鳴器是通過蜂鳴器的聲音來體現(xiàn)光敏電阻在不同光照下對電路的影響，如果手拿實驗電路板移動，揚聲器就會隨這移動時光照強度的變化，發(fā)出多變的鳴叫，如果將本電路放置在霓虹燈前，則揚聲器就會隨著光線強度變化無窮的音

6、色。</p><p>　　1.2光敏蜂鳴器的構成 </p><p>　　1.3 光敏蜂鳴器的工作原理</p><p>　　電路中，555 和 R1、RG1、C1 等組成多諧振蕩器，光敏電阻 RG1 是利用光致導電的特性，它的阻值會隨照射光的強度而變化，當光照射時阻值小，光照弱時阻值大。本電路利用這一光敏特性，來改變振蕩器的充放電的時間的常數(shù)，從而改變多諧振蕩器的頻

7、率，本電路的振蕩頻率為：=1.44(R1+RG1)C1，555輸出的可變頻率信號經(jīng)過 R2限流后，驅動三極管 VT1帶動揚聲器發(fā)出多變的鳴叫聲。</p><p><b>　　第二章 設計方案</b></p><p>　　2.1光敏蜂鳴器元器件的介紹</p><p>　　2.1.1 555芯片即各引腳的介紹</p><p&g

8、t;　　555 芯片是定時器,是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(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，除單定時器外，還有對應的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。    555 定時器成本低，性

9、能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(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。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準電壓VCC /3 和 2VCC /3。   555 定

10、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</p><p><b>　　<555引腳圖></b></p><p>　　555的內部結構可等效成23個晶體三極管.17個電阻.兩個二極管.組成了比較器.RS觸發(fā)器.等多組單元電路.特別是由三只精度

11、較高5k電阻構成了一個電阻分壓器.為上.下比較器提供基準電壓.所以稱之為555.555屬于cmos工藝制造. 555引腳圖介紹如下:1 地 GND 2 觸發(fā) 3 輸出 4 復位 5 控制電壓 6 門限(閾值） 7 放電 8 電源 Vcc</p><p>　　2.1.2 光敏電阻的介紹</p><p>　　（1）光敏電阻的暗電阻、亮電阻、光電流暗電流：光敏電阻在室溫條件

12、下，全暗（無光照射）后經(jīng)過一定時間測量的電阻值，稱為暗電阻。此時在給定電壓下流過的電流。亮電流：光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻。此時流過的電流。光電流：亮電流與暗電流之差。       光敏電阻的暗電阻越大，而亮電阻越小則性能越好。也就是說，暗電流越小，光電流越大，這樣的光敏電阻的靈敏度越高。     

13、       實用的光敏電阻的暗電阻往往超過1MΩ,甚至高達100MΩ，而亮電阻則在幾kΩ以下，暗電阻與亮電阻之比在102～106之間，可見光敏電阻的靈敏度很高。 </p><p>　?。?）光敏電阻的光照特性下圖表示CdS光敏電阻的光照特性。在一定外加電壓下，光敏電阻的光電流和光通量之間的關系。不同類型光敏電阻光照特性不同，但光照特性曲線均呈非線性

14、。因此它不宜作定量檢測元件，這是光敏電阻的不足之處。一般在自動控制系統(tǒng)中用作光電開關。</p><p>　?。?）光敏電阻的光譜特性  光譜特性與光敏電阻的材料有關。從圖中可知，硫化鉛光敏電阻在較寬的光譜范圍內均有較高的靈敏度，峰值在紅外區(qū)域；硫化鎘、硒化鎘的峰值在可見光區(qū)域。因此，在選用光敏電阻時，應把光敏電阻的材料和光源的種類結合起來考慮，才能獲得滿意的效果。</p>

15、<p>　?。?） 光敏電阻的伏安特性  在一定照度下，加在光敏電阻兩端的電壓與電流之間的關系稱為伏安特性。圖中曲線1、2分別表示照度為零及照度為某值時的伏安特性。由曲線可知，在給定偏壓下,光照度較大，光電流也越大。在一定的光照度下，所加的電壓越大，光電流越大，而且無飽和現(xiàn)象。但是電壓不能無限地增大，因為任何光敏電阻都受額定功率、最高工作電壓和額定電流的限制。超過最高工作電壓和最大額定電流，可能導致光敏

16、電阻永久性損壞。</p><p><b>　　2.2設計流程</b></p><p>　?。?）根據(jù)光敏蜂鳴器的工作原理設計光敏蜂鳴器的電路圖，在EWB上畫出圖形，進行仿真，觀察輸出波形，分析電路的正確性</p><p>　　（2）根據(jù)所畫電路圖，給電路板布線，然后焊接。</p><p>　?。?）對所焊的電路板進行測

17、量，得到相關的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　2.3設計電路圖</b></p><p><b>　　光敏蜂鳴器設計電路</b></p><p>　　第三章 元器件的檢測</p><p><b>　　3.1電阻的測試</b></p><p><b&

18、gt;　　3.1.1碳膜電阻</b></p><p>　　A將兩表筆(不分正負)分別與電阻的兩端引腳相接即可測出實際電阻值。為了提高測量精度，應根據(jù)被測電阻標稱值的大小來選擇量程。由于歐姆擋刻度的非線性關系，它的中間一段分度較為精細，因此應使指針指示值盡可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范圍內，以使測量更準確。根據(jù)電阻誤差等級不同。讀數(shù)與標稱阻值之間分別允許有±5％、&

19、#177;10％或±20％的誤差。如不相符，超出誤差范圍，則說明該電阻值變值了。</p><p>　　B注意：測試時，特別是在測幾十kΩ以上阻值的電阻時，手不要觸及表筆和電阻的導電部分；被檢測的電阻從電路中焊下來，至少要焊開一個頭，以免電路中的其他元件對測試產(chǎn)生影響，造成測量誤差；色環(huán)電阻的阻值雖然能以色環(huán)標志來確定，但在使用時最好還是用萬用表測試一下其實際阻值。</p><p>

20、;<b>　　3.1.2光敏電阻</b></p><p>　　A 用一黑紙片將光敏電阻的透光窗口遮住，此時萬用表的指針基本保持不動，阻值接近無窮大。此值越大說明光敏電阻性能越好。若此值很小或接近為零，說明光敏電阻已燒穿損壞，不能再繼續(xù)使用。</p><p>　　B 將一光源對準光敏電阻的透光窗口，此時萬用表的指針應有較大幅度的擺動，阻值明顯減少， 此值越小說明光敏電阻

21、性能越好。若此值很大甚至無窮大，表明光敏電阻內部開路損壞，也不能再繼續(xù)使用。</p><p>　　C 將光敏電阻透光窗口對準入射光線，用小黑紙片在光敏電阻的遮光窗上部晃動，使其間斷受光，此時萬用表指針應隨黑紙片的晃動而左右擺動。如果萬用表指針始終停在某一位置不隨紙片晃動而擺動，說明光敏電阻的光敏材料已經(jīng)損壞。</p><p><b>　　3.2電容的測試</b><

22、;/p><p><b>　　3.2.1陶瓷電容</b></p><p>　　A檢測10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小，用萬用表進行測量，只能定性的檢查其是否有漏電，內部短路或擊穿現(xiàn)象。測量時，可選用萬用表R×10k擋，用兩表筆分別任意接電容的兩個引腳，阻值應為無窮大。若測出阻值(指針向右擺動)為零，則說明電容漏電損壞或內部擊穿。</p&

23、gt;<p>　　B檢測10PF～001μF固定電容器是否有充電現(xiàn)象，進而判斷其好壞。萬用表選用R×1k擋。兩只三極管的β值均為100以上，且穿透電流要小?？蛇x用3DG6等型號硅三極管組成復合管。萬用表的紅和黑表筆分別與復合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復合三極管的放大作用，把被測電容的充放電過程予以放大，使萬用表指針擺幅度加大，從而便于觀察。應注意的是：在測試操作時，特別是在測較小容量的電容時，要反復調換被測

24、電容引腳接觸A、B兩點，才能明顯地看到萬用表指針的擺動。</p><p>　　C對于0.01μF以上的固定電容，可用萬用表的R×10k擋直接測試電容器有無充電過程以及有無內部短路或漏電，并可根據(jù)指針向右擺動的幅度大小估計出電容器的容量?！?lt;/p><p><b>　　3.3三極管的測試</b></p><p>　　A判定基極。用萬用表

25、R×100或R×1k擋測量三極管三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個電極均測得低阻值時，則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時，測得的阻值都較小，則可判定被測三極管為PNP型管；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時，測得的阻值較小，則被測三極管為NPN型管?！　?lt;/p

26、><p>　　B判定集電極c和發(fā)射極e。(以PNP為例)將萬用表置于R×100或R×1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。</p><p><b>　　3.4 555芯片</b></p>

27、<p><b>　　555的結構圖</b></p><p>　　Pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 </p><p>　　Pin 2 (觸發(fā)點) -這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。 </p><p>　　Pin 3

28、 (輸出) -當時間周期開始555的輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200 mA 。 </p><p>　　Pin 4 (重置) -一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 </p><p>　　Pin 5 (控制) -這個接腳準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。

29、當計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調整輸出頻率。 </p><p>　　Pin 6 (重置鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當這個接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時啟動這個動作。 </p><p>　　Pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIG

30、H，對地為高阻抗。 </p><p>　　Pin 8 (V +) -這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。</p><p><b>　　第四章 制作與調試</b></p><p>　　4.1光敏蜂鳴器的制作與調試</p><p><b>　　制作：&

31、lt;/b></p><p>　　光敏百靈鳥所用到的主要元器件：555芯片、光敏電阻、三極管、電容、電阻、蜂鳴器、+5V電源。</p><p>　　根據(jù)元器件與原理圖對萬能板分析設計其走線方式（設計簡單和清晰的電路），然后安插元器件對其進行焊接。</p><p>　　焊接電路板正面 焊接電路板反面</p&g

32、t;<p><b>　　調試：</b></p><p>　　光敏電阻在光線的照射下為2.6KΩ，在沒有光線照射下為30KΩ,C1電容為0.1uf，R1的阻值為10KΩ。本電路的的振蕩頻率為：f=1.44(R1+2RG)C1所f1=1.44(10K+2*2.6K)*0.1U=2.188KHz f2=1.44(10K+2*30K)*0.1U=10.8KHz</p>

33、<p>　　沒有遮住光時的波形 示波器所調置的位置</p><p>　　遮住光時的波形 示波器所調整的位置</p><p><b>　　4.2調試結果分析</b></p><p>　　本電路利用光敏特性來改變振蕩器的頻率。當有光線照射在光敏電阻上時振蕩頻

34、率大所以蜂鳴器響，而沒有光線照射在光敏電阻上時振蕩頻率小所以蜂鳴器不響。蜂鳴器會隨移動的光照強度的變化，發(fā)出多變的鳴叫。</p><p><b>　　第五章 個人小結</b></p><p>　　為期五天的課程設計即將結束。在這一周的學習中，我們學到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多。獲益匪淺。</p><p>　　通過這一次的課程設計，

35、我們不僅僅學到了專業(yè)知識，更是我們懂得如何做事，其實每一次的課程設計都是在教會我怎么樣做事情，它告訴我完成一件事情，光靠努力是沒有任何優(yōu)勢的，關鍵在于能夠靈活運用所學到的知識，通過此次課程設計我懂得理論知識要與實際結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實際相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的獨立思考能力和動手能力。</p><p>　　在這次的設計中同學們都做

36、的很快。我由于知識不扎實不懂變通做的慢了些，以后會爭取學好專業(yè)知識，此外，在這次設計中還受到了同學，老師的幫助讓我感受到了親人般的溫暖，在此再次謝謝老師的耐心指導。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　胡宴如：《模擬電子技術》 2000年 高等教育出版社</p><p>　　梁森：《自動檢測與轉換技術》