自檢課程設計報告---雙色燈與百靈鳥電路

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　1．1電路簡略介紹4</p><p>　　1．1．1雙色閃光燈4</p><p>　　1．1．2光敏百靈鳥4</p><p>　　1．2．1雙

2、色閃光燈電路及其原理4</p><p>　　1．2．2光敏百靈鳥電路及其原理5</p><p>　　第二章 元器件介紹以及測試6</p><p>　　2．1電阻的測試6</p><p>　　2．1．1碳膜電阻6</p><p>　　2．1．2光敏電阻6</p><p>　　2．2電

3、容的測試7</p><p>　　2．2．1陶瓷電容7</p><p>　　2．2．2電解電容7</p><p>　　2．3三極管的測試8</p><p>　　2．4發(fā)光二極管8</p><p>　　2．5 555芯片9</p><p>　　第三章 制作與調試11</p>

4、;<p>　　3．1雙色閃光的制作與調試11</p><p>　　3．2光敏百靈鳥的制作與調試11</p><p>　　第四章 小結12</p><p><b>　　附錄13</b></p><p><b>　　參考文獻：13</b></p><p>

5、;<b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　本次課程設計主要是雙色閃光燈電路和光敏百靈鳥電路，這兩個電路結構不算復雜，主要是用到了555定時器。555定時器是一種含有兩個比較器A1（上）和A2（下），一個RS觸發(fā)器、一個放電晶體管。比較器的參考電壓由三只5K的電阻組成的分壓器提供。</p><p>　　當正電源端8和接地端1之間加上電源電壓后，由于三個5

6、K電阻的分壓，在比較器A1的同相輸入端得到2/3UCC的參考電壓，比較器A2的反相輸入端得到1/3UCC的參考電壓。</p><p>　　當比較器A2的觸發(fā)輸入端L端的輸入電壓低于1/3UCC時，A2輸出為低電平，這個低電平使基本RS觸發(fā)器的輸出為1，放電三極管截止，L端又稱低電平觸發(fā)端。</p><p>　　而當A1的TH端輸入電壓大于2/3UCC時，A1輸出為低電平，這個低電平使基本R

7、S觸發(fā)器置0.通常稱TH端為高電平觸發(fā)器或閾值端。此時放電三極管導通。</p><p>　　D端（4腳）若為低電平，就強制RS觸發(fā)器復位，而不管比較器的輸出如何。UC（5腳）端是電壓控制端，如果在此引腳外加一電壓UREF。則A1的參考電壓就為VREF。A2的參考電壓為1/2UREF.</p><p><b>　　1．1電路簡略介紹</b></p><

8、;p>　　1．1．1雙色閃光燈</p><p>　　本電路可以有很多變通應用，例如LED可以是串，并聯(lián)的多只發(fā)光二極管，適當減小R4,R5的阻值，就可以組成閃爍與彩燈鏈，還可以自制成青少年假性近視預防治療：將兩管放置在一個長0.5m長的紙筒里。LED1放置在紙筒最里面，LED2放置在紙筒中間，單眼從紙筒端向里看，眼睛注視這燈的閃爍，可以有效調節(jié)眼肌，每天使用10分鐘，可以預防和治療青少年的假性近視。<

9、/p><p>　　1．1．2光敏百靈鳥</p><p>　　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色。</p><p>　　1．2．1雙色閃光燈電路及其原理</p><p>　　圖1 雙色閃光燈原理圖</p><p>　　

10、本電路可以實現(xiàn)紅、綠兩只發(fā)光二極管交替閃爍，電路剛接通瞬間，由于電容 C1 還不及充電，因此 555的2腳為低電平，輸出端的 3 腳為高電平，發(fā)光二極管 LED1 截止，不點亮，LED2 兩端加有正向電壓點亮。隨著電源 VCC 經(jīng)過 R1、R3 對C1 充電，C1 兩端電壓逐漸升高，當達到 2/3VCC 的閥值電平時，555 的 3 腳翻轉,輸出低電平，從而使 LED1 點亮、LED2 熄滅。此時，C1 通過 R3 和 555 內部的放

11、電管放電，當 C1 放電至 1/3Vcc 觸發(fā)電平時，555 的 3 腳再次翻轉，LED1 熄滅，LED2 重新點亮。因此，紅綠兩只發(fā)光二極管就這樣輪流導通與截止，閃爍不停。改變 R1 和 C1 可以改變 LED 的頻率。 </p><p>　　1．2．2光敏百靈鳥電路及其原理</p><p>　　（光敏百靈鳥原理圖）</p><p>　　電路中，555 和 R1、

12、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>　　第二章 元器件介紹以及測試&l

13、t;/p><p><b>　　2．1電阻的測試</b></p><p><b>　　2．1．1碳膜電阻</b></p><p>　　碳膜電阻器是膜式電阻器中的一種。它是采用高溫真空鍍膜技術將碳緊密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加適當接頭切割，并在其表面涂上環(huán)氧樹脂密封保護而成的。其表面常涂以綠色保護漆。碳膜的厚度決定阻值的大小，通

14、常用控制膜的厚度和刻槽來控制電阻器。</p><p>　　碳膜電阻的測試：（1）將萬用表打到歐姆檔根據(jù)電路圖中的電阻阻值將萬用表打到所用電阻的最大阻值檔，分別測量所用電阻，測量時再根據(jù)萬用表的示數(shù)選擇合適的檔位。（2）待萬用表的示數(shù)穩(wěn)定時讀取所測電阻的阻值，然后與圖中所標阻值進行比較，讀取值與標稱阻值之間分別允許有±5%、±10%或±20%的誤差。如不相符，超出誤差范圍，則說明該電阻

15、不對或測量有誤。（3）將測好的電阻按位置放好，為電路焊接做準備。</p><p>　　注意事項：（1）測試時，手不要觸及表筆和電阻的導電部分以免造成測量錯誤；</p><p>　　測量時要根據(jù)電阻值的不同選擇合適的電阻檔，以免造成誤差過大。</p><p><b>　　2．1．2光敏電阻</b></p><p>　　光敏

16、電阻器又稱光導管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速減小，可用于檢測可見光。 光敏電阻器是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。</p><p>　　光敏電阻的測試：（1）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的性能越好。若此值很小或接近為零說明光敏電阻已燒穿損壞。</p>

17、;<p>　　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，阻值明顯減小。此時阻值越小說明光敏電阻性能越好。若此值很大甚至無窮大，表明光敏電阻內部開路損壞。</p><p>　　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)

18、損壞。</p><p><b>　　2．2電容的測試</b></p><p><b>　　2．2．1陶瓷電容</b></p><p>　　它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或對穩(wěn)定性和損耗

19、要求不高的場合。</p><p>　　陶瓷電容的測試：本實驗中的陶瓷電容均為0.01uF的固定電容，所以可用萬用表的RX10K檔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)指針擺度的幅度大小估計出電容器的容量。</p><p><b>　　2．2．2電解電容</b></p><p>　　本實驗所用的為鋁電解電容，鋁電解電容是由鋁圓

20、筒做負極，里面裝有液體電解質，插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經(jīng)過直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質。它的特點是容量大，但是漏電大，穩(wěn)定性差，有正負極性，適宜用于電源濾波或者低頻電路中。使用的時候，正負極不要接反。</p><p>　　電解電容的測試：將萬用表紅表筆接負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉較大刻度（對于同一電阻檔，容量越大，擺幅越大），接著逐漸向左回轉，直到停在某一

21、位置。此時的電阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大于反向漏電阻。實際使用時表明，電解電容的漏電阻一般應在幾百KΩ以上，否則，將不能正常工作。在測試中，值很小或為零，說明電容漏電打或已擊穿損壞，不能再使用。</p><p>　　2．3三極管的測試</p><p>　　半導體三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”。在半導體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結，組成一個PNP（或NPN）結

22、構。中間的N區(qū)（或P區(qū)）叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能起放大、振蕩或開關等作用的半導體電子器件。</p><p>　　三極管的測試：（1）判別基極B和管型由于基極對集電極和發(fā)射極的PN結方向相同，所以可先確定基極。將黑（紅）表筆接到某個假定基極的引腳上，用紅（黑）表筆先后接到其余兩個引腳上，如果兩次測的的阻值都很大（或都很?。?，即PN結反偏（或

23、正偏），則可確定假定基極是正確的。如果兩次測的阻值一大一小，則可確定假定基極不是基極，重新假定另一引腳為基極，重復上述測試。</p><p>　　當基極確定后，將黑表筆接基極，紅表筆分別接其他兩個電極，若兩次測的的電阻只都較小，則三極管為NPN型，兩次測得的電阻值都較大，則三極管為PNP型。反過來，如果將紅表筆接基極，黑表筆接其他兩個電極，兩次測得的阻</p><p>　　值都很大的為NP

24、N型，兩次測得的阻值都很小的為PNP型。</p><p>　?。?）判斷集電極C和發(fā)射極E</p><p>　　在基極與假定集電極之間接一個100KΩ的電阻。對NPN管，黑表筆接假定集電極，紅表筆接假定發(fā)射極；對PNP管，紅表筆接假定集電極，黑表筆接假定發(fā)射極。測得一電阻值，將假定的集電極與假定的發(fā)射極對調，又測得一電阻值，比較兩值的大小，可確定電阻值較小的那次的假定是正確的。</p

25、><p><b>　　2．4發(fā)光二極管</b></p><p>　　發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。</p><p>　　發(fā)光二

26、極管的測試：利用具有RX10K檔的指針式萬用表可以大致判斷發(fā)光二極管的好壞。正常時，二極管正向電阻阻值為幾十至200KΩ,反向電阻值為正無窮。如果正向阻值為零或為正無窮，反向阻值很小或為零，則已損壞。</p><p>　　2．5 555芯片 </p><p>　　555定時器是一種數(shù)字與模擬混合型的中規(guī)模集成電路，其內部框圖和引腳圖如下圖：</p><p>　　55

27、5定時器內部框圖 555定時器引腳圖</p><p>　　由上圖可見它含有兩個比較器A1（上）和A2（下），一個RS觸發(fā)器、一個放電晶體管。比較器的參考電壓由三只5K的電阻組成的分壓器提供。</p><p>　　當正電源端8和接地端1之間加上電源電壓后，由于三個5K電阻的分壓，在比較器A1的同相輸入端得到2/3UCC的參考電壓，比較器A2的反相輸

28、入端得到1/3UCC的參考電壓。</p><p>　　當比較器A2的觸發(fā)輸入端L端的輸入電壓低于1/3UCC時，A2輸出為低電平，這個低電平使基本RS觸發(fā)器的輸出為1，放電三極管截止，L端又稱低電平觸發(fā)端。</p><p>　　而當A1的TH端輸入電壓大于2/3UCC時，A1輸出為低電平，這個低電平使基本RS觸發(fā)器置0.通常稱TH端為高電平觸發(fā)器或閾值端。此時放電三極管導通。</p&

29、gt;<p>　　D端（4腳）若為低電平，就強制RS觸發(fā)器復位，而不管比較器的輸出如何。UC（5腳）端是電壓控制端，如果在此引腳外加一電壓UREF。則A1的參考電壓就為VREF。A2的參考電壓為1/2UREF.</p><p>　　555定時器的功能表如下圖所示：</p><p><b>　　制作與調試</b></p><p>　

30、　3．1雙色閃光的制作與調試</p><p>　　制作：首先根據(jù)紙上的原理圖，對原圖進行修改，避免有交叉的線路，在草稿紙上將修改好的圖畫出；然后在電路板上將各個元器件按修改好的原理圖放好，再將它們調整到合適的位置讓線路更加美觀；最后按照原理圖焊接電路，焊接時應先焊接小器件，而且要避免虛焊。以保證焊接順利、成功。</p><p>　　調試：先用萬用表簡單的檢測一下焊接好的電路是否有斷路和短路

31、現(xiàn)象；然后插上芯片將電路板接到5V的電壓上，觀察板子中的兩個發(fā)光二極管是否交替閃亮。</p><p>　　3．2光敏百靈鳥的制作與調試</p><p>　　制作：修改原來的原理圖，盡量避免壓線，畫出修改后的電路圖；然后按圖布置好元器件的位置，測出各電阻的阻值，按要求選取器件進行焊接，焊接時應先焊接芯片引腳架，然后焊接電阻和陶瓷電容，最后在焊接蜂鳴器。然后按圖將各個器件按要求用導線焊接起來。

32、</p><p>　　調試：用萬用表檢測電路板是否有斷路和短路現(xiàn)象，然后插上芯片將電路板接到5V的電壓上，聽蜂鳴器是否發(fā)出不同的聲音。</p><p><b>　　個人小結</b></p><p>　　此次的檢測與變換課程設計持續(xù)了一周，課程設計的內容是用555定時器控制的雙色閃光燈電路和光敏百靈鳥電路，這兩個電路的連接并不復雜，但是想要避免壓

33、線就不是很容易了。拿到電路原理圖后看到圖中用到了555定時器，于是就翻數(shù)電書重新了解555定時器的各個引腳，然后就按照原來的原理圖重新布置各個元件和導線的位置，經(jīng)過很長時間的修改才將線路圖重新修改好，避免了壓線。 </p><p>　　經(jīng)過以前的焊接練習，對于焊接電路板已經(jīng)有了一些經(jīng)驗，焊接過程中首先大致布置好各個元器件的位置，以保證板子的外觀美觀，然后測試了焊接所需的各個元器件，保證各個元件是好的，最后按照

34、從小到大的順序依據(jù)修改好的原理圖進行了焊接，焊接過程總體比較順利。</p><p>　　但是在測試時發(fā)現(xiàn)百靈鳥電路的板子接到5V的電壓后，發(fā)出的聲音很小，而且斷斷續(xù)續(xù)，一開始以為是喇叭出了問題，不過換了一個喇叭之后還是一樣的結果，最后，用萬用表對板子的各個焊接處和布線出進行了仔細的檢測，發(fā)現(xiàn)有一處的焊接不好，導致整個線路接觸不好，才會時蜂鳴器的聲音很低而且斷斷續(xù)續(xù)。有了第一次的教訓后在焊接雙色閃光燈電路時就格外注

35、意這方面的問題了，每焊好一處后都會用萬用表對焊接處和布線進行檢測避免接觸不良現(xiàn)象的出現(xiàn)。最后焊接好的板子終于在一次測試中就成功了。</p><p>　　經(jīng)過此次課程設計，我對于焊接電路板有了更多的經(jīng)驗，焊接的過程速度較以前有了提升，而且對于一些引腳的處理更順利了。并且在這次課程設計中，加深了對555定時器的認識，對于555定時器了解的更多也更詳細了，為馬上要進行的數(shù)電考試打下了一些基礎。</p>&

36、lt;p><b>　　五、附錄</b></p><p><b>　　六、參考文獻：</b></p><p>　　[1]楊志忠 數(shù)字電子技術第2版 高等教育出版社</p><p>　　[2]電工電子實驗指導書 </p><p>　　[3]現(xiàn)代“電子技術基礎”課程教學實踐</p>