光敏百灵鸟和双色闪光灯2Word文档格式.docx

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第四章个人小结12

附录12

参考文献12

第一章绪论

1．1电路简略介绍

1．1．1双色闪光灯

本电路可以有很多变通应用，例如led可以是串，并联的多只发光二极管，适当减小R4,R5的阻值，就可以组成闪烁与彩灯链，还可以自制成青少年假性近视预防治疗：

将两管放置在一个长0.5m长的纸筒里。

LED1放置在纸筒最里面，LED2放置在纸筒中间，单眼从纸筒端向里看，眼睛注视这灯的闪烁，可以有效调节眼肌，每天使用10分钟，可以预防和治疗青少年的假性近视。

1．1．2光敏百灵鸟

如果手拿实验电路板移动，扬声器就会随这移动时光照强度的变化，发出多变的鸣叫，如果将本电路放置在霓虹灯前，则扬声器就会随着光线强度变化无穷的音色。

1．2．1双色闪光灯电路及其原理

图1双色闪光灯原理图

本电路可以实现红、绿两只发光二极管交替闪烁，电路刚接通瞬间，由于电容C1还不及充电，因此555的2脚为低电平，输出端的3脚为高电平，发光二极管LED1截止，不点亮，LED2两端加有正向电压点亮。

随着电源VCC经过R1、R3对C1充电，C1两端电压逐渐升高，当达到2/3VCC的阀值电平时，555的3脚翻转,输出低电平，从而使LED1点亮、LED2熄灭。

此时，C1通过R3和555内部的放电管放电，当C1放电至1/3Vcc触发电平时，555的3脚再次翻转，LED1熄灭，LED2重新点亮。

因此，红绿两只发光二极管就这样轮流导通与截止，闪烁不停。

改变R1和C1可以改变LED的频率。

1．2．2光敏百灵鸟电路及其原理

（光敏百灵鸟原理图）

电路中，555和R1、RG1、C1等组成多谐振荡器，光敏电阻RG1是利用光致导电的特性，它的阻值会随照射光的强度而变化，当光照射时阻值小，光照弱时阻值大。

本电路利用这一光敏特性，来改变振荡器的充放电的时间的常数，从而改变多谐振荡器的频率，本电路的振荡频率为：

=1.44（R1+RG1）C1，555输出的可变频率信号经过R2限流后，驱动三极管VT1带动扬声器发出多变的鸣叫声。

第二章元器件介绍以及测试

2.1电阻的测试

2.1.1碳膜电阻

碳膜电阻器是用有机粘合剂将碳墨、石墨和填充料配成悬浮液涂覆于绝缘基体上，经加热聚合而成。

气态碳氢化合物在高温和真空中分解，碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜。

改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值。

碳膜电阻成本较低，电性能和稳定性较差，一般不适于作通用电阻器。

但由于它容易制成高阻值的膜，所以主要用作高阻高压电阻器。

其用途同高压电阻器。

碳膜电阻器常用符号RT作标志，R代表电阻器，T代表材料是碳膜，例如，一只电子枪外壳上标有RT47kI的字样，就表示这是一只阻值为47kΩ，允许偏差为±

5%的碳膜电阻器。

碳膜电阻的额定功率不再电阻的外壳上标出，而以电子枪的长度和直径的大小来区别，长度大、直径大的电阻器功率大。

碳膜电阻器有轴向引线、领带式引线以及不接引线等方式。

碳膜电阻器的阻值范围为1Ω~10MΩ。

额定功率有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W、10W等。

普通碳膜电阻的体形较大，为了适应小体积的电阻装置的需要，又生产出小型碳膜电阻器RTX型，功率仅为0.125W，大多制成色码电阻。

2.1.2光敏电阻

用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。

　　在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。

光照愈强，阻值愈低。

入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

分类：

根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：

　　紫外光敏电阻器　　红外光敏电阻器　　可见光光敏电阻器

主要参数

光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性光谱特性，频率特性，温度特性。

在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。

没有极性，纯粹是个电阻期间，使用时可加直流也可以加交流

2.2电容的测试

2.2.1陶瓷电容

用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。

它又分高频瓷介和低频瓷介两种。

具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。

低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。

这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。

2.2.2电解电容

　电解电容是电容的一种介质有电解液涂层有极性，分正负不可接错。

电容（Electriccapacity），由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。

　电解电容器特点一：

单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容大几十到数百倍。

　　电解电容器特点二：

额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万μf甚至几f（但不能和双电层电容比）。

　　电解电容器特点三：

价格比其它种类具有压倒性优势，因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。

制造电解电容的设备也都是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对比较低。

　　电解电容器通常是由金属箔（铝/钽）作为正电极，金属箔的绝缘氧化层（氧化铝/钽五氧化物）作为电介质，电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。

铝电解电容器的负电极由浸过电解质液（液态电解质）的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成；

钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。

由于均以电解质作为负电极（注意和电介质区分），电解电容器因而得名。

　　有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。

一般不能用于交流电源电路，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极（正极）应与电源电压的正极端相连接，阴极（负极）与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。

2.3三极管的测试

在通电状态下测试可以测一下基极电压。

一般硅管的为0.7V。

锗管的为0.2-0.3V。

说明工作正常。

否则为截止状态。

不通电状态可测一下三极管的PN结的正反向电阻是否正常。

有的三极管由于在路并联小电阻或电感，不能正常检测可以拆下来测量。

三极管的管脚必须正确辨认,否则,接入电路不但不能正常工作,还可能烧坏晶体管。

己知三极管类型及电极,指针式万用表判别晶体管好坏的方法如下:

①测NPN三极管:

将万用表欧姆挡置"

R×

100"

或"

lk"

处,把黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都较小,再将红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。

②测PNP三极管:

处,把红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都较小,再将黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。

当三极管上标记不清楚时,可以用万用表来初步确定三极管的好坏及类型（NPN型还是PNP型）,并辨别出e、b、c三个电极。

测试方法如下:

①用指针式万用表判断基极b和三极管的类型:

或"

R×

lk"

处,先假设三极管的某极为"

基极"

并把黑表笔接在假设的基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很小（或约为几百欧至几千欧）,则假设的基极是正确的,且被测三极管为NPN型管；

同上,如果两次测得的电阻值都很大（约为几千欧至几十千欧）,则假设的基极是正确的,且被测三极管为PNP型管。

如果两次测得的电阻值是一大一小,则原来假设的基极是错误的,这时必须重新假设另一电极为"

，再重复上述测试。

②判断集电极c和发射极e:

仍将指针式万用表欧姆挡置"

或"

1k"

处,以NPN管为例,把黑表笔接在假设的集电极c上,红表笔接到假设的发射极e上,并用手捏住b和c极（不能使b、c直接接触）,通过人体,相当b、C之间接入偏置电阻,读出表头所示的阻值,然后将两表笔反接重测。

若第一次测得的阻值比第二次小,说明原假设成立,因为c、e问电阻值小说明通过万用表的电流大,偏置正常。

2.4发光二极管

发光二极管简称为LED。

由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。

在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。

磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

发光二极管

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；

常简写为LED。

发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。

当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。

不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。

当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。

常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

发光二极管的反向击穿电压约5伏。

它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。

限流电阻R可用下式计算：

R＝（E－UF）／IF

式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。

发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。

有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。

发光二极管的特点是：

工作电压很低（有的仅一点几伏）；

工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；

抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；

通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。

由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。

把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示0～9十个数目字。

发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。

2.5555芯片

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。

555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平

兼容。

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变

换电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

555定时器的功能主要由两个比较器决定。

两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。

在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。

若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。

如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。

555的应用：

555定时器

（1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等；

（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路；

　　振荡周期：

T=0.7（R1+2R2）C

（3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。

　　555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。

第三章制作与调试

2.1双色闪光灯的制作及调试

操作步骤：

1检查元器件及其他配件是否齐全，并对元器件进行检测。

2、根据电路图合理安排元器件放置位置，及合理走线。

画出焊接电路图。

3、根据焊接电路图安装元件，检查无误后，开始焊接。

4、按图接上正负极线。

调试：

检查连接正确后，接通电源，观察亮灯闪烁情况，若两灯交替闪烁，则实验成功！

否则，要关闭电源，仔细检查错误原因并改正，直至达到实验要求。

3.2光敏百鸣鸟的制作及调试

检查连接正确后，接通电源，当用手或不发光的物体遮挡光敏电阻时，随着光敏电阻接受光的多少，蜂鸣器会发出不同的声音，会象鸟的叫声，则试验成功！

否则，要关闭电源，仔细检查电路，查处错误原因，并改正，直至符合实验要求。

第四章个人小结

本次实验，我们做了双色闪光灯和光敏百鸣鸟，实验过程精彩纷呈。

当然，这次的试验也考查了我们扎实的基本功，焊点圆滑亮丽，布线规范工整，元件放置合理，同时还要理解实验原理，并将理解应用到实际中去。

这次课程设计，不但锻炼了我们独自解决困难的能力，还培养了我们大胆创新的精神与团队合作的意识，我们懂得了，团队的重要性，只有合作，才能发挥出一加一大于二的效果来，才能以最短的时间达到最大的工作效率！

只有勇敢地去实践了，不怕失败，胆大心细，你就会取得成功！

参考文献：

可编程逻辑器件与开发技术周建民北京：

人民邮电出版社，1995

数字系统故障对错与可靠性技术郑崇勋北京：

国防工业出版社，1995

数字电路新符号-读图入门张若辉北京：

中国电力出版社，1999