双色闪光灯及光敏百灵鸟Word文档格式.docx

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1.2.1电路简介

如果手拿实验板移动，扬声器就会随着移动时光照强弱的变化，发出多边的鸣叫声。

如果将本电路放置在电视机屏幕前，则扬声器会随着图像的变化发出变换无穷的音色。

1.2.2电路图及其原理

图1-2光敏百灵鸟原理图

电路如图所示.本电路可以在不同光照下，发出忽高忽低，变幻莫测的鸣叫声，非常有趣。

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：

f=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2章元器件介绍

2.1电阻的简单介绍

2.1.1碳膜电阻

碳膜电阻器是膜式电阻器（FilmResistors）中的一种。

它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。

其表面常涂以绿色保护漆。

碳膜的厚度决定阻值的大小，通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。

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。

图2-1碳膜电阻

2.1.2光敏电阻

光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体和光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；

入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

图2-2光敏电阻

原理：

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。

2.2电容的简单介绍

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。

分类：

优缺点：

优点：

稳定，绝缘性好，耐高压。

缺点：

容量比较小。

图2-3陶瓷电容

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。

电容由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。

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。

特点：

1：

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。

　　2：

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。

　　3：

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。

图2-4电解电容

2.3三极管的简单介绍

A判定基极。

用万用表R×

100或R×

1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。

当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。

这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极b。

黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值都较小，则可判定被测三极管为PNP型管；

如果黑表笔接的是基极b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为NPN型管。

B判定集电极c和发射极e。

（以PNP为例）将万用表置于R×

1K挡，红表笔基极b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。

在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；

在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。

图2-5三极管

2.4发光二极管的简单介绍

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。

　　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。

　　　　发光二极管分类:

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。

图2-6发光二极管

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。

图2-7555芯片

555内部结构及原理：

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。

第三章制作与调试

3.1双色闪灯的制作与调试

制作步骤：

1、配齐元件和其他附件，并对元件进行检测。

2、根据电路图合理安排元件安装位置和走线。

工艺要求

3、安装元件，检查无误后下焊。

4、按图接线。

调试：

当自己检查过一遍后，接通电源，然后观察两个二极管的闪烁情况，如果没有看到两个二极管交替闪烁，说明出错。

自己要回过头来认真检查错误，只到达到预期的效果。

如果两个二极管交替闪烁，证明达到了实验设计要求。

3.2光敏百灵鸟的制作与调试

当用手或用其他不透光物体遮挡光敏电阻，随着光敏电阻所受光多少，蜂鸣器发出不同频率的声音，像鸟的叫声，即达到了设计要求。

如果没有出现预期的效果，那就要回过头仔细检查错误。

一直到达到设计要求为止。

第四章个人小结

一周的课程设计很快就结束了，虽然在此期间遇到了一些问题，但是我们都最终成功地完成了电路板的焊接和调试工作，通过这一周，不仅巩固了我的动手能力，而且通过动手加深了课本上所学的知识。

本次课程设计要做的是双色闪光灯和光敏百灵鸟。

在焊接电路之前，我们主要是了解该电路的工作原理，并熟悉各元器件在电路中的作用。

然后很重要的就是布线，在电路板上安排元器件怎样分布，这样能让焊接的时候更加轻松，焊接的线少清楚合理。

令我们注意的是，第一块的双色闪光灯的电路图错了，然后经过老师的纠正，我们得到了正确的电路图，然后开始了焊接。

先焊接光民百敏鸟的那张，由于第一个电路板布置元器件的时候布置由于粗心，没布置好，所以，第一块电路板好丑，而且蜂鸣器也接反了，导致调试的时候失败，后来经过同学的检查，然后纠正过来了。

但是，在第二块的时候，我总结第一块的错误，所以第二块还是比较满意的。

但是，通过这次课程设计，我发现我的焊接水平不好，比如，将两点之间用锡焊接在一起，我要弄好长时间。

在以后的学习中我还需要加强这方面的练习。

经过这次课程设计，不仅加深了我对所学理论只是的理解，培养我更好地将所学的理论应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，独自解决困难的能力，同时还懂得合作精神的重要性，学会了与他人合作。

参考文献

1、王元庆新型传感器原理及应用北京机械工业出版社2002

2、王庆友图像传感器应用技术北京电子工业出版社2003

3、梁森王侃夫黄杭美自动检测与转换技术北京机械工业出版社2005

4、杨志忠数字电子技术北京高等教育出版社2003

5、张福学传感器应用及其电路精选（上、下册）北京电子工业出版社2000