华东交通大学课程设计
课设题目: 光控闪烁安全警告灯
姓名: 罗永胜
学院: 机电工程学院
专业: 09测控技术与仪器
指导老师: 曹青松周继慧
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课设题目:光控闪烁警告灯姓名:罗永胜学号:20090310110122
目录
一《传感器》课程设计任务书 (3)
二引言 (5)
2.1 光控闪烁警告灯的介绍 (5)
2.2光控闪烁灯的设计要求 (5)
2.3 如何实现光控闪烁警告灯 (5)
三元件简介 (5)
3.1 单片机简介 (5)
3.1.1 单片机概述 (5)
3.1.2 应用分类 (6)
3.1.3 单片机组成部分及介绍 (7)
3.2 光敏电阻 (7)
3.2.1 光敏电阻的组成 (7)
3.2.2 光敏电阻作用 (7)
3.2.3 光敏电阻主要特性与参数 (7)
3.2.4 工作原理 (8)
3.3 三极管简介 (8)
3.3.1三极管工作原理 (9)
3.3.2 三极管的开关特性 (10)
四实验过程及分析 (10)
4.1 仿真时出现的问题及分析 (11)
4.2 连接实物图出现的问题及分析 (11)
五心得体会 (11)
六附录 (12)
6.1实物图 (12)
6.2 程序设计 (13)
七参考文献 (13)
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一《传感器》课程设计任务书
一总要求
能够独立进行小型检测模块系统方案的设计及论证,选择合理的传感器、设计必要的接口电路等,以及合理选择有关元器件及正确使用相关工具与仪器设备等,并且能结合实际调试与实验进行有关精度分析与讨论。
二总任务
针对总要求进行原理及方案论证、模块设计、接口电路设计、焊接或插接与调试、精度分析以及撰写报告等工作。
三设计题目
请根据各自任务填写
四设计内容
请根据各自任务填写
五设计进度或计划
(1)准备及查阅资料一天
(2)方案设计及论证(总体方案)二天
(3)硬件电路设计、画图(PROTEL)三天
(4)实验室调试及结果分析二天
(5)整理报告及准备答辩二天
六设计说明书包括的主要内容
1封面
2目录
3设计任务书
4正文(可按下列内容撰写、仅供参考)
(1)序言
可包括系统工作原理的介绍等。
(2)方案设计及论证
可按模块进行方案设计与论证;
各模块设计中应包括适当的精度分析及选型等。
(3)实验或系统调试
可包括实验调试工具仪器、实验结果及适当的分析等。
(4)心得体会
(5)主要参考文献
另:说明书的撰写格式应符合一定的要求,可参照华东交通大学本科生毕业论文撰写规范进行。
七、考核方法
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考核可根据学生平时学习态度(含出勤率)20%、设计完成情况(样机)40%、图纸及说明书质量(含答辩)40%确定。
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二引言
2.1 光控闪烁警告灯的介绍
光控闪烁灯应用在生活的各个角落使用非常广泛。既可以为危险地段、物品或施工时提供警示作用,还可以做为装饰安装在建筑物的表面美化夜景。可以说光控闪烁灯对我们生活的影响是非常重大的。
2.2光控闪烁灯的设计要求
白天发光二极管熄灭但蜂鸣器报警,发光二极管晚上闪烁。
2.3 如何实现光控闪烁警告灯
此次设计的是光控闪烁安全警告灯,主要是利用单片机功能和光敏电阻的特性实现发光二极管白天灭晚上闪烁以及白天时候实现蜂鸣器报警的功能。
通过判断P2^0口是否产生脉冲,来控制发光二极管和蜂鸣器。在白天时候,由于光敏电阻受光照作用阻值降低,驱动晶体管导通。蜂鸣器工作,发出报警声,而P2^0为高电平通过单片机控制实现发光二极管熄灭。在夜晚的时候,光敏电阻阻值升高达到几十兆欧姆甚至更高,此时由于光敏电阻阻值太高使电路断开无法驱动三极管导通,P2^默认为高电平,通过单片机程序控制使发光二极管闪烁。
图一光控闪烁警告灯流程图
三元件简介
3.1 单片机简介
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。
3.1.1单片机概述
单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),
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常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。
由于单片机在工业控制领域的广泛应用,单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机,直到目前基于8031的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量最多处理器,随着单片机家族的发展壮大,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和,甚至比人类的数量还要多。
3.1.2 应用分类
单片机作为计算机发展的一个重要分支领域,根据目前发展情况,从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。
通用型/专用型是按单片机适用范围来区分的。例如,80C51是通用型单片机,它不是为某种专用途设计的;专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的,例如为了满足电子体温计的要求,在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。
总线型/非总线型是按单片机是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、数据总线、控制总线,这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接,另外,许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内,因此在许多情况下可以不要并行扩展总线,大大减省封装成本和芯片体积,这类单片机称为非总线型单片机。
工控型/家电型是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言工控型寻址范围大,运算能力强;用于家电的单片机多为专用型,通常是小封装、低价格、外围器
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件和外设接口集成度高。显然上述分类并不是惟一的和严格的。例如80C51类单片机既是通用型又是总线型还可以作工控用。
3.1.3 单片机组成部分及介绍
微型计算机主要由如下几个部分组成:微处理器或称中央处理单元(CPU)、内部存贮器(简称内存)、输入输出接口(简称接口)及系统总线。
(1)CPU是一个复杂的电子逻辑元件,它包含了早期计算机中的运算器、控制器及其他功能,能进行算术、逻辑及控制操作。
(2)内存顾名思义,所谓内存就是指微型计算机内部的存贮器。
(3)所谓总线就是用来传送信息的一组通信线。系统总线将构成微型机的各个部件连接到一起,实现了微型机内部各部件间的信息交换。
微型计算机采用三总线结构(AB:地址总线;DB数据总线;CB控制总线)。
(4)接口微型计算机广泛地应用于各个部门和领域,所连接的外部设备是各式各样的。它们不仅要求不同的电平、电流,而且要求不同速率,有时还要考虑是模拟信号,还是数字信号。
3.2 光敏电阻
光敏电阻又称光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
3.2.1 光敏电阻的组成
光敏电阻器是利用半导体的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。
3.2.2 光敏电阻作用
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)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线(可见光)的强弱变化而变化,在黑暗条件下,它的阻值(暗阻)可达1~10M欧,在强光条件(100LX)下,它阻值(亮阻)仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。设计光控电路时都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源使设计大为简化。
3.2.3 光敏电阻主要特性与参数
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:对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等,用于探测紫外线。
红外光敏电阻器:主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化铟等光敏电阻器,广泛
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用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱,红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
可见光光敏电阻器:包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。主要用于各种光电控制系统,如光电自动开关门户,航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭,自动给水和自动停水装置,机械上的自动保护装置和“位置检测器”,极薄零件的厚度检测器,照相机自动曝光装置,光电计数器,烟雾报警器,光电跟踪系统等方面。光敏电阻的主要参数是:
一光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下,当有光照射时,流过的电流称为光电流,外加电压与光电流之比称为亮电阻,常用“100LX”表示。
二暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下,当没有光照射的时候,流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻,常用“0LX”表示。
三灵敏度。灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值(暗电阻)与受光照射时的电阻值(亮电阻)的相对变化值。
四光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度,是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。若将不同波长下的灵敏度画成曲线,就可以得到光谱响应的曲线。
五光照特性。光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。从光敏电阻的光照特性曲线可以看出,随着的光照强度的增加,光敏电阻的阻值开始迅速下降。若进一步增大光照强度,则电阻值变化减小,然后逐渐趋向平缓。在大多数情况下,该特性为非线性。
六伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系,对于光敏器件来说,其光电流随外加电压的增大而增大。
七温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大,部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高,而在高温下的灵敏度则较低。
八额定功率。额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率,当温度升高时,其消耗的功率就降低。
3.2.4 工作原理
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻,为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。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。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体
及梳状欧姆电极,接出引线,封装在具有透光镜的密封壳体内,以免受潮影响其灵敏度。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
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失后,由光子激发产生的电子—空穴对将复合,光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压,其中便有电流通过,受到波长的光线照射时,电流就会随光强的而变大,从而实现光电转换。光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
3.3 三极管简介
半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(或P区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极B、发射极E和集电极C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。
三极管工作状态有三种,放大、饱和、截止。其中又以放大状态最为复杂,主要用于小信号的放大领域。常用的三极管放大电路形式有:共发射极放大电路,共集电极放大电路,共基极放大电路三种。其中共集电路用于电流放大(功率放大),共基电路用于高频放大,共射电路用于低频放大。
3.3.1 三极管工作原理
晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管,(其中,N表示在高纯度硅中加入磷,是指取代一些硅原子,在电压刺激下产生自由电子导电,而p是加入硼取代硅,产生大量空穴利于导电)。两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。
当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b 点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正偏,发射区的多数载流子(电子)及基区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流了。由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给,从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得:Ie=Ib+Ic,这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即:β1=Ic/Ib 式中:β1--称为直流放大倍数,集电极电流的变化量△Ic与基极电
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流的变化量△Ib之比为:β= △Ic/△Ib。式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。
3.3.2 三极管开关特性
三极管的开关特性就是当基极—发射极之间电压超过某个电压值时(对于NPN 硅管通常是0.6V),三级管集电极与发射极直接导通;当基极电压—发射极之间电压小于临界值电压时,则集电极与发射极之间断开这就是三极管的开关特性。
四实验过程及分析
4.1 仿真时出现的问题及分析
在用protues对下图的光控闪烁警告灯电路进行仿真时,始终不能得到满意的结果。不管比较器LM358输出的是高电平还是低电平,与其相连接的I/O口P2^0的电压始终保持不变。因此不能对发光二极管进行有效的控制。我于是将P2^0接口与一电阻相连然后直接接地,发现不管程序中对P2^0接口赋值为1还是0,其始终为高电平。所以我觉得这次仿真中出现的问题可能就是与这类似,在protues中,单片机I/O接口与外接电路相连就想当于是给其外接了个相当于电阻的负载。因此比较器与P2^0相连时,不管其输出是高电平还是低电平的,P2^0电压不变。
图二
4.2 调试实物图出现的问题及分析
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刚刚接好实物,进行调试的时候一点结果都没有。因此不断的进行排查,首先将
单片机的外围电路的错误一一排除,但还是不能调试出理想的结果——蜂鸣器不管在白天还是晚上始终是响着的,同时发光二极管不能进行闪烁。我开始怀疑我的程序是不是出现了问题。我将那程序输入到我的单片机实验开发板中,发现也不能实现闪烁。Protues 仿真再一次欺骗了我。通过KEIL 软件上的警告提示查阅《C 语言编程》,发现给D1赋值为0可以表示为:!D1。我将程序中D1=0用!D1代替,果然最后结果证明问题就出现在那给D1的赋值方式上。
五 心得体会
这次课设我最想做的是关于家电类的传感器设计,但选题有点晚都被其他同学捷
足先登了。由于最近在学习单片机,于是就选了光控闪烁报警灯。
性在有光或无光时产生一个脉冲控制过P2^0过改变光敏电阻值产生高低电平,但是与单片机 图三
连接后始终只能产生低电平。于是我更换了一方案,将光敏电阻接在三极管基级,当光照时,光敏电阻阻值比较小三极管导通,无光照则三极管不导通(图一)。但这种方案需要在强光下,光敏电阻很小时才能使R 10两端电压变成单片机需要的高电平,需要通过提高电源电压来提高它的灵敏范围。
通过这次课设让我对KEIL 软件与protues 软件更加熟悉,能够独立的处理一些问题,更重要的是学会了如何去查阅资料、处理问题的方法以及对待出现的问题时如何调整好自己的心态。出现了问题,首先自己得尽量使自己心态放平和,不能着急。 越是着急就越难发现问题出现的原因。我在刚刚开始调试的时候,单片机始终不能工作,仔细检查电路和接线始终没发现什么问题。看着同学都差不多了,我那着急的有点慌神了。后来老涂说你的晶振接了没有,一检查还真没有接晶振。一下子有给了我希望,虽然后来还是没能出现自己理想的结果,但还是给我很大的感触。出现了问题一定的冷静,越是着急越是做无用功。也许问题的原因是很简单的就像我忘了接晶振,但是因为心态失衡,这简简单单的问题你就是发现不了。
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六附录
6.1 实物图
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6.2 程序设计
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit D1=P2^0;
sbit D2=P2^1;
void delay(uint z);
void main()
{
while(1)
{
if(!D1)
{
D2=1;
P1=0xff;
}
else
{
D2=0;
P1=0x00;
delay(50);
P1=Oxff
delay(50);
}
}
}
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=100;x>0;x--)
for(y=z;y>0;y--);
}
七参考文献
[1] 谭浩强.C程序设计教程[J].清华大学出版社,2007.7.
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[2] 张毅坤,陈善久,裘雪红,等.单片微型计算机原理及应用[J].西安电阻科技大学出版社,1998.8.
[3] 秦曾煌.电工学[J].高等教育出版社,2004.7.
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东北石油大学课程设计 2015年3月13日
东北石油大学课程设计任务书 课程光电检测技术 题目闪烁警示灯电路的设计 专业电子科学与技术姓名学号 主要内容: 应用Y976报警专用集成电路,光敏电阻等电子原器件,设计一当夜幕来临时,它能驱动红色警示灯闪闪发光,以起到告警指示作用。 基本要求: 1)研究Y976报警专用集成电路,光敏电阻的功能特性。 2)设计闪烁警示灯电路的功能框图。 3)设计光电检测电路、音频电路、信号控制电路 4)设计5伏直流电源电路。 5)调试安装。 6)完成课程设计总结报告。 主要参考资料: 1)陈有卿编著. 新颖集成电路制作精选[M].人民邮电出版社, 2005.4. 2) 陈振官,陈宏威等编著.光电子电路制作实例[M]. 2006.4. 3) 黄继昌等编著.检测专用集成电路及应用[M]. 2006.10. 完成期限 2015.3.9~2015.3.13 指导教师 专业负责人 2015年3月6日
第1章概述 随着改革开放的发展,电子电器也得到了飞速的发展。人们生活水平有很大提高。各种电器生活用品如:电动自行车、摩托车、汽车等贵重东西也为许多家庭所拥有。警示灯在我们日常生活中用处非常广泛,例如:警示灯一般用在维护道路安全,通常是用在警车﹑工程车、消防车﹑急救车﹑防范管理车﹑道路维修车﹑牵引车﹑紧急A/S车、机械设备等开发。然而,这时候,一些不法分子也越来越多。人们的安全意识还依然很淡薄,导致了许多严重的事故。因此,为了减少这样的事情发生,人们便发明了示警闪光灯,提示人们道路上注意安全,因此减少了许多不该发生的事故。随着科技的进步闪烁警示灯也将更加广泛的应用与推广。 1.1 闪烁警示灯的介绍、意义和作用 在我们日常生活中和工农业生产中,有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意。例如道路施工时,需在施工现场挂上红色安全警示灯以确保行人和行车的安全。高层建筑物的顶端按有关的规定必须设置红色警示灯以确保飞机安全飞行。为引起大家注意,在一般情况下,多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光。但有时后在某些情况下又不需要其工作比如某些大型的器物,白天很明显,只需在夜间提醒人们注意。 光源采用φ10mm四元素超高亮度发光二极管(LED),使用寿命≥10万小时;发光二极管角度在25-30°时光源饱满,使可视角度范围扩大;太阳能黄闪灯均采用单晶硅太阳能供电,蓄电池功率15W,电池充满电,可连续工作170个小时;所含LED的管粒为120粒,增加使用寿命和发光亮度,有较强的视觉冲击感,提醒司机、行人注意前方有危险;透光镜片的外表面采用倾斜面设计,能防止透光镜片积累灰尘; 外观为LED光源所设计,结构为超薄化,灯具厚度(φ400mm透光面的灯具为150mm);外壳采用聚碳酸酯(PC)材料一次注塑成型,密封采用硅橡胶密封件,防尘、防水、阻燃、抗老化,灯具外壳使用寿命≥10年。 一般情况下,警示灯是按车种和用处可以提供多样的长度的产品的,有灯罩组合的构造,需要时一边方向的灯罩可以组合复合颜色。此外,还可以根据光源形式的不同,分为:1灯泡转灯;2 LED闪光;3 氙气灯管频闪,其中LED闪光形式的是灯泡转灯形式的升级版,使用寿命更长,更节能,更低热! 由于人们越来越重视警示灯的作用,对它工作原理的掌握也变的越来越重要,所以本文主要介绍闪烁警示灯的主要原理,它的主要组成的部件的原理。
LED循环发光小夜灯电路设计制作教学案例设计实例 【摘要】针对电子类专业二年级学生掌握一定的理论知识,但实际应用能力不足,进一步钻研探究的兴趣不强的问题,为了提高学生的课堂兴趣,培养工程实践能力,在电子课程中进行了以案例教学为主的教学方法改革,设计了LED 循环发光小夜灯电路设计制作课程的工程教学案例,结果表明学生的独立思考能力与工程应用能力有了很大的提高。 【关键词】电子实践;教学案例;LED小夜灯 1.引言 电子实践教学的涉及内容是电子技术和基础知识的学科,对于培养学生的实践操作能力和对工程的理解能力是非常重要的教学内容,在改革的过程中要对理论与实践结合的问题多加创新和探索。教师在课堂教学的同时也要对理论知识有深刻的认识和掌握,在教学的过程中多加创造实践的机会,让实践和理论密不可分,让电子技术与现实生活相结合。教师只有通过实践操作才能让学生将理论知识完美地运用起来,提高整个课堂和教学的质量。基于此,采用案例教学的方式可以提高学生在工程中综合设计能力、分析调试能力,同时可以了解产品设计的相关知识。 案例教学,是一种新型的、开放式的、互动式的教学方式。在一般情况下,案例教学要有周密的策划和充分的准备,要使用特定的案例指导学生提前阅读,要组织学生开展讨论,形成反复的互动与交流,还要结合一定理论,通过各种信息、知识的碰撞来达到启示理论和启迪思维的目的[1]。 本文以电子实践课程中的三色LED循环发光小夜灯电路设计制作为课例,探讨案例教学手段在电子实践课程中的应用。 2.教学设计 2.1设计思想 本实验是让学生运用模拟及数字电子技术中的运算放大器、比较器、555定时器、计数器等知识,综合设计一个日常生活中使用的小产品——小夜灯,最后教师通过对比几种典型的设计电路,给出最终的实现电路。通过本实验学生可以学习电路设计中方案选择、器件选型、降低功耗设计等方法,项目设计结束后教师给出电路板和相应的元器件,以此让学生学习表面贴装知识和相应元件的手工焊接技能。
闪 烁 灯 控 制 系 统 院系:电气工程系 班级:电气1002 学号:0401100207 姓名:
第1章概述 (3) 1.1设计的目的及意义 (3) 1.2单片机的概述与应用 (3) 第2章设计原理 (4) 2.1设计要求与基本思路 (4) 2.2设计方案选择 (5) 2.3设计框图 (5) 第3章硬件电路设计 (7) 3.1时钟电路 (7) 3.2扩展电路 (8) 第4章程序设计 (9) 4.1 程序设计思路与流程图 (9) 4.2源程序 (11) 4.3程序调试 (12) 第5章原件明细表 (13) 总结 (14) 参考文献 (15)
第1章概论 1.1设计的目的与意义 当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。 竞争日益剧烈的今天,当代大学生不仅需要扎实的理论知识,还需要过硬的动手能力。作为自动化专业的学生,更应该熟练掌握各种电路编辑软件,作为专业必需的技能更要及时地对这一类软件的更新版本进行学习,其日趋强大的功能是对我们专业技能的补充。 闪烁灯控制系统是利用8051单片机的P1控制的8个发光二极管。可实现从右到左闪烁一次,再从左到右闪烁一次,每次亮灭0.5秒,如此循环,紧急情况下,控制P3.1进行报警5S停止。 闪烁灯控制系统是简易的单片机控制系统,作为课程设计课题,通过实际程序设计和调试,逐步掌握块化程序设计方法和调试技术,通过课程设计,掌握一单片机核心的电路设计的基本方法和技术,了解有关电路参数的计算方法,通过完成一个包括电路设计和程序设计开发的完整过程,了解开发单片机应用系统的全过程,通过本次设计对单片机应用上有一个初步的了解,增强自我的动手、动脑能力,以及发现问题,解决问题,总计经验教训的能力,为以后走向工作岗位,以及更高更远的发展打下坚实的基础 1.2单片机概述与应用 单片机是将CPU、存储器、定时/计数器以及I/O接口等主要部件集成在一块芯片上的微型计算机。单片机是单片微机(Single Chip Microcomputer)的简称,但准确反映单片机本质的名称应是微控制器。目前国外已经普遍称之为微控制器。鉴于他完全作嵌入式应用,故又称为嵌入式微控制器 单片微机从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的,它能最好地满足面对控制对象,应用系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质等要求。 自从20世纪70年代推出单片机以来,作为微型计算机的一个分支,单片机经过30多年的发展,已经在各行各业得到了广泛的应用,由于单片机具有可靠性高、体积小、干扰能力强、能在恶劣的环境下工作等特点,具有较高的性价比,因此广泛应用于工业控制、仪器仪表智能化,机电一体化、家用电器等(1)工业控制:工业设备如机床、锅炉、供水系统、生产自动化、自动报警系统。 (2)智能设备:用单片机改造普通仪器如:仪表、读卡器、医疗器械。 (3)家用电器:如高档洗衣机、电冰箱、微波炉、电视、音响、手机、空调器。 (4)商用产品:如自动售货机、电子收款机、电子秤。
警告指示灯闪烁橙色 警告指示灯闪烁橙色 出现打印机错误时,警告指示灯以如下所示的方式闪烁橙色。闪烁次数表示所出现的故障类型。计算闪烁次数并采取适当措施纠正错误。 闪烁两次:打印机缺纸。/纸张未送入。 在后端托盘或前端托盘中重新装入纸张,并按恢复/取消按钮。 闪烁三次:卡纸。 可能发生了卡纸。取出卡纸,在打印机中重新正确地装入纸张,然后按恢复/取消按钮。请参见卡纸。 闪烁四次:墨水盒未正确安装。/墨水可能已用完。 可能原因如下: 1 如果墨水盒上的指示灯未亮起,则可能没有正确安装墨水盒。 安装合适的墨水盒。 2 如果墨水盒上的指示灯闪烁,墨水可能已用完。 建议更换墨水盒。 如果打印正在进行并希望继续打印,请在不取出墨水盒的情况下按“恢复/取消”按钮。然后可以继续打印。建议在打印完毕之后更换墨水盒。如果在墨水用完的情况下继续打印,打印机可能会被损坏。 请参见更换墨水盒 如果多个墨水指示灯闪烁,请参见获得墨水状态信息并确认每个墨水盒的状态。 闪烁五次:打印头未安装。/打印头有缺陷。 请按照单页安装说明中所述的步骤安装打印头。 如果已安装打印头,请取出并重新安装打印头。
如果问题仍未解决,打印头可能已损坏。请联系canon客户支持中心。 闪烁七次:墨水盒未安装在正确的位置。 可能原因如下: 1 某些墨水盒没有安装在正确的位置。(墨水盒上的指示灯闪烁。) 2 安装了多个相同颜色的墨水盒。(墨水盒上的指示灯闪烁。) 确认墨水盒已安装在合适的位置。 请参见更换墨水盒 闪烁八次:墨水收集器将满。 打印机配有一个内置墨水收集器,用于收集诸如打印头清洗时使用的墨水。 闪烁八次表示墨水收集器快满了。 按恢复/取消按钮取消错误,以继续打印。 在墨水收集器完全装满之前,请联系canon客户支持中心。(需要更换打印机的某个部件。) canon建议出现此错误时立即联系客户支持中心。一旦墨水收集器完全装满,在更换墨水收集器之前将无法执行打印。 闪烁九次:连接的数码相机或便携式数码摄像机没有响应。/连接的数码相机或便携式数码摄像机与本打印机不兼容。 断开打印机和设备的usb电缆线连接,然后重新连接。 从兼容pictbridge的设备进行打印时,根据设备的型号或品牌,连接设备至打印机前可能必须在设备上选择一种兼容pictbridge的打印模式。连接设备至打印机后,可能还必须手动开启设备或选择播放(play)模式。将设备重新连接到打印机前,请根据其说明手册执行必要的操作。 如果问题仍然未解决,本打印机可能不支持所用的数码相机或便携式数码摄像机。只有兼容pictb ridge的设备才可以连接到打印机进行直接打印。 闪烁十三次:无法检测墨水量。 无法正确检测剩余墨水量。(墨水盒上的指示灯闪烁。)
小夜灯的设计 摘要:针对目前社会上很多地方使用长明灯照明,不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控小夜灯控制系统。本系统采用咪头、光敏电阻构成光照信号和声音采集信号电路。通过运放LM324对信号放大并同时运用74LS08输入与门构成逻辑电路,进行逻辑控制,给出是否亮灯的信号,由RC充放及开关电路执行,通过控制继电开关控制小夜灯。此系统能很好的控制灯的亮灭,即在有声音和无光情况下灯亮,其他情况下灯灭,从而达到节能的效果。 关键字:LM324;74LS08 ;RC充放电电路;继电开关 Design Night Light Chaohu College Department of Physics and Electronic Science, Chaohu, Anhui 238000 Abstract: Currently, there are many places for the use of long lamp lighting, intelligent lighting, light can not be realized causing a huge waste of energy. Scientific reduction and energy conservation in response to the call of scientific development and design of sound and light control night light control system. This system uses the microphone, photoresistor light signals and sound collection constitutes the signal circuit. LM324 op amp through the signal amplification and use both of the input AND gate 74LS08 form logic circuits, logic control, whether the light signal is given by the RC charge and discharge and the switching circuit implementation, by controlling the relay switch to control night light. Good control of this system can eliminate the bright lights, that is no light in the case of sound and lights, the other case the lamp, so as to achieve energy-saving effect. Keywords: LM324; 74LS08; RC charge and discharge circuit; Relay switch
多谐振荡器双闪灯电路设计与制作 南昌理工学院张呈张海峰 我们主张,电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品,因为这种电子制作方法,不仅能培养电子爱好者的焊接技术,还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力,为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。 上一篇文章《电路模型设计与制作》我们重点介绍了电路模型的概念以及电流、电压、电阻、发光二极管、轻触开关等基本知识,并完成了电路模型的设计与制作,通过成功调试与测试产品参数,进一步掌握了电子基础知识。 本文将通过设计与制作多谐振荡器双闪灯,掌握识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。掌握识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。
一、多谐振荡器双闪灯电路功能介绍 图1 多谐振荡器双闪灯成品图
多谐振荡器双闪灯电路,来源于汽车的双闪灯电路,是经典的互推互挽电路,通电后LED1和LED2交替闪烁,也就是两个发光二极管轮流导通。 完成本作品的目的是为了掌握识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。掌握识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。。 该电路是一个典型的自激多谐振荡电路,电路设计简单、易懂、趣味性强、理论知识丰富,特别适合初学者制作。 二、原理图 图2 多谐振荡器双闪灯原理图 三、工作原理 本电路由电阻、电容、发光二极管、三极管构成典型的自激多谐振荡电路。在上篇文章中介绍了电阻、和发光二极管,本文只介绍电容和三极管。 1、电容器的识别
电容器,简称电容,用字母C表示,国际单位是法拉,简称法,用F表示,在实际应用中,电容器的电容量往往比1法拉小得多,常用较小的单位,如微法(μF)、皮法(pF)等,它们的关系是: 1法拉(F)=1000000微法(μF),1微法(μF)=1000000皮法(pF)。 本的套件中使用了2个10μF的电解电容,引脚长的为正,短的为负;旁边有一条白色的为负,另一引脚为正。电容上标有耐压值上25V,容量是10μF。 2、三极管的识别 三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅值较大的电信号, 也用作无触点开关,俗称开关管。套件中使用的是NPN型的三极管9013,当把有字的面向自己,引脚朝下,总左往右排列是发射极E,基极B,集电极C。如图3所示。 图3 三极管的引脚图 晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 晶体三极管的三种工作状态: (1)截止状态 当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
即拍亮延时小夜灯
课程设计说明书 课程设计名称:模拟电子技术 课程设计题目:即拍亮延时小夜灯 学院名称:信息工程学院 专业:电子信息科学与技术班级:100431 学号: 10043127姓名 评分:教师: 2012年3月24日
模拟电子技术课程设计任务书2011-2012学年第2学期第1周-2周 题目即拍亮延时小夜灯 内容及要求 1、设计任务和要求 ①声控; ②延时点亮小夜灯; 2、组织安排: 2 人一组。 进度安排 1.布置任务、查阅资料、选择方案,领仪器设备: 2 天; 2.领元器件、制作、焊接: 3 天 3.调试、验收: 2.5 天 4.提交报告: 2011-2012 学年第二学期 3~7 周 学生姓名:
指导时间2012.2.13 —— 2012.2.22 指导地点: E 楼 607 室任务下达2012 年 2 月 11 日任务完成2012 年 2 月22 日 考核方式 1.评阅□ 2. 答辩□ 3. 实际操作□ 4. 其它□指导教师系(部)主任 注: 1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一 份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 目录 第一章、设计任务与要 求 (4) 第二章、系统组成及工作原 理 (4) 第三章、即拍亮延时小夜灯的设 计 (5) 第四章、总原理图及元器件清 单 (6)
第五章、调 试...................................................... (7) 第六章、小 结...................................................... (7) 第七章、参考文 献 (7) 第一章、设计任务与要求 1.声控; 2.延时点亮小夜灯; 第二章、系统组成及工作原理 “一拍亮”延时小夜灯的电路如图一所示,它实际上是一个“声控延时小灯”电路。压电陶瓷片 B 与晶体三极管 VT1 ,电阻 R1,和电阻 R2 等组成了声控脉冲
光控频闪式警示灯电路制作项目教学教案 一、项目要求: 根据提供的图纸,通过所学知识来制作电子产品。整个制作过程分为以下六个子项目: (1)元器件的检测、记录。 (2)设计并画出装配图。 (3)元器件的成型、安装;焊接、剪切引脚。 (4)检查电路安装的正确性。 (5)通电调试,必要时对元器件参数作适当调整。 (6)测试并记录电路工作参数。 二、教学目标 知识技能:学生在实际工作的情境中,综合使用元器件的知识,掌握元件的检测、记录、焊接技巧。 过程与方法:通过教师、同学间的帮助,感受实际工作中元件的识别、监测、焊接等一般工作流程,学会表达解决问题的过程和方法。 情感、态度、价值观:培养学生实际动手操作能力,以及与同伴合作交流意识和能力。 三、项目分析:(展示电路工艺及最终效果) 本项目是让学生从亲身的感受中说、做、学,优化教学过程,改进学习方式,并倡导学生主动参与学习和同学交流合作,用不同的方式来学习知识。通过自己的讨论交流进行探索和实现问题的解决,形成一定的知识解决模型,并最终解决实际生活问题,从而能够与行业零距离接轨。 重点:电路制作及测试的工作流程。 难点:灵活运用各种知识。 突破重点、难点:①学生在老师的引导下完成项目。 ②教师帮助个别学生解决难题、提高水平。 四、教学策略分析 1.学习者分析 学生学习该项目之前已经掌握了元器件的基本知识,能够熟练应用。 2.教学理念和教学方式
教学是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。实训教学,要紧密联系学生的生活实际。采用项目教学法学习,教师可以利用实际操作的优势,成为知识传播者、问题情境的创设者、尝试点拨的引导者、知识反馈的调整者。学生是学习的主人,在教师的帮助下,小组合作交流中,利用动手操作探索,发现新知识,自主学习。 教学评价方式多样化,包括师生评价、学生评价、小组评价等多种方式。在课堂上利用明确无误的工作表结果对学生的学习和练习作出评价,让每个学生都能体验到成功的乐趣。采用项目教学法,让学生把分散知识的各知识点综合起来,应用于实际的行业工作中。 五、教学准备 1、电原理图 光控频闪式警示灯由光控电路和频闪振荡器所组成。常用于航海、高层建筑、高速公路等场所,提请有关人员安全行驶。白天,光敏电阻阻值变小,④脚为低电平,频闪振荡器停振。当天黑时,光敏电阻阻值变大,④脚为高电平,频闪振荡器开始振荡,LED一闪一闪发光,特别直观、引人注目。
XXXXX 《模拟电子技术》课程设计 题目延时小夜灯___ 学生姓名XXX_____ 专业班级 14级通信工程2班 学号____201451032_____ 院(系)信息工程学院__ 指导教师 XXX_____ 完成时间 2015年12月31日
郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业14级通信工程班级2学号201451032姓名XXX 一、设计题目延时小夜灯______________ 二.设计任务与要求 1、光控延时照明。当光照强度骤然间由强变弱,使光敏电阻的阻 值发生明显变化。小夜灯便延时点亮1.5分钟左右。 2、手动延时照明。在黑暗环境中,只需按一下灯盒上的自复位开 关,小灯便延时点亮2分钟左右。 3、根据上述要求选定设计方案,并在网上或者相关书籍上查找相 关文献,了解小夜灯的设计原理。进而设计出延时小夜灯的设计电路图。 4、在电脑上用Multisim软件进行仿真,经过仿真成功的设计可以 按照电路图进行原件的购买和焊接。焊接完成后需要达到设计目的的效 果。 三、参考文献 [1]蓝厚荣,单片机的PWM控制技术[J].工业控制计算机,2010.2~9 [2]杨力,左能.电子技术[M].北京:中国水利水电出版社,2006.7~8 [3]高吉祥,电子技术基础实验与课程设计[M].2版.北京:电子工业 出版社,2005.90~98 [4]江晓安,董秀峰编著.模拟电子技术.3版[M].西安:西安电子科技 大学出版社,2008.33~35 [5]王宪伟,电子技术实验与课程设计[M].北京:清华大学出版社, 2006.66~67 四、设计时间 2014 年12 月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名:_________________ 年月日
光电检测技术与应用课程 设计 题目: 光控节能路灯的电路设计 组长: 张影 组员: 夏飞凤、彭欢、赵楠楠 专业: 电子科学与技术 班级: 112班 指导教师: 何恩杰 2014 年 4 月 19 日 安徽科技学院数理学院
目录 第一章概述 1.1光电检测技术前景、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1 1.2课题作用、实用价值、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1 1.3关于对该作品的发展前景的看法、、、、、、、、、、、、、、2 第二章主要器件基本原理 2.1光电二极管的基本原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2 2.2光电三级管的基本原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3 第三章光控节能路灯电路的设计 3.1主要内容、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3.2基本要求、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3.3设计方案及框图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3.4总体电路图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5 3.5电路功能介绍、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、6 3.5.1白天电路显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、6 3.5.2夜晚电路显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7 3.5.3光强控制显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7 3.5.4报警显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8 3.5.5太阳能电池供电电路设想、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8 3.5.6电路实际应用、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9 3.6电路各器件参数与功能、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9 3.6.1继电器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9
光控自动路灯设计
光控自动路灯设计 一、设计的任务与要求 利用光照的强度作为路灯的起控点,实现光线较亮时,自动关闭,晚上光线较暗时,自动开启路灯的控制。 了解常用路灯控制的各种方法,及各自的优缺点,通过相互的比较,确定设计方案,并对所用传感器进行选型,同时加以电路的设计与分析,完成设计任务。 二、设计分析 利用光照强度为传感器,目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻,利用其光线较强时,电阻值较低,而光线较暗时则电阻较大的特点,利用电桥,可将光线信号转换成电信号,再通过电压比较器等方式,可以有效地完成控制需要。 这类设计中,只要能将光线信号取出,整个设计也便完成了大半,至于控制部分的设计,可采用继电器输出,这样就算驱动较大的路灯负载,只需要再加接触器便可完成。在本系统的设计中,如何提高系统光线临界状态的稳定性,是设计的难点所在,由于光敏电阻的电阻值变化是连续的,因此,在靠近临界点时,容易赞成不稳定,在设计中若能用运放电路来完成处理,则可将运放接成电压比较器的方式,这样可以完成较为精确的起控;若采用分立元件来处理,可以采用稳压管来稳定工作点,只地当分压大于稳压管的击穿电压时,电路才能起控。 三、设计内容
1、光敏电阻又称光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光敏电阻器是利用半导体的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)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线(可见光)的强弱变化而变化,在黑暗条件下,它的阻值(暗阻)可达1~10M欧,在强光条件(100LX)下,它阻值(亮阻)仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm 的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。设计光控电路时,都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。 2、光敏电阻器都制成薄片结构,以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时,半导体片(光敏层)内就激发出电子—空穴对,参与导电,使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度,光敏电阻的电极常采用梳状图案,它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。光敏电阻的主要参数是:(1)光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下,当有光照射时,流过的电流称为光电流,外加电压与光电流之比称为亮电阻,常用“100LX”表示。(2)暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下,当没有光照射的时候,流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻,常用“0LX”表示。
多谐振荡器双闪灯电路设计与制作 一、电路设计功能介绍 这是电子技术入门者要做的第一个电子产品,做这个产品的主要目的是为了学会识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。学会识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。 分立元件双闪灯电路,来源于汽车的双闪灯电路,是经典的互推互挽电路,通电后LED1和LED2交替闪烁也就是两个发光二极管轮流导通。 二、多谐振荡器双闪灯电路原理图
三、多谐振荡器双闪灯电路工作原理 该电路是一个典型的自激多谐振荡电路,套件电路简单、易懂、趣味性强、理论学习知识丰富,特别适合初学者制作。 工作原理:当接通电源后,两只三极管就要争先导通,但由于元器件的差异性,只有某一只管子最先导通。然后电路中两只三极管便轮流导通和截止,两只发光二极管就不停地循环发光。改变阻值或电容的容量可以改LED闪烁的速度。 电路通电时,假设V1优先导通,则C1通过R1开始充电,由于充电时电容相当于短路,所以V2基极近似接地,故V2截止。此时LED1点亮,LED2熄灭。当C1充电毕,V2基极为高点平,故导通,LED被点亮,同时C1上电荷被泄放,V1截止,LED1熄灭。C2通过R2充电,充电毕V1又导通,电路如此循环,两个LED交替闪烁。四、多谐振荡器双闪灯电路元件清单及实物图
双闪灯元件清单实物图 五、调试技巧及成品图 双闪灯电路安装成功后,接上5V直流电压,或者用三节5号电池供电。如下图所示:
正常情况下,可以观察到二只LED发光二极管轮流闪烁,如果没有出现我们需要的功能,应该从以下几个方面调试、检修。 1、检测焊接线路是否正常连通,可用万用表检测每条线路是否导通。因为初次焊接的时候,经常出现虚焊、假焊、漏焊等焊接故障。 2、检测每个元件是否安装正确,特别是发光二极管的正负极性是否正确。 3、用万用表测试电源电压是否正常。 4、发光二极管的限流电阻是否用错,初学者容易把220欧姆的电阻与100K欧的电阻搞混了。 5、测试下电容C1、C2的正极的电压是否改变,如果没有改变要检测三极管是否焊接正确。 经过上面几个步骤的检测,相信一定能排除故障,实现我们需要的目的。 主要焊接毛病有: 1、堆积 2、虚焊 3、尖角
光控式道路施工闪烁警 示灯设计 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
本科生毕业论文(设计) 系(院)物理与电子工程学院专业电子信息工程 论文题目光控式道路施工闪烁警示灯设计 学生姓名 指导教师 (姓名及职称) 班级 学号 完成日期:年月 光控式道路施工闪烁警示灯设计 物理与电子工程学院电子信息工程 [摘要]本设计采用STC89C52RC单片机、光控和声控检测设备设计了一个道路施工闪烁警示灯。电路采用模块化设计,主要包括单片机控制模块、光控模块、声控模块、警示灯模块。实现天黑后警示灯自动开启闪烁,而天亮后又能自动关闭的功能,保障夜间道路施工现场的交通和过往行人的安全,达到警示和节能的目的。 [关键字]警示声控光控 STC89C52RC 1 设计任务与要求 本设计的主要任务是,在夜间,通常要在施工现场设置并开启红色警示灯,以确保交通安全。为了提高警示效果,警示灯最好是要工作在闪烁状态。该设计在天黑后同时外界环境有声音时,该电路能控制警示灯自动开启并使其工作在闪烁状态,二个条件中任何一个或者二个不满足时报警灯自动关闭。 基本功能:实现晚上警示灯自动闪烁,白天自动关闭的基本功能。 发挥部分:添加一个声控模块,在晚上,当检测到有声音信号时(过往车辆和行人等),才点亮闪烁警示灯,否则警示灯不点亮,达到环保节能的效果。
2 设计方案 本设计通过光敏电阻检测环境光强,采用电容式驻极体传声器检测环境声强信号,检测出光线强时,给出低电平,光线弱时,给出高电平;有声音时给出高电平,没有声音时给出低电平。两个模块发出的电平传送给单片机,当且仅当环境光线降低(低至阀值),外界有声音信号两个条件同时满足时,单片机发出指令控制led灯处于闪烁状态,并且闪烁一段时间后自动熄灭。设计包括硬件电路和软件设计两部分,其中硬件电路部分主要包括:光控模块、声控模块、单片机控制模块(单片机最小系统)、警示灯模块;软件部分包括:Protues仿真、Keil-C51软件编程。系统原理框图如图2-1: 单片机STC89C52RC STC89C52RC单片机是高性能、低功耗的8K的在系统上可编程的存储器原件。与89C51 CPU处于停止状态,但是允许RAM、定时器、串口、中断等继续工作。掉电状态下,RAM内容会被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。 在本次设计中,用到了的单片机的逻辑处理功能。通过光电检测电路将检测到的外界光照强度通过逻辑值传递给单片机的口,当外界光照强度达到设定的阀值时接收一个高电平;声电检测电路检测到的外界声音信息传给单片机口,当外界有声音信号时,单片机接收一个高电平,当两个IO口同时为高电平时,单片机的和给出低电平使LED点亮处于闪烁状态,并且给单片机设定循环,使之闪烁一段时间后自动停止,本设计中闪烁五次后自动停止。 光敏电阻 光敏电阻是一种特殊的电阻,其阻值会随着光照强度的改变而呈现出一定的变化趋势。其工作原理是基于内光电效应。光敏电阻的材料有金属硫化物、硒化物、碲化物等半导体。 半导体的导电能力决定于半导体内载流子数目的多少,光敏电阻就是通过光线来改变半导体内载流子的数目来达到改变光敏电阻阻值的。当光敏电阻受到光照时,价带中的电子吸收光子能量后将跃迁到导带,成为自由电子。当光照越强,空穴对就越多,从而阻值就越低。当光敏电阻两端加上电压后,流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。
河北科技大学课程设计报告 学生姓名:学号:110701141 专业班级:电信111 课程名称:传感器原理及应用 学年学期:2013—2014学年第一学期指导教师: 2013年12月
课程设计成绩评定表
目录 一·摘要 二·设计目的 三·设计要求 四·正文
4.1设计题目 4.2所用器材 4.3电路器件说明 4.4设计原理 4.5设计原理图 4.6设计步骤 4.7电路框图 4.8电路实物图 4.9电路说明 五·制作过程和调试 六·心得体会 七·参考文献 一.摘要 本课题介绍的光控自动照明灯,电路简单,使用方便。通过光控照明电路,以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的,当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来,这样就达到了节电和节能的目的,和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能,能够实现更多的自动化。
在现代社会中,某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关,而是向智能和人性化方向发展,方便与节能已经是主题口号,所以各种光控灯应运而生,而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯,所以研究光控的原理是非常有必要的。 光控灯电路作为一种简单的实用电路现在已经渗透到我们生活中很多方面,最常见的如光控照明灯,就是指在有光情况下会自动熄灭,当夜幕来临的时候等会自动的亮起来,很适合做路灯和走廊灯的控制,起到了很好的节能效果。现在的一些小孩玩具中也应用到这一原理,把光控集成电路植入于玩具当中(常见于轮滑鞋),遮光时就会出现闪光效果,非常有趣。二.设计目的 1.通过解决一、两个实际问题,巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解,提高综合运用课程所学知识的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际电路方案的分析比较,设计计算,元件选择,安装调试等环节,初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。 4.掌握常用仪器设备的正确使用方法,学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法,提高动手能力。能在教师指导下,完成课题任务。 5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范,能按课程设计任务书的要求编写设计说明书,能正确反映设计和实验成果,能正确绘制电路图等。 6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践,逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点,获得初步的应用经验,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 ⒎了解与课程有关的电子电路以及元器件的工程技术规范,编写设计说明书。提高自己的动手能力,培养严肃、认真的工作作风和科学态度。 三.设计要求
1 妙用LM317的闪烁灯,闪烁频率可调。 LM317常用作电压稳压器中的调整元件,这里给大家介绍一个不寻常的应用,只要配上不多的外部元件, 可以使一个12V的小灯泡闪烁发光。 如图,采用所给的元件参数值和信号,当电路接通以后,小灯泡将以4Hz的频率闪烁,当然,若改变元件参数(R2或C2,当R2或C2变值时,其它相应电阻或电容值也改变,使之与R2或C2相同),闪烁的频率也会变,若要使闪烁的灯光停止闪烁,可用>1V的电压驱动T1。 由于LM317本身传输电流>1A,电路能自动限制开启电流,因此灯泡的寿命是相当长的。 2 闪光器/灯光控制 该电路是两级直接耦合晶体管放大器,它们接成了自激多谐振荡器。调节电位器R1既可以改变闪光时间 的长短,又可以改变闪光的间隔时间. 3 多用闪光灯设计 SG3909是仿LM3909的集成元件,可与LM3909互换使用,工作电压可低于1.5V,利用定时电容进 行电压提升,把2V的脉冲送至发光二极管。 SG3909的管脚排例如图7所示。SG3909的特性为:
1、微功耗工作,一节大号手电筒电池可工作一年以上; 2、电源电压低,可从1V到5V 3、驱动电流大,作为振荡器可直接驱动8Ω扬声器; 4、外接元件少,电路内部自启动,仅需外加一节电池和一只电容器便可构成闪光器; 5、成本低,亮度好。 图1~图6示出了SG3909的多种发光二极管VD以及白炽灯H闪光器电路。闪光频率可通过调整外接 电阻、电容来调节。 元器件选择:发光二极管VD可选用以下几种:BT104(黄),BT304(绿),BT305(红),别的发光管型号只要工作电压在1.5V~2.5V均可采用。开关SA为KNX(1×2)。照明灯H为6.3V、0.1A(螺口)或6.3V、0.15A(插口)。电源GB用4F22-DC6V层叠电池,也可用整流直流6V电源,这样较为经济。其它元件参数如图1~图6标注,无特殊要求。
一、题目的功能及要求: (一)、闪光警灯控制电路 (二)、功能要求如下: 1、控制红、蓝两种高亮度发光二极管交替闪光,蓝光快闪两下, 然后红光闪一下。具体参数是蓝灯亮0.2秒,熄0.1秒,再亮0.2秒,之后熄0.5秒,如此循环;红灯则是亮0.5秒,熄0.5秒,照此循环; 2、采用6V直流供电; 提示: 1、注意发光管的驱动设计,一是驱动元件要有足够的承受能力 和较低的功耗,但又不能“大马拉小车”;二是要合理的确定限流电阻的阻值,以使发光管具有足够的亮度而电阻的功耗又较小; 2、时间参数允许有一定的误差,只要能实现蓝光闪两次红光闪 一次,红、蓝两色交替闪烁即可。 3、发光管的参数请查相关资料自行确定。 二、设计思路及方案设计分析、论证: (一)、设计思路: 要实现LED闪烁,可使用两种方法实现,一种是使用51单片机做控制,然后利用汇编或者C语言的简单编程可实现;另一种是利用555振荡电路,通过电路输出的矩形脉冲来控制LED灯交替闪烁。然
后通过对题目的分析知道题目功能要求相对简单,利用逻辑电路也能很简单的实现,所以决定用555振荡电路来设计。 (二)、方案设计分析、论证: 题目要求是蓝灯闪两下,然后红灯闪一下,可利用两个555振荡电路相互协调就可以实现交替闪烁,首先要实现单个灯闪烁,并初步确定充放电的电容电阻值的范围。然后再考虑两个灯怎样实现交替闪烁,理论上可以把两个电路的3角输出接到一起,通过高低电频的阻断作用实现交替闪烁,通过进一步的分析论证并在软件上进行调试,得出方案可行的结论。并且实现起来比较简单,所用元器件较少,基本达到了题目所要求的功能。 三、系统框图: 四、单元电路图: 1、主要元器件的具体参数或规格、型号
如图所示是一个简单易作的光控路灯电路,只要夜幕来临,电灯自动点亮,白天,灯自行熄灭。该电路具有软启动功能,因为夜幕降临时,自然光线是逐渐缓慢变弱的,所以光敏电阻rl的阻值是逐渐变大,vt门极电平也是逐渐升高。故晶闸管由关断变为开通是经历一个微导通与弱导通阶段,所以电灯e有一个逐渐变亮的软启动过程。 如图所示是一种简易的光控开关。在一些公共场所,如楼道、路灯等装上自动光控开关,不仅方便而且也节电。它在天黑时会自动开灯,天亮时自动熄灭。调节4.7MΩ电位器,可适用于不同型号的光敏电阻及在一定的条件(黑暗程度)下亮灯。
如图所示的光控路灯,电路简单,使用方便,且流过灯泡的电流为全波交流电,所以电灯处于正常发光状态。其亮度要比半压供电要亮得多,而且电子电路与灯泡采用二线制接法,以简化安装 如图所示是一个性能较好的采用单向晶闸管的简易光控路灯电路。vdp为光敏二极管,白天它呈低电阻,阻值≤1kω,三极管vt2截止,晶闸管vt1因门极无触发电流而处于关断态,路灯e不亮。夜晚,vl无光照射呈高电阻,阻值≥ 100kω,vt2导通,发射极可输出正向触发电流流经vt1的门极,使vt1开通,e点亮发光。调节rp可使电路在需要开灯的光照度下使灯e点亮。该电路设置了稳压管vs,使电路工作比较稳定可靠。电路安装时,光敏二极管vdp同样应注意避免灯e 的自身光线照射。
如图所示是一个采用双向晶闸管制作的光控路灯电路,且它也采用二线制接法,所以安装比较简便。白天,光敏电阻器rl因受自然光线照射,rl呈现低电阻,它与r1分压后,获得的电压低于双向触发二极管vdh的折转电压,故双向晶闸管vth阻断,电灯e不亮。当夜幕来临时,rl上分得电压逐渐升高,当高于vdh的折转电压时,vth开通,路灯e点亮。该电路具有软启动过程,有利于延长灯泡的使用寿命。增减r1的阻值可以改变电路的光控灵敏度,但一般情况下可以不必调整。vdh可用转折电压为20~40v的双向触发二极管,如2cts、db3型等。 光敏电阻组成的自动照明灯电路图此电路适用于医院、学生宿舍楼道及公共场所。它在白天