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电子综合开发实践报告设计课题：楼道触摸延时开关专业班级：电信10级（2）班学生学号：**********学生姓名：***设计时间：2013.1.16信息科学与技术学院2013年1月电子综合设计楼道触摸延时开关一、设计任务与要求1、设计一个楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。
2、开关的延时时间约1分钟左右。
二、方案设计与论证楼道触摸延时开关的主要难点在于如何实现延时以及人用手触摸开关时候的安全性，延时可通过RC电路和继电器实现，延时时间可通过对RC电路的时间常数进行换算。
对此我想出了两种方案来设计。
原理框图如下所示：图2.1 楼道触摸延时开关原理框图方案一题目的要求是触摸延时，我首先想到的是用555定时器进行延时输出，通过把555定时器设定在手动单稳态触发，即把THR和TRI脚连接到RC串联回路之间再接开关实现，则当开关按下时，触发器由稳态进入暂态，输出为高电平，当开关断开时，由于RC回路的存在，C向R放电，经过时间T=1.1*RC后，才再由暂态变成稳态，若在555的输出端接一个常开继电器，则在有高电平输出时继电器闭合，则可导通楼道电灯开关，当延时一段时间后再打开，即电灯熄灭。
在实际设计时发现LM555定时器的VCC电压不能设置正常，即220V市电通过变压整流滤波稳压之后接在555上电路会出错，而单独使用5V电压源则电路运行正常，由于找不出原因而放弃这种连接方法。
方案二通过大量书籍的查阅，我了解到可以用三个三极管完成对延时电路的实现，即一个放大人手微弱漏电流的三极管T1，直接耦合一个若有第一级三极管放大后的电楼道触摸延时开关流就能工作在饱和状态的三极管T2（饱和状态可以通过设置静态工作点来实现），来使集电极处于低电平，再在下一级三极管T3之间加入RC回路，当T1和T2导通则T3工作，C通过T2的集电极充电，当T1和T2没有人手触摸断开时，T3由于C 的放电而继续工作，我们在T3的集电极接一个继电器，则基本实现了电路的功能。
楼道触摸延时开关eda课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握楼道触摸延时开关的工作原理和设计方法，培养学生的科技创新意识和动手能力。
具体目标如下：1.知识目标：使学生掌握楼道触摸延时开关的基本工作原理，了解其组成部分及功能，包括触摸传感器、延时电路、开关电路等。
2.技能目标：培养学生运用所学知识进行实际设计的能力，学会使用相关工具和仪器进行触摸延时开关的安装与调试。
3.情感态度价值观目标：激发学生对科技创新的兴趣，培养学生的团队合作意识和责任感，使学生在实践中体验到学习的乐趣和成就感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.楼道触摸延时开关的原理：介绍触摸传感器的工作原理，延时电路的原理及功能，以及开关电路的连接方式。
2.楼道触摸延时开关的设计：讲解设计触摸延时开关所需的知识点和技能，包括触摸传感器选型、延时电路设计、开关电路设计等。
3.楼道触摸延时开关的安装与调试：介绍安装触摸延时开关的步骤和注意事项，以及如何进行调试和故障排查。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：讲解楼道触摸延时开关的原理、设计和安装调试方法。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解触摸延时开关的应用和价值。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备触摸延时开关实验套件，让学生进行实际操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生的课堂参与度、提问回答、小组讨论等，以了解学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的设计作业，评估学生的设计思路、创新能力和实施效果。
安全触摸延时开关课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解延时开关的基本工作原理，掌握安全触摸延时开关的电路构成及功能。
2. 学生了解延时开关在生活中的应用，认识到其在节能与安全方面的意义。
技能目标：1. 学生能正确使用实验器材，进行安全触摸延时开关的组装和调试。
2. 学生通过实践操作，培养动手能力，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对电子技术的兴趣，激发创新精神。
2. 学生树立安全意识，养成节能环保的良好习惯，增强社会责任感。
本课程针对五年级学生设计，结合学生好奇心强、动手能力逐渐提高的特点，注重理论与实践相结合。
课程以安全触摸延时开关为主题，通过教学让学生掌握相关知识，提高技能，同时培养良好的情感态度价值观。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，组织以下教学内容：1. 安全触摸延时开关的基本原理及电路构成- 电路基础知识回顾- 延时开关的工作原理介绍- 安全触摸延时开关电路图的识别2. 实践操作：安全触摸延时开关的组装与调试- 实验器材的选择和使用方法- 电路组装步骤及注意事项- 调试与故障排查方法3. 延时开关的应用及节能、安全意义- 延时开关在生活中的应用场景- 节能环保及安全意识培养教学内容安排和进度如下：第一课时：回顾电路基础知识，介绍延时开关工作原理，学习电路图的识别。
第二课时：实践操作，学习实验器材的使用，进行安全触摸延时开关的组装。
第三课时：调试与故障排查，总结经验，探讨延时开关在实际应用中的节能与安全意义。
教学内容注重科学性和系统性，与教材紧密关联，确保学生能够掌握安全触摸延时开关的相关知识。
三、教学方法本课程根据教学内容特点，结合学生实际情况，选择以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，为学生讲解安全触摸延时开关的基本原理、电路构成及应用等理论知识，帮助学生建立完整的知识体系。
延时触摸开关课程设计目的一、课程目标知识目标：1. 学生能理解触摸开关的基本工作原理，掌握延时触摸开关的电路组成及功能。
2. 学生能描述延时触摸开关在日常生活和工业中的应用，了解其优势。
3. 学生掌握基本的电子元件知识，如电阻、电容、二极管等，并了解它们在延时触摸开关中的作用。
技能目标：1. 学生能够独立完成延时触摸开关电路图的绘制，并进行电路搭建。
2. 学生能够运用所学知识，分析并解决延时触摸开关在实际使用中遇到的问题。
3. 学生通过实践操作，培养动手能力、观察分析能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生在学习过程中，养成认真观察、严谨操作的良好习惯，增强自信心。
3. 学生关注触摸开关在节能环保方面的优势，培养环保意识和社会责任感。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，以理论为基础，实践操作为核心，培养学生的动手能力和创新思维。
学生特点：六年级学生具备一定的电子知识基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇，善于合作和分享。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作，让学生在动手实践中掌握知识，提高技能。
同时，关注学生在学习过程中的情感态度价值观的培养，提升学生的综合素质。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程依据课程目标，选择以下教学内容：1. 触摸开关的基本原理：包括触摸开关的构成、工作原理及延时功能实现。
- 教材章节：第三章第二节《触摸开关的原理与应用》2. 延时触摸开关的电路组成：介绍电路中各个元件的作用，如电阻、电容、二极管等。
- 教材章节：第二章《电子元件及其功能》3. 延时触摸开关电路图的绘制：教授如何根据电路原理绘制延时触摸开关电路图。
- 教材章节：第四章第一节《电路图的绘制方法》4. 实践操作：指导学生进行延时触摸开关电路的搭建，分析并解决实际问题。
- 教材章节：第五章《电子技术实践》5. 延时触摸开关的应用案例分析：介绍其在日常生活和工业中的应用场景，探讨其优势。
本项目制作的触摸延时开关的电路原理如图2-36所示。
与非门G1、G2，晶体三极管VT和继电器KA等器件组成。
图2-36 触摸式延时开关电路图图2-36 所示电路中，门G1的一个输入端和门G2的一个输入端接正电源，为高电平，门G1和门G2相当于反相器，所以门G1和门G2也可以直接用反相器。
当人手没有触碰触摸开关时，门G1的输入端为低电平，输出为高电平，VD1截止，门G2的输入端为高电平，电容C2两端有正向电压，门G2输出低电平，三极管VT截止，继电器KA不吸合。
当人手触摸触摸开关时时，VDD通过人体电阻给c1充电，门G1的输入端变为高电平，输出低电平，二极管VD1导通，C2通过VD1放电，门G2的输入端为低电平，门G2输出高电平，VT导通，继电器KA吸合，负载工作。
而当手离开触摸开关时，门G1的输入端又重为低电平，门G1输出高电平，二极管VD1截止，电容C2充电，经过大约20s时间（取决于充电常数C2与R2的乘积），C2电压升至一定值，门G2的输出又变为低电平，三极管VT截止，继电器KA释放，负载停止工作。
电路中，CD4011中四个与非门只使用了两个，剩余的两个门须将输入端接电源（VDD）或接地(VSS)，输出端可以悬空。
2.3 项目制作一、电路装配准备1. 装配工具及仪器仪表：电烙铁、焊锡丝、钳子、螺丝起、万用表等。
2. 元器件清单：二、重要元器件的检测为了确保电路在正确安装的情况下正常工作，减少不必要返工，在组装前应对所有的元器件进行检测。
1.CD4011的检测：2.继电器的检测：①测线圈电阻。
万用表的Rx1k档，检测继电器的线圈电阻，应无开路现象。
②测节点电阻。
继电器线圈没通额定电压时，用万用表的Rx1k档，先检测常闭引脚的电阻，阻值应为零；而常开引脚应为无穷大。
通电后，常开脚电阻应为零，常闭脚应为无穷大。
一、电路组装（1）本触摸开关延时电路可以按触摸开关控制电路→延时控制电路→继电器控制电路的顺序来组装元器件。
触控延时开关课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解触控延时开关的工作原理，掌握相关的电子元件功能及电路连接方式。
2. 学生能够阐述触控延时开关在日常生活和工业中的应用，了解其重要性。
3. 学生掌握基本的电路图识别，能够读懂触控延时开关的电路图。
技能目标：1. 学生能够独立完成触控延时开关的组装和调试，提高动手操作能力。
2. 学生通过小组合作，培养团队协作和沟通能力，解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 学生认识到科技发展对生活的影响，增强环保意识和责任感。
3. 学生在实践过程中，培养耐心、细心和自信的品质，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为初中电子技术课程，旨在让学生了解触控延时开关的基本原理和应用，通过实践操作，提高学生的动手能力。
学生特点分析：初中生好奇心强，具备一定的动手操作能力，喜欢探索新知识。
在教学中，需关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣。
教学要求：1. 教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实践操作。
2. 教师要关注学生的学习过程，及时给予指导和鼓励，提高学生的自信心。
3. 教学过程中，注重培养学生的团队协作能力和创新精神。
二、教学内容1. 理论知识：- 触控延时开关的工作原理- 电子元件功能：电容、电阻、二极管、三极管等- 电路连接方式：串联、并联及其在触控延时开关中的应用- 触控延时开关电路图的识别与解读2. 实践操作：- 触控延时开关的组装与调试- 电路连接技巧与注意事项- 故障分析与排查3. 教学大纲：- 第一课时：介绍触控延时开关的工作原理，认识电子元件，学习电路连接方式。
- 第二课时：解读触控延时开关电路图，讨论其在实际应用中的作用。
- 第三课时：分组进行触控延时开关的组装与调试，培养动手操作能力。
- 第四课时：总结实践操作经验，进行故障分析与排查，提高解决问题的能力。
4. 教材关联：- 教学内容与教材中“电子技术基础”章节相关，涵盖了触控延时开关的相关知识。
触摸延时开关课程设计。
一、课程目标知识目标：1. 学生能理解触摸延时开关的工作原理，掌握相关电子元件的功能和连接方式；2. 学生能掌握触摸延时开关电路的设计方法，了解其在生活中的应用；3. 学生了解触摸延时开关技术的发展，认识到科技对生活的影响。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，动手搭建一个触摸延时开关电路；2. 学生能通过实验分析触摸延时开关电路中存在的问题，并提出改进措施；3. 学生能运用触摸延时开关设计简单的智能家居控制系统。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，提高学习主动性和积极性；2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通与协作；3. 学生认识到科技发展对生活的改变，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程属于初中电子技术课程，旨在让学生了解触摸延时开关的工作原理和应用，培养学生的动手能力和创新意识。
学生特点：初中生好奇心强，喜欢动手实践，具备一定的电子技术基础，但缺乏系统性的知识和实践经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，突出学生的主体地位，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的学习积极性。
通过课程学习，使学生能够掌握触摸延时开关的相关知识，并将其应用于实际生活中。
二、教学内容1. 触摸延时开关原理：讲解触摸延时开关的工作原理，包括触摸传感器、延时电路、控制电路等组成部分的功能及相互关系。
相关教材章节：第三章第四节“触摸延时开关的原理与应用”2. 电子元件识别与连接：介绍触摸延时开关电路中常用的电子元件，如电容、电阻、三极管等，并教授正确的连接方法。
相关教材章节：第二章“常见电子元件及其连接方法”3. 触摸延时开关电路设计：引导学生学习触摸延时开关电路的设计方法，分析电路参数对触摸延时效果的影响。
相关教材章节：第四章第二节“触摸延时开关电路设计”4. 实践操作：组织学生动手搭建触摸延时开关电路，并进行调试与优化。
楼道触摸延时开关一．设计目的1. 进一步熟悉和掌握数字电子电路的设计方法和步骤2. 进一步将理论和实践相结合3. 熟悉和掌握仿真软件的应用二．设计任务（内容）（1）设计一楼道触摸延时开关，其功能时当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。
（2）开关的延时时间约1分钟左右。
二．设计要求1. 完成全电路的理论设计2. 参数的计算和有关器件的选择3. 对电路进行仿真4. 撰写设计报告书一份；A3图纸至少一张。
报告书要求写明以下主要内容（1）总体方案的选择和设计（2）各个单元电路的选择和设计（3）PCB的制作及仿真过程的实现参考资料[1]阎石.数字电子技术基础（第五版）北京：高等教育出版社，2006[2]王兆安.电力电子技术（第四版）北京：机械工业出版社，2000[3]杨志忠.集成电路及元器件使用手册北京：机械工业出版社2010[4]朱定华. 电子电路实验与课程设计北京：清华大学出版社，2009楼道触摸延时开关课程设计目录第一章设计原理 (3)第二章电路的设计 (4)2.1触摸延时电路的设计 (4)2.1.1 555计时器 (4)2.1.2 延时电路设计原理 (5)2.2桥式整流电路原理 (6)2.2.1单项桥式整流电路组成 (6)2.2.2单项桥式整流电路工作原理 (6)2.3滤波电路和稳压电路 (7)2.3.1滤波电路 (7)2.3.2稳压电路 (8)2.4控制电路的设计 (10)2.4.1继电器的基本原理 (10)2.4.2电磁式继电器 (11)2.4.3控制电路的设计 (12)2.5整体系统的概述 (13)第三章电路的仿真 (14)3.1 Multisim (14)3.2仿真 (15)第四章心的与体会 (19)附录 (20)附录一 (20)附录二 (23)第一章设计原理楼道触摸延时开关是一种新型电子节能开关，可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊，门厅，楼梯间，电梯间，过道等公共场所，也可以在家庭安装。
触摸延时开关设计
2014年5月２1日
一、设计介绍
楼道触摸延时开关是一种简单、安全、新型的电子节能开关。
可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊、门厅、楼梯间、电梯间、过道等公共场所,也可以在家庭安装。
本次设计利用模拟电路与数字电路,以直流稳压电源电路、NE555单稳态电路、和继电器控制电路为核心设计触摸延时开关。
需要开灯时，手指触摸开关感应区,电灯自动点亮，延时约一分钟，电灯自动熄灭。
设计表明这种开关制作简单，安全节能。
二、设计原理
设计电路如下：
三、单元电路设计及相关参数计算
1、照明灯电路：
照明电路采用10０V交流输出,将功率为１０0W的灯泡之串联。
2、电源电路
电源电路如下:
电子系统的正常运行离不开稳定的电源,多数电路的直流电源是由电网的交流电转换来的。
常用小功率直流稳压电源系统由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成如上图所示整流电路。
本设计采用１2V电压为电路供电,为得到12V直流电源，将220V频率为50Hz的交流电输入变压器（变比为1１:1），经过整流桥整流得到直流电，通过电阻R1限流及稳压二极管将输出电压维持在12V,为其他电路提供稳定的工作电压。
变压器副边输出电压脉冲系数大故应将直流电通过电容滤波。
理想情况下交流分量可通过电容C3全部滤除，使输出电压仅为直流电压,一般取RC>(3-5）T/2 其中Ｔ为电源交流电压的周期。
要得到稳定的直流电滤波后通过电阻R4限流再经稳压二极管1N963,使输出电压稳定为1２V。
稳压二极管参数如下表所示
参数计算：
取变压器变比为１１：1进行计算
变压器副边电压
U2=2２0/11=22V
交流电通入整流电路，经过全波整流的电压平均值
020.919.8U U V ==
因稳压二极管最大工作电流为４0ｍA,计算电阻4R ：
04/40I U R mA =<
得4R >495Ω，取4R =550Ω
3、延时电路
ＮＥ５55外形如上图所示
1脚—G ＮＤ，接地脚
2脚—TL,低电平触发端
3脚—Q,电路的输出端
４脚—／ＲD,复位端,低电平有效
5脚—V ＿C ，电压控制端
6脚—TH ，阈值输入端
７脚—DIS,放电端
8脚—VCC,电源电压端,其电压范围为:3~1８V
电路原理:触摸延时开关电路主要由时基芯片N Ｅ555组成的定时电路，在这里接成单稳态电路。
平时由于触摸端无感应电压,电容１C 通过５55第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平,继电器K １释放，电灯不亮。
当需要开灯时,用手触碰一下触摸端,触发信号电压由1C 加至55
５的触发端,使555的输出由低变成高电平，继电器K1吸合,电灯点亮。
同时，55５第7脚内部截止，电源便通过2R 给1C 充电,这就是定
时的开始。
当电容1C 上电压上升至电源电压的2／3时,５５５第7脚导通
使1C 放电,使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯
熄灭，定时结束。
定时长短由21C R 和决定:
T=1.１1１RC
根据设计需要延时一分钟T=60S,取1C =100μF 由上述可得
2605501.10.00001
R K =≈Ω⨯
4、控制电路
控制电路如下:
控制电路主要由继电器与二极管组成，通过继电器的通断来控制灯泡的亮与熄灭。
电路中,继电器线圈两端反相并联了一只二极管,它是用于保护集成块的，不可省去，否则在继电器由吸合状态转为
释放时,由于电感的作用线圈上将产生较高的反电动势，极容易导致集成块击穿。
并联了二极管后，在继电器由吸合变为释放的瞬间,线圈将通过二极管形成短时间的续流回路,使线圈中的电流不致突变，从而避免了线圈中反电动势的产生，确保了集成块的安全。
工作原理:当NE５55三脚输出高电平时，继电器的线圈中会流过一定的电流，从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点
（常开触点）吸合,电灯亮。
当NE5５5三脚输出低电平时,继电器中线圈断电，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放,此时电灯熄灭。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
控制电路参数要求:继电器由NE５5５三脚输入电压决定，由于NE5５的供电电源是１2V，所以3脚输出电压略等于1２V 。
可以选用额定电压１２Ｖ的继电器，二极管选用普通二极管
四、电路仿真
直流电源输出如下：
当开关被触摸后,电路如下:
即灯泡变亮,经过计时,灯泡亮的时间约为1min,实现了电路要求。
五、总结
通过本次对楼道触摸延时开关的设计，使我学习到了许多的新知识。
对于楼道触摸延时开关的设计,主要部分包括直流稳压电源经过整流、滤波、稳压为ＮE５55提供工作电压；完成由NE555定时器组成的单稳态电路实现对触摸开关的延时;由继电器组成的控制电路通过继电器的通、断来实现对白炽灯的控制。
在此次设计中,我们通过网络和参考书籍得到了我们所需要的元件及其参数，并通过多次调试得出了较为成功的电路设计,最终圆满完成了此次设计任务。
在本次设计中,我们小组成员齐心合作,既收获了新知识，也进一步提升了我们对电路知识的了解，更是对以前所学知识的一次升华。
感谢老师给予我们的锻炼机会！。
