目 录摘 要 1第一章 设计方案 2第一节 其基本设计框架图如下 2第二节 光控自动窗帘的工作原理 3一 光控自动窗帘电路图和工作原理 3二 感光电路 4三 控制电路 5（一）晶体管 7（二）集成运算放大器 8（三）稳压管 10第二章 元器件基本原理 11一 碳膜电阻器 11二 光敏电阻器 11三 电位器 12（一）电位器的作用 13（二）电位器的结构特点 13（三）电位器的其他特性参数 13四 稳压二极管 14（一）稳压管的应用 15（二）稳压二极管的参数 15第三章 参考资料 16第四章 总结 16附录 18摘 要（1）电路能够通过感应装置，检测到光线的强弱（2）电路根据光线的强弱，自动将窗帘打开和关闭（3）电路能够在窗帘接触到边沿时，自动切断电源的要求，我们设计了这个光控自动窗帘的电路 首先 电路要求有装置能感应到光照的强弱这就要求电路中必须有一个感光电路，在电路中我选用光敏电阻作为感光电路它对光的变化非常敏感，在光的照射下，阻值会明显变小利用这一特性可进一步设计下面的控制电路 其次 电路能够根据光线强弱将窗帘打开和关闭这是本次设计的主要部分即控制电路由光敏电阻的特性可知，光照会引起它的阻值的变化，而阻值的变化又会引起电路中电压或电流的变化。
因此控制电路器件可选用压控或流控的器件，在电路中我们选用了压控的运算放大器和晶体管来构成主控电路首先运放输入电位的高低可控制输出电平的高低，运放的输出接着由晶体管组成的开关电路根据输出的不同，晶体管或导通或截至，从而控制电机或工作或停止由要求可知，窗帘有两个动作：打开和关闭因此要求电机正转或反转那么电路中一个对称的控制电路来控制电机的正反转它们的不同之处在于与直流电机正负极的连接方向不同而已 最后 就是制动电路根据要求窗帘接触到边沿时，自动切断电源根据晶体管低电平截至的特性，我们在两组三极管组成的开关电路前加上了两个接地开关，当窗帘拉开或关闭到位时，将会接触到开关，使得开关闭合，那么晶体管将截止，电机将停止工作这就达到了控制窗帘到位后切断电源的要求第一章 设计方案本例介绍一款采用集成运放电路制作的光控自动窗帘电路，它是利用环境光线的照射来实现窗帘的自动开合（窗帘在清晨能自动拉开，在傍晚能自动关闭） 第一节 其基本设计框架图如下光感应电路电机正转电路电机反转电路自动停转电路 电源电路 图1.1简易窗帘自动开闭电路的总体框图第二节 光控自动窗帘的工作原理一 光控自动窗帘电路图和工作原理图 1.2.1光控自动窗帘的电路图光控自动窗帘的电路工作原理如图2所示，该光控自动窗帘电路采用集成双运算放大电路ICI和光敏电阻器RG作为主要控制元件。
光敏电阻器RG与运算放大器IC、电位器RP1、RP2等构成控制电路在清晨，环境光线较强，光敏电阻器RG呈低阻值状态，使IC的 2脚电压较3脚电压高，Ic的5脚电压较6脚的电压高，IC的1脚低电平，7脚输出高电平，使晶体管V1-V3均导通，V4-V6均截至，电动机M正转，驱动窗帘拉开当窗帘拉合到位后，滑动触头开关S1被触动而接通，使VI的 基极变为低电平，V1-V3均截至，电动机M停转当夜幕降临时，环境光线较弱，光敏电阻器RG的阻值变大，使IC的3脚电压高于2脚的电压，1脚输出高电平，使晶体管V4-V6均导通，电动机M反转，驱动窗帘拉和当窗帘拉和到位后，滑动触头来关S2被接通，使V4的基极变为低电平，V4-V6截至，电动机M停转调节电位器RP1、RP2的 电阻值，改变IC的 2脚电压和5脚电压的高低，是使清晨时IC的 7脚输出高电平，1脚输出低电平；而傍晚时IC的1脚输出高电平，7脚输出低电平即可二 感光电路该电路中感光电路主要由一个光敏电阻组成 光敏电阻与碳膜电阻和金属膜电阻不同，它对光的变化非常敏感，在光的照射下，阻值会明显变小，所以脚它光电导器件 制作光敏电阻的半导体材料有硅、锗、硫化镉等，常见的对可见光敏感的是硫化镉光敏电阻。
光敏电阻的符号如下图3所示 光敏电阻的结构简单，它是在陶瓷基片上积淀一层光 图1.2.2光敏电阻敏半导体，再接上两根引出电极组成的 该电路中的 RG选用硫化镉光敏电阻三 控制电路 控制电路图由两个运算放大器和六个晶体管组成如下图： 图1.2.3控制电路如图4控制电路是一个对称电路，由于光敏电阻使得放大器的输入不同，导致输出不同从而控制下面的三极管或导通或截至，进而实现对电机正反转（窗帘的拉开和拉和）的控制当窗帘拉开或拉和到位时，会使滑动接触开关S1或S2闭合，这样六个晶体管都会截至，是电机停止运转，即窗帘停止滑动该控制电路是这个设计的最主要的部分，他主要由晶体管、运算放大器和稳压管组成一）晶体管晶体管又称BJT或三极管它的种类很多，根据结构的不同，一般可分成两类：NPN型和PNP型其表示符号如右图5，6它们都有三个电极发射极e、基极b和集电极c NPN型晶体管的发射极和集电极是由N型材料组成，基极由P 型材料组成而 图1.2.4NPN型 图1.2.5 PNP型PNP型晶体管的发射极和集电极是由P型材料组成，基极由N型材料组成。
NPN型和PNP型BJT几乎有等同的特性，只不过各电极端的电压极性和电流方向流向不同而已它们的工作原理是完全相同的，下面以PNP型为例说明： 给发射结施加正向电压，而集电结施加反向电压由于发射结上加油正向电压，而集电结施加反向电压，发射结的阻挡层变薄，发射区内的多数载流子空穴通过发射结向基极运动，形成发射极电流发射区注入到基区内的空穴被极电结施加的反向电压吸引到集电区，于是基区内形成了由发射结向极电结的空穴梯度，就产生了空穴在基区的扩散运动在扩散运动中，空穴也会有一部分与基区内的电子复合，这就形成了基区电流但是由于基区很薄，大部分空穴可以由发射结到达集电区，而形成了集电极电流 发射极电流的大小与发射结上施加的正向电压有关另外，晶体管在极电结反向电压一定时，集电极电流和发射极的正向电压有关，正向电压高，电流大；正向电压低，电流小该电路中三极管主要组成开关电路，控制着电动机的正反转V1、V4均选用S9013型硅NPN型晶体管；V2和V5选用S8050型硅PNP型晶体管；V3和V6选用S8050型硅NPN型晶体管二）集成运算放大器集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输入电阻的多级直接耦合放大电路，它的种类很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，如下图7表示集成运放的内部电路组成的原理框图。
差分输入级电压放大级输出级偏置电流 图1.2.6集成运放的内部电路组成的原理框图 如图7集成运放的输入级一般是由BIT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或如图1.2.7集成运放多级放大电路组成输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电 阻，提高带负载能力偏置电路是为个级提供合适的工作电流 一个简单运放的原理图如下图9示T1H和T2对管组成差分式放大电路，信号有2双端输入和单端输入为了提高整个电路的电压增益，图1.2.8简单的运算放大电路电压放大级由T3、T4组成复合管共射级电路由T5、T6所组成的两级电压跟随器构成的电路输出级，它不仅可以提高带负载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压为零时，输出电压等于零R7和D组成低电压稳压电路以供给T9的基准电压，它与T9一起构成电流源电路以提高T5的电压跟随能力由此可见，运算放大器有两个输入端与一个输出端3。
运放是该控制电路的主要控制器件由于正负端输入的电位不同导致输出的电平不同，控制着晶体管的导通和截至，进而控制电机的正反转即窗帘的拉开和拉和该电路中一般选用TL072型双集成运算放大器三）稳压管稳压管又称齐纳二极管，是一种特殊工艺制造的面结型硅半导体二极管代表符号如右图10所示这种管子的杂质浓度比较大，空间电荷密度也大，因而该区域很窄，容易形成强电场当反向电压加到某一定值时，反向电流急增，产生反向击穿，此时的反向击穿电压即稳压管的稳定电压稳压管的稳压作用就在于，电 图1.2.9稳压管流增量很大时，只引起很小的电压变化 该电路中的稳压管主要用来稳定运放的电压和晶体管的电压，电路中的VS1选用1/2W、3.6V稳压二极管，例如1N5989B等信号；VS2、VS3选用1/2W、3V的 IN4372或IN5987B型稳压二极管第二章 元器件基本原理一 碳膜电阻器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，大多制成色码电阻二 光敏电阻器光敏电阻器又称光导管，特性是在特定光的照射下，其阻值迅速减小，可用于检测可见光 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）通常，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。
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器及其类型、主要参数文字符号： “RL”、“ RG”或“R”结构——通常由光敏层、玻璃基片（或树枝防潮膜）和电极等组成的特性——光。