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1、XXXX 大 学课程设计说明书 名称 双色闪光灯及光敏蜂鸣器 时间 2011年12月12日12月16日 院 系 XXXX 班 级 XXXX 姓 名 XXX 学 号 XXXX 系主任 XXX 教研室主任 XXX 指导教师 XXX 目录第一章绪论31.1 电路简略介绍31.1.1 双色闪光灯31.1.2 光敏百灵鸟31.2.1 双色闪光灯电路及原理41.2.2 光敏百灵鸟电路及原理4第二章 元器件介绍及测试62.1 电阻的测试62.1.1 碳膜电阻62.1.2 光敏电阻72.2 电容的测试82.2.1 陶瓷电容82.2.2 电解电容82.3 三极管的测试92.3.1 三极管的种类及工作状态92.3
2、.2 三极管的作用102.3.3 三极管管脚测量102.4 发光二级管112.5 555定时器122.5.1 555定时器的电路结构及其功能122.5.2 555定时器的分类14第三章 制作与调试153.1 双色灯的制作与调试153.2 光敏百灵鸟的制作与调试15第四章 个人小结16参考文献17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
3、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。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
4、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。 1.2.1 双色闪光灯电路及原理 图1 双色闪光灯原理图1.2.2 光敏百灵鸟电路及原理电路中，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
5、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。图2 光敏百灵鸟原理图第二章 元器件介绍及测试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。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
6、的额定功率不在电阻的外壳上标出，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。碳膜电阻器常用符号RT作标志，R代表电阻器，T代表材料是碳膜。 其主要职能就是阻碍电流流过 ,应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等。 色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。 黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、灰-8、白-9、金-5%、银-10%、无色-20% 当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字， 第三位为乘方数，第四位为
7、偏差。当电阻为五环时，最後一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字， 第四位为乘方数， 第五位为偏差。2.1.2 光敏电阻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110M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（0.40.7
8、6）m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。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。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，
9、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。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
10、被脉冲电压击穿。陶瓷电容按照封装不同可分为插件和贴片式！按照介质不同可分为I类瓷介电容和II类瓷介电容， I类瓷介电容容量稳定性很好，基本不随温度，电压，时间等变化而变化，但是一般容量都很小，而II类瓷介电容容量稳定性很差，随着温度，电压，时间变化幅度较大，所以一般用在对容量稳定性要求不高的场合，如滤波等2.2.2 电解电容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。
11、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。电解电容的极性，注意观察在电解电容的侧面有“”，是负极，如果电解电容上没有标明正负极，也可以根据它的引脚的长短来判断，长脚为正极，短脚为负极。2.3 三极管的测试2.3.1 三极管的种类及工作状态晶体三极管的种类很多，分类方法也有多种。下面按用途、频率、功率、材
12、料等进行分类。 1)按材料和极性分有硅材料的NPN与PNP三极管.锗材料的NPN与PNP三极管。 2)按用途分有高、中频放大管、低频放大管、低噪声放大管、光电管、开关管、高反压管、达林顿管、带阻尼的三极管等。 3)按功率分有小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管。 4)按工作频率分有低频三极管、高频三极管和超高频三极管。 5)按制作工艺分有平面型三极管、合金型三极管、扩散型三极管。 6)按外形封装的不同可分为金属封装三极管、玻璃封装三极管、陶瓷封装三极管、塑料封装三极管等。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：
13、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。 2.3.2 三极管的作用 晶体三极管，是最常用的基本元器件之一，晶体三极管的作用主要是电流放大，他是电子电路的核心元件，现在的大规模集成电路的基本组成部分也就是晶体三极管。 三极管是一种控制元件，三极管主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，
14、基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的电流放大作用。2.3.3 三极管管脚测量 测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R100或R1k挡位。红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。 假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极(如这两个电极为1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和 2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏
15、转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。 二、 PN结，定管型 找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。 三、 顺箭头，偏转大 找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。 (1) 对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路。根据这个原理，用万
