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1、电子技术课程设计论文设计课题指导教师专业班级设计作者设计时间目录第一章 绪论 1.1绪论第二章 任务和要求2.1 设计目的2.2 设计要求2.3 功能介绍第三章 设计原理3.1 设计结构3.1.1 结构图 3.1.2 结构图说明3.2 设计电路3.2.1 电路图3.2.2 电源部分3.2.3 感应部分3.2.4 控制部分3.2.5 元件及元件参数3.3 电路原理第四章 设计体会4.1 设计体会第五章 参考文献第一章 绪论1.1 摘要电路通过使用模拟电子元件和数字电子元件构成一个台灯自动开关盒的设计。采用热释电红外传感专用控制模块制作而成的红外感应自动灯，真正做到有人灯亮，人走灯灭。同时，装置还
2、设置了光控电路，白天电路自动封闭，无论有人否，电灯都不会亮。第二章 任务和要求2.1 设计目的设计并制作一个“台灯自动开关盒”2.2 设计要求它有两根交流电源输入线和一个交流电源输出插座，后者可插额定电压为220V，功率不超过60W。1一个光敏元件（光敏管或电池）。可将它安在开关盒上恰当的位置。2一个对人体敏感的传感器，它可以是台灯的金属灯罩。如果灯罩是非金属制器，则可粘贴铝箔或铁皮等作为传感器。3自动开关盒做好后，将台灯（220V，不超过60W）的电源插头插入开关盒的交流电源输出插座。4除220V交流电源外，不许外接其他电源2.3 功能介绍（1）在晚上，当没有光源照射到光敏元件上时，若有人靠
3、近台灯，它便自动接通电源发光。人离开台灯后，它能自动断开电源。（2）在白天有足够的光线（以适合阅读为标准）照射到光敏元件上时，无论是否有人靠近台灯，它都不会亮第三章 设计原理3.1 设计结构 3.1.1 结构图（见图1）人移动信号微波感应器控制单元台灯光信号光敏感应器3.1.2结构图说明 图1中有三个主要部分：（1）光敏传感器，其作用就是将感觉到的光信号的强弱转化为电阻的大小，并实时告诉控制元件；（2）微波感应器，其作用是感觉近距离内有没有人靠近，并实时告诉控制元件；（3）控制元件，其作用是根据台灯周围的光线和是否有人靠近来控制灯的亮与灭。3.2 设计电路3.2.1 电路图（见图2）3.2.2
4、 电源部分 在图2中虚线的左边为电源部分，由电容C1、C2、C3、C4电阻R1，二极管D1、D2、D3、D4，三端稳压器7809共同组成。使用C1和C2将交流220V电降至10V左右，经二极管D1、D2、D3、D4构成的单相整流电桥整流和电容C3滤波后，由三端固定稳压器7809输出稳定的9V直流电压。电容C4用于抑制7809可能产生的自激，电阻R1为泄放电阻，作用是停电以后，释放C1和C2中储存的电荷。3.2.3 感应部分（1）微波感应器。微波感应器TX982，它利用微波技术，在一个小的空间里建立微电场，当有人进入电场时就会反射回波，经过电子线路的检测，测出有微弱的移频信号，这种信号再经智能化
5、的处理后就可以输出控制信号了。（2）光敏传感器。光敏电阻GM感知光线的强度，它是电阻值随光线强弱的变化而变化，光强时阻值变小，光弱时阻值变大。3.2.4 控制部分 由555多谐振荡器，三极管T1、T2，可控制硅97A6，电阻R2、R3、R4、R5、R6，电容C5，共同组成。555的1、2、3、4、6、8端分别为接地端、低电平触发输出复位端、高电平触发端、电源端。为了防止光线在一定的范围内发生微小的变化而使得台灯时阴时暗，在555的2端（低电平触发端）接一个三极管T2，以锁定台灯的工作状态。 这是一个应用模拟电子和数字电子技术设计的自动开关盒，电路简单，实践方便，能给我们的生活带来一定的便利。3
6、.2.5 元件及元件参数微波传感器 微波传感器：又称多谱勒雷达，是一种多普勒收发模块。它是通过发射连续微波并接受反射波从而探测移动目标的组件。它的特点是：低功耗 ，连续/脉冲波操作模式，对各种可以反射微波的物体都很敏感，而且不受温度的影响。微波传感器的种类：（1）平面微带介质谐振传感器（planar Microstrip)：它由三部分组成，传感器模块，多谱勒信号调理电路，决策控制部分。（2）波导谐振型（waveguide),谐振体是金属空腔，腔体尺寸与微波波长相关。（3）同轴谐振型（coaxial）,谐振体也是金属空腔。光敏电阻结构通常由光敏层、玻璃基片（或树枝防潮膜）和电极等组成的。特性光敏
7、电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。按制作材料分类：多晶和单晶光敏电阻器，还可分为硫化镉（CdS）、硒化镉(CdSe) 、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、锑化铟(InSb) 光敏电阻器等。三端集成稳压器的电路结构及主要特性参数三端集成稳压器大多采用串联稳压方式。从图所示方框图中可以看出，它由启动电路、基准电路、误差放大器、调整管、取样电阻及保护电路等组成。它与分立元件的串联调整稳压器电路工作原理完全相同。CW7800稳压集成电路原理框图2.稳压器的主要
8、参数(1)输出电压V。 输出电压是指稳压器的各工作参数符合规定时的输出电压值。对于固定输出稳压器，它是常数;对于可调式输出稳压器，它是输出电压范围。(2)输出电压偏差 对于固定输出稳压器，实际输出的电压值和规定的输出电压Vo之间往往有一定的偏差。这个偏差值一般用百分比表示，也可以用电压值表示。(3)最大输出电压ICM 最大输出电流指稳压器能够保持输出电压不变的最大电流。(4)最小输入电压Vimin 输人电压值在低于最小输入电压值时，稳压器将不能正常工作。(5)最大输人电压Vimax最大输入电压是指稳压器安全工作时允许外加的最大电压值。 说明:(4)、(5)两项也常用输人电压的范围来表示。(6)
9、最小输入、输出电压差(Vi-Vo) 它是指稳压器能正常工作时的输入电压U与输出电压八是最小电压差值。(7)电压调整率SV 电压调整率是指当稳压器负载不变而输入的直流电压变化时，所引起的输出电压的相对变化量。SV常用下式表示:式中:AVo输出电压变化量;Ai输入电压变化量。电压调整率有时也用某一输入电压变化范围内的输出电压变化量表示。电压调整车用来表征稳压器维持输出电压不变的能力。(8)电流调整率SI电流调整车是指，当输入电压保持不变而输出电流在规定范围内变化时，稳压器输出电压相对变化的百分比，可用下式表示:电流调整率有时也用负载电流变化时输出电压的变化量来表示。(9)输出电压温漂ST输出电压温
10、漂也称输出电压的温度系数。其定义为，在规定的温度范围内，当输入电压和输出电流不变时，单位温度变化引起的输出电压变化量，用公式表达为:式中:T温度变化量。(10)输出阻抗Z。输出阻抗指，在规定的输入电压和输出电流的条件下，在输出端上所测得的交流电压与交流电流之比，即输出阻抗反映了在动态负载状态下，稳压器的电流调整率。(11)输出噪声电压VN它是指当稳压器输入端无噪声电压进入时，在其输出端所测得的噪声电压值。输出噪声电压是由稳压器内部产生的，它对许多负载是有害半导体二极管一个PN结的两端，各引一根电极引线，并用外壳封装起来，就构成了半导体二极管；由P区引出的电极称为阳极（正极），由N区引出的电极称
11、为阴极（负极）。二极管的种类很多，按制造材料分，常用的有硅二极管和锗二极管；按用途分，常用的有，整流二极管，稳压二极管，开关二极管和普通二极管等；按结构、工艺分，常见的有点接触型，面接触型等。半导体三极管双极型三极管（BJT）是半导体三极管的一种类型，由于它有空穴和电子两种载流子参与导电，故称为双极型。它又称为双极型晶体管，通常称为半导体三极管，三极管。晶体管等。它的种类很多，按制造材料分，有硅管和锗管；按功率大小分，有大、中、小功率管；按工作频率分，有高频管和低频管等。桥式整流电路输出电压平均值UO(AV) (a) (b)图14-1-2 单相全波桥式整流电路由图14-1-2的波形图可知，桥式
12、整流电路的输出电压波形与全波整流电路一样，所以其输出电压平均值 (14-1-7)输出电压的脉动系数S (14-1-8)整流二极管正向平均电流ID(AV) 在桥式整流电路中，整流二极管D1、D3和D2、D4是两两轮流导通的，因此，流过每个整流二极管的平均电流是电路输出电流平均值的一半， (14-1-9)最大反向电压URM 桥式整流电路因其变压器只有一个副边绕组，在U2正半周时，D1、D3导通，D2、D4截止，此时D2、D4所承受的最大反向电压为U2的最大值，即 (14-1-10)同理，在U2负半周时，D1、D3也承受同样大小的反向电压。变压器副边电流的有效值I2流过变压器副边绕组的电流正半周是半
13、个正弦波，负半周是另一半正弦波，所以副边电流中无直流分量，变压器副边电流的有效值 (14-1-11)桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比，其明显的优点是输出电压较高，纹波电压较小，整流二极管所承受的最大反向电压较低，并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过，所以变压器绕组中流过的是交流，变压器的利用率高。在同样输出直流功率的条件下，桥式整流电路可以使用小的变压器，因此，这种电路在整流电路中得到广泛应用。555定时器构成多谐振荡器555 定时器的电路结构及其功能 图 4- 为 555 定时器的内部逻辑电路和外引脚图，从结构上看， 555 电路由 2 个比较器、 1 个基本 RS
14、 触发器、 1 个反相缓冲器、 1 个集电极开路的放电晶体管和 3 个 5k 电阻组成分压器组成。 图 4- 555 逻辑电路图和引脚图如图8-4，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端放电，使电路产生振荡。电容C在2/3Vcc和1/3Vcc之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图8-5所示。图8-4 555构成多谐振荡器 图8-5 多谐振荡器的波形图输出信号的时间参数是： T= =0.7（R1+R2）C =0.7R2C 其中，为VC由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需的时间，为电容C放电所需的时间。555电路要求R1与R2均应不小于1K，但两者之和应不大于3.3M。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以
