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1、 光控延时闪光玩具车设计 姓 名 学 号 院、系、部 班 号 完成时间 2013 级 模拟电子技术课程设计 摘 要 本设计实验采用的是集成 555 定时器构成的光控延时闪光玩具车。采用的光敏组件是硅光电池，硅光电池在受到光照时获得信号，再通过有 555 构成的单稳态延时电路延时时间控制小车的开动时间。同时再由三极管构成的多谐振荡器来发出周期信号来控制闪光灯的控制 关键词：延时 555 定时器 周期信号 多谐振荡器 目 录 第 1 章 设计任务.1 第 2 章 设计要求.1 第 3 章 设计方案及原理框图.1 3.1 光控玩具原理的简单介绍.1 3.2 本设计实验的原理介绍.2 第 4 章 元器
2、件的选择.3 第 5 章 单元电路设计及主要元器件参数计算.3 5.1 555 单稳态触发器.3 5.2 VT4、VT5 组成的多谐振荡电路.4 第 6 章 电路图.4 6.1 实验原理图.4 6.2 实验介绍.4 第 7 章 调试及故障分析.5 7.1 闪光电路调节 电路图如下.5 7.2 控制电机运行的电路调试.5 第 8 章 体会总结.7 8.1 实验体会.7 8.2 自身感受.7 参考文献.7 第 1 章 设计任务 通过对实验的设计了解集成 555 定时器构成的单稳态延时电路的工作原理，以及电路的延时原理，同时了解多谐振荡器是如何工作的和如何应用多谐振荡器的工作原理来设计电路（即多谐振
3、荡器的应用）。了解各种光敏器件及其如何应用，学习数电和模电之间的转换及其怎样应用其转换来设计电路。第 2 章 设计要求 这种车在收到光信号时,直线向前,同时伴有红绿二色交替闪光,一分钟后自动停止。第 3 章 设计方案及原理框图 3.1 光控玩具原理的简单介绍 光控玩具可分为发光体和玩具本体，有些玩具不需要专门的发光体(本设计实验就不需要专门的发光体)。玩具本体通过光敏组件完成光电转换，在经过一系列的处理，最后有驱动执行机构完成控制。常 用 的 光 敏 组 件 有：光 敏 电 阻 光 电 池、光 敏 二 极 管。图 3-1 常用光敏组件 一般的光控玩具按照其工作方式大致可以分为三大类：直放光控方
4、式、单稳态光控方式、简介光控方式。图 3-1 光控玩具的方框图 3.2 本设计实验的原理介绍 对于本设计实验采用的是集成 555 定时器构成的光控延时闪光玩具车。采用的光敏组件是硅光电池，硅光电池在受到光照时获得信号，再通过有 555 构成的单稳态延时电路延时时间控制小车的开动时间。同时再由三极管构成的多谐振荡器来发出周期信号来控制闪光灯的控制。图 3-2 图 4-1 原理方框图 光接收器 放大电路 延时电路 电机 小 车运 动 多谐振荡电 路 闪 光 电路部分 第 4 章 元器件的选择 序号 名称 号位 数量 1 硅光电池（2CR33）GDC 1 2 二极管 D1、D2 2 3 电容 C1、
5、C2、C3、C4、C5、C6 6 4 三极管 VT1、VT2、VT3、VT4、VT5 5 序号 名称 号位 数量 5 555 单稳态延时电路 IC1 1 6 电阻 R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10 10 7 滑动变阻器 RP1 1 8 开关 K、J1-1 2 9 直流电源 E1、E2 2 10 电机 M 1 11 发光二极管 LED1、LED2 2 12 继电器 J 1 第 5 章 单元电路设计及主要元器件参数计算 5.1 555 单稳态触发器 图 5-1-1 555 单稳态触发器 电容 C1=0.01 u，电阻 R 和电容 C 的选择有小车的启动时间来决定，题目要求 Td=6
6、0s。Td=1.1RC 所以在电路中 R4=22K,C3=100 u。5.2 VT4、VT5 组成的多谐振荡电路 题目要求红绿二色光交替闪烁的时间为 2 秒，即 T=2S。T=0.7(2R8+R7)CC5=C6=47 u R7=200 R8=36K。第 6 章 电路图 6.实验原理图 图 6-1-1 实验原理图 6.2 实验介绍 硅光电池采用 2CR33型号，当受到光照后，VT1饱和导通，IC1受触发，3 引脚呈高电平，VT2导通，J 吸合，J1-1接通，直流电机 M 通电运转，小车直线向前。IC1是单稳态延时电路，延迟时间（即小车的开动时间）Td=1.1R4C3，约为 60 秒。当时间到了的
7、时候，3 引脚转呈低电平，J 释放，电机 M 停转。在 IC1触发的同时，VT3导通，使 VT4、VT5等组成的多谐振荡器得电振荡，发出周期为 2秒的信号。使得发光二极管 LED1和 LED2红绿二色交替闪光。第 7 章 调试及故障分析 7.1 闪光电路调节 电路图 在电机运行的同时红绿二色在 2 秒钟的时间内交替闪烁。图 7-1-1 闪光电路图 7.2 控制电机运行的电路调试 在电机接通时电机的运行时间大约在 60 秒的时间内 图 7-2-1 电机运行调试图 图 7-2-2 示波器图示 第 8 章 体会总结 8.1 实验体会 随着数字化时代的到来，微处理器和微型计算机的广泛使用，极大地着促进
8、了 A/D、D/A 转换技术的发展。在本设计试验中将光模拟信号转换成数字信号，再由数字信号转换成模拟信号来控制电机和发光二极管的工作。通过本设计实验，以及在实验过程中遇到的问题和解决问题的方法，使我对 A/D和 D/A 之间的转换有了深入的了解，同时对由 555 定时器所形成的单稳态电路的工作原理及工作状态有了明确的认识。单稳态触发器可以对单脉冲起到延时的作用。在本设计实验中就用到了多谐振荡器来产生一个周期为2 秒的周期信号控制发光二极管的闪烁。8.2 自身感受 通过本次设计实验使我对电子控制技术产生了浓烈的兴趣，发现了在平时学习中忽略的知识点，能及时查漏补缺，进一步把理论知识进行模拟实验，这是平常课堂上无法获得的宝贵经验。在今后的学习中我会更加努力的学习，掌握更多的专业知识，为以后的工作打下良好的专业基础。参考文献 1陈永甫.多功能集成电路 555 经典应用实例，电子工业出版社 2余孟尝.数字电子技术基础简明教程，高等教育出版社 3杨素行.模拟电子技术基础简明教程，高等教育出版社