EDA课设计机器猫论文.doc

数字电子技术课程设计实验报告 一、实验目的 本产品具有机、电、声、光、磁结合的特点，通过制作本产品完成从仿真到安装实践的全程训练过程。由学生完成从电路原理仿真验证，到元器件检测、焊接、安装、测试产品的全过程，达到培养同学们工程实践能力的目的。 二、工作原理 生敏传感器放大单稳功放 生敏传感器 放大 单稳 功放 磁敏传感器 红外线接受管 电机 2. 555构成的单稳态触发电路的工作原理 555定时器的功能主要由两个比较器C1和C2决定，比较器的参考电压由分压器提供，在电源和地之间加VCC电压，并让VM悬空时，上比较器C1的参考电压为2/3VCC，下比较器C2为1/3VCC。 2/3 VCC1/3 2/3 VCC 1/3 VCC 单稳态触发器特点： ·两个工作状态：稳态和暂稳态 ·在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，在自动返回稳态。 ·暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。 a单稳态触发电路 b工作波形 暂稳态输出的宽度 =RCln3≈1.1RC 3.机器猫工作原理 （1）该装置主要由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、触发电路、单稳态电路、开关组成。声敏元件麦克风V1与电阻R1、R2，组成声敏取样电路，主要是将声信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。光敏三极管、干簧管可以将光信号、磁场信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。 （2）声控工作原理 平时，声敏元件麦克风V1没有声音激发时，其导电率很低，且呈高阻抗，使得Q1反偏截止，电源通过R10加在Q2的基极上Q2截至，IC1的2脚输入高电平，处于复位状态，3脚输出低电平，M1关断，则电机没有工作，机器猫保持静止状态。 当声敏元件麦克风V1处在一定的声波之中时，其内部会产生一系列电子密度的变化，因而麦克风V1电阻变得很小。这时，声波检测信号通过C1直接耦合到Q1的基极上而导通，并且反向，再通过C3直接耦合到Q2的基极，与通过R10的电压叠加变成高电平，Q2导通，使得ICI等元件组成的单稳态电路2脚输入从高电平跳变为低电平，IC1被触发翻转，3脚输出高电平，M1开通，电动机开始工作，机器猫便开始行走了，同时行走的时间将延长到单稳态触发器的延时时间。 当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。 由于声波的延续，使得声敏元件麦克风V1连续不断地受到声波的作用，则IC1的2脚会不断得到触发， 3脚持续输出高电平，这时该电路将一直驱动电机M1工作，机器猫会持续行走，直到声波消失。 （3）光控、磁控工作原理 当光敏三极管或干簧管被激发时，他们可以直接将光信号、磁信号转变为电信号，使得IC1等元件组成的单稳态电路2脚由高电平跳变为低电平，从而IC1被触发翻转，3脚输出高电平，M1开通，电动机开始工作，机器猫便开始行走了，同时行走的时间将延长到单稳态触发器的延时时间。 当IC1的3脚输出高电平可以带动电机工作的同时，D2被导通，将直接加到Q3的基极上，Q3被导通，进而Q2被截止，IC1的2脚输入由低电平跳为高电平。IC1处于复位状态。由于光信号、磁信号的延续，使得光敏接收管和干簧管连续不断地受到光信号、磁信号的作用，则IC1的2脚会不断得到触发，且3脚持续输出高电平，这时该电路将一直驱动电机M1工作，机器猫会持续行走，直到光信号或磁信号消失为止。 三、焊接与安装： 元器件检测 全部元器件安装前必须进行测试(见下表1)。 （2） 印制板焊接 按图8所示位置，将元器件全部卧式焊接（参见下图）注意二极管、三极管及电解电容的极性。 ＜8mm （a）三极管 （b）电解电容 （c）二极管、电阻 图10 表1 元器件名称 测 试 内 容 及 要 求 电阻 阻值是否合格 二极管 正向导通，反向截至。极性标志是否正确（注：有色环的一边为负极性） 三极管 判断极性及类型： 8050、9014(D)为NPN型 β值大于200。 负 正电解电容 负 正 是否漏电 漏电流小 极性是否正确　　　　　　　　　 极性正确 光敏三极管 （红外接收管） 光敏三极管 光敏三极管 由两个PN结组成，它的发射极具有光敏特性。 它的集电极则与普通晶体管一样，可以获得电 流增益，但基极一般没有引线。光敏三极管有