1.1 設計任務
1.1.1要求是兩隻發光二極體（led）交替閃光。
1.1.2分析電路的工作原理。說明交替閃光的頻率與電路中的哪些器件有關。
1.1.3完成製作及除錯。
1.2 總體設計方案
圖1.1 交替閃光器電路圖
圖1.1電路的工作原理及輸出效果為：電路的訊號處理部分是用555定時器構成的多諧振盪器，輸出端分別接到兩個發光二極體的正負極。
555定時器和rl、r2、cl組成低頻振盪器。電路起振後，電路555的輸出端3腳電位高低不斷變化，當3腳為高電平時，上方二極體正向電壓小於導通電壓，不發光；下方二極體正向電壓大於導通電壓，通電發光；當3腳為低電平時，兩二極體的工作狀態與之前相反。由於振盪器一直輸出連續的矩形脈衝訊號所以，兩隻發光二極體將輪流閃爍發光。
具體製作時，兩隻發光二極體選用的分別是紅色、黃色，可以更加醒目一些。
1.3系統分析與設計
1.3.1 由555定時器構成的多諧振盪器
圖1.2 555定時器內部結構簡化原理圖
555定時器內部結構的簡化原理圖如圖1.2所示。它由三個阻值為5k的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較器c1和c2、基本rs觸發器、放電bjt t以及緩衝器g3組成。
多諧振盪器是能產生矩形波的一種自激振盪器電路，由於矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故稱為多諧振盪器。多諧振盪器沒有穩態，只有兩個暫穩態，在自身因素的作用下，電路就在兩個暫穩態之間來回轉換，故又稱它為無
穩態電路。
圖1.3 由555定時器構成的多諧振盪器電路
由555定時器構成的多諧振盪器如圖1.3所示，r1，r2和c是外接定時元件，電路中將高電平觸發端（6腳） 和低電平觸發端（2腳）並接後接到r2和c的連線處，將放電端（7腳）接到r1，r2的連線處。
由於接通電源瞬間，電容c來不及充電，電容器兩端電壓uc為低電平，小於（1/3）vcc，故高電平觸發端與低電平觸發端均為低電平，輸出uo為高電平，
放電管vt截止。這時，電源經r1，r2對電容c充電，使電壓uc按指數規律上公升，當uc上公升到（2/3）vcc時，輸出uo為低電平，放電管vt導通，把uc從（1/3）vcc 上公升到（2/3）vcc這段時間內電路的狀態稱為第一暫穩態，其維持時間tph的長短與電容的充電時間有關 。充電時間常數t=（r1＋r2）c。
由於放電管vt導通，電容c通過電阻r2和放電管放電，電路進人第二暫穩態.其維持時間tpl的長短與電容的放電時間有關，放電時間常數t放＝r2c0隨著c的放電，uc下降，當uc下降到（1/3）vcc時，輸出uo為高電平，放電管vt截止，vcc再次對電容c充電，電路又翻轉到第一暫穩態。不難理解，接通電源後，電路就在兩個暫穩態之間來回翻轉，則輸出可得矩形波電路一旦起振後，uc電壓總是在（1/3～2/3）vcc 之間變化。
1.3.2 555的工作原理
圖1.4 555的引腳圖
1接地2觸發
3輸出4復位5控制電壓
6門限(閾值）
7放電8電源電壓vcc
當給電路通電瞬間，電源正極通過電阻r3和r4給電解電容c1充電，此時c1兩端電壓由0v往上公升，也就是555的2、6腳電壓從0v往上公升，根據2腳電壓小於1／3電源電壓時8腳輸出高電平，這時發光二極體ledl燈亮，led2燈滅，當c1上電壓上公升至4v時，555的6腳電壓達到了2／3電源電壓，555電路翻轉，8腳輸出低電子，ledl燈滅，而led2燈亮，此刻7腳電位為0v，c1上的電荷通過r2向7腳0v放電。當c1放電到2v，即555的2腳電位降至1／3電源電壓時，3腳又輸出高電平，ledl燈亮，而led2 燈滅，7腳又開路，電源又開始通過r3和r4向c1充電，又重複—上述過程。所以ledl和led2交替閃亮。
如果我們用—種能夠顯示電的波形的儀器一示波器，接在8腳的輸出端，我們就會看到如圖1.5中的方形波形，管它叫做方波。
1.4.1 總電路圖
圖1.6 總電路圖
1.4.2元器件清單表
表1.4.2 元器件清單
1.4.3 儀器儀表清單表
表1.4.3 儀器儀表清單
1.5.1系統安裝
按電路圖連線電路。
1.5.2系統除錯
在通電以前我們用萬用表檢查各器件，電源接線正確。按照閃光器的要求進行操作，檢測電路是否滿足要求。閃光燈交替發光除錯成功。
1.5.3系統引數
輸出電流(ma):±200
定時範圍:10μs~hours
最大工作頻率(khz):500
ne555：工作電壓(v):4.5~16
改進意見：無
收穫體會：這是我焊接的第一塊電路板，通過對此電路的設計、焊接、除錯，我學會了焊接的基本技巧，學會了通過外觀判斷電解電容的正負極，嘗試了用萬用表測試電阻的大小，並了解了通過電阻的外觀顏色來判斷電阻大小的方法。能夠熟練使用普通萬用表和數字萬用表。
在除錯此塊電路板的過程中，經過長時間排查，我們解決了黃色二極體長亮不滅的問題，在除錯的過程中我分析問題和解決問題的能力有所提高，在與本組同學合作的過程中我感受到了集體的力量、團結的重要性。品嚐到了成功的喜悅。
2.1 設計任務
2.1.1製作乙個電子觸控控制器，使其達到用手觸控來控制二極體的開關的目的。
2.1.2分析電路的工作原理，說明電路中各器件的作用。
圖2.1 電子觸控器電路圖
用手觸控接觸板，觸發電路，從而接通電路，電路開始定時，二極體發光一段時間。
本電路基本上是乙個ne555單穩電路，主要的差別只是觸發方法不同。ne555的觸發輸入端由22mω的電阻偏置到高電平，所以當接觸板被觸控時，人的**電阻將低於引腳2對地阻抗。這種效用使觸發輸入端的電壓低於1/3vcc的門限電平，所以定時開始。
輸出脈衝寬度t=1.1r1c1，這個電路大約為5秒，在引腳3與地之間接入乙個繼電器以代替發光二極體led和電阻，就能實現乙個開關功能。
2.3.1由555定時器構成的單穩態觸發器
單穩態觸發器只有乙個穩定狀態，乙個暫穩態。在外加脈衝的作用下，單穩態觸發器可以從乙個穩定狀態翻轉到乙個暫穩態。由於電路中rc延時環節的作用，該暫態維持一段時間又回到原來的穩態，暫穩態維持的時間取決於rc的引數值。
其中r、c為單穩態觸發器的定時元件，它們的連線點vc與定時器的閥值輸入端（6腳）及輸出端vo'（7腳）相連。單穩態觸發器輸出脈衝寬度tpo=1.1rc。
ri、ci構成輸入迴路的微分環節，用以使輸入訊號vi的負脈衝寬度tpi限制在允許的範圍內，一般tpi>5rici，通過微分環節，可使vi'的尖脈衝寬度小於單穩態觸發器的輸出脈衝寬度tpo。若輸入訊號的負脈衝寬度tpi本來就小於tpo，則微分環節可省略。 定時器復位輸入端（4腳）接高電平，控制輸入端vm通過0.
01uf接地，定時器輸出端vo（3腳）作為單穩態觸發器的單穩訊號輸出端。
工作原理：當輸入vi保持高電平時，ci相當於斷開。輸入vi'由於ri的存在而為高電平vcc。
此時，①若定時器原始狀態為0，則集電極輸出（7腳）導通接地，使電容c放電、vc=0，即輸入6腳的訊號低於2/3vcc，此時定時器維持0不變。
②若定時器原始狀態為1，則集電極輸出（7腳）對地斷開，vcc經r向c充電，使vc電位公升高，待vc值高於2/3vcc時，定時器翻轉為0態。
結論：單穩態觸發器正常工作時，若未加輸入負脈衝，即vi保持高電平，則單穩態觸發器的輸出vo一定是低電平。
單穩態觸發器的工作過程分為下面三個階段來分析，
①觸發翻轉階段：
輸入負脈衝vi到來時，下降沿經rici微分環節在vi'端產生下跳負向尖脈衝，其值低於負向閥值（1/3vcc）。由於穩態時vc低於正向閥值（2/3vcc），固定時器翻轉為1，輸出vo為高電平，集電極輸出對地斷開，此時單穩態觸發器進入暫穩狀態。
②暫態維持階段：
由於集電極開路輸出端（7腳）對地斷開，vcc通過r向c充電，vc按指數規律上公升並趨向於vcc。從暫穩態開始到vc值到達正向閥值（2/3vcc）之前的這段時間就是暫態維持時間tpo 。
③返回恢復階段：
當c充電使vc值高於正向閥值(2/3vcc）時，由於vi'端負向尖脈衝已消失 ，vi'值高於負向閥值（1/3vcc），定時器翻轉為0，輸出低電平，集電極輸出端（7腳）對地導通，暫態階段結束。c通過7腳放電，使vc值低於正向閥值（2/3vcc），使單穩態觸發器恢復穩態。利用單穩態觸發器的特性可以實現脈衝整形，脈衝定時等功能。
2.3.2電阻型驅動
電阻型驅動器利用電阻這樣的簡單分立器件，限制led串電流，是一種經濟的led驅動方案。在低電流led應用中，電阻型驅動器儘管成本較低且結構簡單，但這種驅動器在低電壓條件下，正向電流較低，會導致led亮度不足，且在負載突降等瞬態條件下，led可能受損。
2.3.3 電路原理
電路基本是乙個ne555單穩電路，主要的差別是觸發方法不同。ne555的觸發輸入端由22mω的電阻偏置到高電平，所以當接觸板被觸控時，平時由於觸控片p端無感應電壓，電容c1通過555第7腳放電完畢，第3腳輸出為低電平，繼電器ks釋放，電燈不亮。 當需要開燈時，用手觸碰一下金屬片p，人體感應的雜波訊號電壓由c2加至555的觸發端，使555的輸出由低變成高電平，繼電器ks吸合，電燈點亮。
同時，555第7腳內部截止，電源便通過r1給c1充電，這就是定時的開始。 當電容c1上電壓上公升至電源電壓的2/3時，555第7腳道通使c1放電，使第3腳輸出由高電平變回到低電平，繼電器釋放，電燈熄滅，定時結束。 定時長短由r1、c1決定：
t1=1.1r1*c1。按圖中所標數值，定時時間約為4秒。
d1可選用1n4148或1n4001。積體電路ic1是一片555定時電路，在這裡接成單穩態電路。平時由於觸控片p端無感應電壓，電容c1通過555第7腳放電完畢，第3腳輸出為低電平，繼電器ks釋放，電燈不亮。
如果在引腳3與地之間接入乙個繼電器以代替發光二極體led和電阻，就能實現乙個開關功能。
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