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确定试题
大一组确定试题
一、
追逐式彩灯控制器
电路原理
追逐式彩灯控制器的电路如图所示,电路由振荡器、可控硅开关电路及电源电路等几部分组成。
电源电路由VD4、VD5、C4与C5等组成,接通电源后在电容C4两端可获得6V左右稳定的直流电压供振荡器用电。
振荡器由三极管VT1—VT3组成,其振荡是靠耦合电容C1~C3反馈形成,接通电源后三只三极管就间隙导通与截止,并且在任何时候总是一只三极管截止、二只三极管导通。
H1-H3是三组彩灯串,其点亮与否取决于可控硅VS是否开通。
可控硅的开通又由相应的三极管状态决定,若三极管VT1处于截止态,其集电极输出高平,二极管VD1导通,就向可控硅VS1注入触发电流,使VS1开通,第一组彩灯串H1点亮发光;若三极管VT1导通,其集电极输出低电平,VD1截止,VS1失去触发电流,当交流电过零时即关断,灯串H1熄灭。
由上面分析可知,由于VT1~VT3在起振时,始终只有一只三极管处于截止态,且状态交替变化,即截止的管子由VT1→VT2→VT3→VT1→……循环变化,因而灯串H1、H2、H3依次循环点亮,只要将灯串中的彩灯在空间作适当排列,就能形成追逐流水效果。
元器件选择
VT1~VT3均可采用9013型等硅NPN三极管,要求三只管子的特性尽可能一致,β值100左右。
VD1~VD3可用1N4148型硅开关二极管,VD4用1N4001型等硅整流二极管,VD5为5V、1/2W稳压二极管,如2CW54型等。
VS1-VS3用MCR100—8型等1A、600V小型塑封单向可控硅。
三组灯串H1~H3可用市售彩色电珠灯串,灯串若并联连接,应用220V、5W彩色灯泡并联,每组灯串的功率应控制在100W或100W以下。
R1~R6均采用RTX—1/8W型碳膜电阻器,C1-C4用CD11—25V电解电容器,C5要求采用CBB—400V型聚丙烯电容器。
彩灯控制器的印制电路板图如图所示,印制电路板尺寸为90mmX50mm。
本电路比较简单,接通电源后电路即能正常工作。
若想改变灯串的追逐速率,应同时更改电容C1~C3的容量,C1~C3的容量大,追逐速率慢,反之就快。
读者可根据各自的需要调整之。
二、智能路灯控制器
由于目前大多数的路灯控制采用以时间控制来实现,实际使用中由于冬天和夏天的白天长短不一,因此这种控制方式必然造成在光线充足的情况下,路灯也有时会亮着,从而造成了大量的能源浪费,而各种照明灯也都具有一定的使用时限,在光线充足的情况下仍继续是使用,必然增加每天开启灯的时间,会缩短灯的使用寿命,为解决上述问题,我们设计出一种智能路灯控制的方法,实现路灯照明技术的节能自动控制。
本设计主要是运用光敏元件的特性来实现当光照强度足够进自动关闭路灯,而当光照强度不足时,控制继电器吸合,接通路灯回路的电源,达到自动开启路灯的功能。
1、电路工作原理
图1
220V市电经电容C3降压,D1-D4组成的桥式整流电路后,R7限流,在CW2两端形成一个稳定的12V直流电压,一路经R8点亮发光管LED1,作为电源指示,另一路作为系统的工作电源。
接通电源后,如果是白天,光线较强,光敏电阻R2两端的电压很小,CW1截止,流入VT2基极的电流很小,VT1截止,VT3也截止,继电器不工作。
当光线变暗时,R2两端的电压不断上升,当这个电压高于CW1的击穿电压时,VT2导通,相继VT1和VT3也导通,继电器得电吸合,其触点控制路灯点亮。
当光线再次变亮时,CW1截止,相应导致VT1、VT2、VT3截止,继电器断开。
2、调试与安装
该电路原理简单,本站提供的元件参数都已调好,只要焊接无误,一般一次就能成功。
焊接步骤:
由于本制作采用市电直接供电,因此操作时要特别小心,否则容易发生触电事故。
在调试时若有直流稳压电源,可采用12V直流电源进行调试。
等各项功能都正常后,再用市电调试。
12V电源接于D1的阴极与地之间,用万用表测量C1两端电压,当光线较强时,C1两端电压为0.5V以下,用一黑色合子将感光孔处挡住,此时C1两端的电压变为高于10V,此时继电器吸合,若听不到继电器吸合的声音,查看D5是否接反,若D5接反,由于VT3直接将正电源与地短接,电流较大,有可能损坏VT3。
若以上测试正常,便可以直接接入220V市电进行调试。
在进行这一步时,操作者千万不要用手直接去接触电路板上的任何金属部分。
先用万用表测量CW2两端电压,接上电源后,电源指示灯点亮,CW2两端电压在12V左右,否则说明整流电路有问题,可查看4个二极管有没有焊反。
安装好的光控路灯自动控器见下图:
图3
图4
元件安装说明:
由于二只发光二极管和光敏电阻直接伸出外壳,因此在安装这几只元件时,全部在线路板的焊接面,对于光敏电阻直接将元件焊接于线路板的焊接面上,两只发光二极管先折弯,发光面从线路板上的二只孔出伸出。
元件的具体安装位置,制作者可参考我们安装好后的照片。
大二组已确定试题
一、
具有时间识别功能的门锁报警器
这里介绍的门锁报警器具有时间识别功能,主人开门是正常开门,一般30s内可完成开门动作,因此它不会报警,陌生人试着开门或小偷撬门不是正常开门,通常费时较长,一旦时间超过30s,它就会发出报警声具有较大的实用价值。
工作原理
电路如图1,主要由555时基集成电路与报警集成电路组成。
时基电路IC1与R1、C1组成暂态时间T=4min左右的单稳态触发器,平时IC1处于稳态,其③脚输出低电平,VT1截止,VT2导通,电容C2被VT2短接不能充电,时基电路IC2的阈值端⑥脚为高电平,③脚输出低电平,报警声集成电路IC3无供电不工作,扬声器B无声。
M是触摸电极片,与金属门锁相连。
当有人开锁时,人体感应的杂波的负半周加至IC1的触发端②脚,使IC1进入暂态,③脚输出高电平,此时三极管VT1导通,VT2截止,电源可通过R4对C2充电,随着充电时间的延长,IC2的②脚电位不断下降,约经30s,IC2翻转,其③脚输出高电平,使IC3得电工作报警。
如果开门时间在30s以内,则IC2的③脚为低电平,电路不会报警。
报警声响持续时间由IC1的暂态时间T1决定,T1=1.1R1×C1=4min,4min后,IC1的③脚输出低电平,VT1截止,VT2导通,IC3失电,报警声停止。
如果再次触碰门锁超过30s,电路又能重新报警。
元器件选择与制作
元器件清单见下表。
编 号
名 称
型 号
数 量
编 号
名 称
型 号
数 量
R1
电阻
2.2M
1
C3
电解电容
220u
1
R2
电阻
10K
1
C4
电解电容
22u
1
R3
电阻
5.1K
1
VD1
开关二极管
IN4148
1
R4
电阻
1M
1
LED
发光二极管
1
R5
电阻
510Ω
1
VT1-VT3
晶体三极管
9013
3
R6
电阻
240K
1
IC1、2
时基电路
NE555
2
R7
电阻
4.7K
1
IC3
报警音响集成电路
LC246
1
C1
电解电容
100u
1
B
扬声器
8Ω
1
C2
电解电容
47u
1
M
触摸片
自制
1
电源可用电池组(四节干电池串联)供电,但切不可用电容降压的电源电路供电,以免触电!
二,LED显示棒
本作品主要利用人眼的视觉暂留效应,使手在摆动到不同位置的时候,让位于一条直线上的LED显示二维图像的不同的列,实现图形扫描显示。
当我们在摆动手臂的时候,短时间内摆动位置和左右幅度不会有太大变化,利用我们手臂的这个运动规律,只要能得到棒从一侧摆动到另一侧的时间,然后把这个时间分成N份,然后在每一份的时间里显示不同的花样就能实现图形的显示。
本文介绍的作品就是利用LED而制成的手摇棒。
它可以替代舞台下的荧光棒,不但能够发光,还可以扫描出一些简单的字,起到娱乐作用。
高亮的5mm的LED。
采取并口输出。
采用AT89S52来作为摇摇棒的控制核心;
字模的取模方式
从上到下,从右到左一列一列依次取模,每一列16个点占用2个字节;把生成的每个字节代码低位在上。
至于是由1还是0来表示亮点是无所谓的,可以通过取反输出来调整。
总体设计
设计总体框图如图1:
单元模块设计
AT89S52单片机最小系统:
最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
图2为AT89S52单片机的最小系统。
图二最小系统电路图
LED显示模块
本模块选用16个5mm的高亮LED灯排成一列,并加上一个IN4007保护二极管构成。
电路图如图三。
图三LED显示电路
按键切换模块
由于本实验有多种显示效果,所以按键切换必不可少。
为了节省空间,只用了一个按键来切换。
下图是按键电路图。
图四按键切换电路
5软件设计
主程序流程图如下:
图五主程序流程图
系统测试
接上电源,通过开关K1的不断切换,就能显示不同的效果图。
效果一:
效果二:
效果三:
元器件明细表:
AT89S52一个,16个高亮5mmLED,IN4007一个,锁紧夹一个,排针若干,按键2个,10K电阻2个,12M晶振一个,220欧一个,30pf的电容2个,一个3mm的LED。
系统整体电路图如下:
附录
程序:
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitkey=P3^0;
ucharnum,keynum=0;
ucharcodewelcome1[]={0x07,0xF7,0xFF,0x07,0xFF,0xF7,0x07,0xFF,
0xFF,0xFF,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0xFF,0xFF,
0xFF,0xF7,0xF7,0x07,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,
0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x7F,0x7F,0xFF,0xFF,
0xFF,0xFF,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0xFF,0xFF,
0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0xFF,
0xFF,0xFF,0x7F,0x7F,0x7F,0x7F,0xFF,0xFF
};
ucharcodewelcome2[]={0xFC,0xC3,0xF8,0xFF,0xF8,0xC3,0xFC,0xFF,
0xFF,0xE0,0xDD,0xDD,0xDD,0xDD,0xEC,0xFF,
0xFF,0xDF,0xDF,0xC0,0xDF,0xDF,0xFF,0xFF,
0xFF,0xF1,0xEE,0xDF,0xDF,0xDF,0xEE,0xFF,
0xFF,0xE0,0xDF,0xDF,0xDF,0xDF,0xE0,0xFF,
0xDF,0xC0,0xDF,0xFF,0xC0,0xDF,0xFF,0xC0,
0xFF,0xE0,0xDD,0xDD,0xDD,0xDD,0xEC,0xFF,
};
ucharcodedianzixi1[]={0xFF,0xFF,0x03,0x03,0xB3,0xB3,0x00,0x00,0xB3,0xB3,0xB3,0x03,0x03,0xFF,0xFF,
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