救护车鸣笛闪光设计小学教育爱心教育_外语学习-英语听力.pdf
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1、0/23 *大学 数字电子技术课程设计 题 目 救护车鸣笛及闪灯 学生姓名 专业班级 学 号 院(系)指导教师 0/23 目 录 1 课程设计的目的.0 1.1 概述.0 1.2 目的.0 2 课程设计的任务及要求.1 2.1 设计任务.1 2.2 设计要求.1 3 设计方案及论证.2 3.1 提出方案一.2 3.2 方案论证.5 4 设计原理及功能说明.6 4.1 电路原理.6 4.2 功能说明.7 5 单元电路设计.9 5.1 单元电路介绍.9 5.2 相关性能指标计算.11 5.3 Multisim 11.0软件仿真.11 6 硬件制作及调试.12 6.1 硬件制作过程.12 6.2 硬
2、件测试.13 7 总结.15 参考文献.16 目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警
3、示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次1/23 附录 1:总体电路原理图.17 附录 2:元器件清单.18 目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某
4、些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次0/23 1 课程设计的目的 1.1 概述 警示灯在我们日常生活中用处非常广泛,例如:警示灯一般用在维护道路安全,通常是用在警车工程车、消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急 A/S 车、机械设备等开发。在我们日常生活中和工农业生产中,有好多情况下,需要安装警示灯或标志灯,以提醒人们注意。例如,道路施工时,需在施工现场挂上红色安全警示灯,以确保行人和行车的安全。高层建筑物的顶端按有关的规定必须设置红色警示灯,以确保飞机安全飞行。为引起大家注意,在一般情况下,多采用
5、红色的警示灯,且最好能发出闪烁光。但有时后在某些情况下又不需要其工作,比如某些大型的器物,白天很明显,只需在夜间提醒人们注意。闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛,主要是起到警示的作用,本次设计是闪烁警示灯,主要利用的是多谐振荡器的原理,多谐振荡器又称为无稳态触发器,它没有稳定的输出状态,只有两个暂稳态。1.2 目的 此次设计就是设置一种闪烁警示灯,利用 NE555定时器的原理,设置一种可以掩延时的警示装置,主 555 定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生及变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及
6、自动控制等方面。要是利用多谐振荡器功能,自由多谐目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁
7、警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次1/23 振荡器不具有稳态,只有两个暂稳态,暂稳态的时间长短由自由电路的定时元件确定。从而可以设计一种灯光闪烁时间间隔不同的闪光灯。此次设计主要学会怎么怎样结合数电知识去实现需要的电路功能。直线课本知识向实际应用的转化。根据上学期课本上学习的知识,以数字电子电路为基础,设计电路图运用到实际生活中,并达到一定的实际运用效果。学会结合数电知识,联系实际情况设计一种实用性强的警示装置。2 课程设计的任务及要求 2.1 设计任务 1从稳定性、可靠性、实用性、经济性选择电子线路和电子器件,从而找到适合的功能电路。2通过网络查阅和图书馆资料,培养并提高
8、独立分析问题和解决问题的能力。3了解一些常用电子器件的类型和特性以及使用方法。4学会电子电路的焊接、安装及调试技能。5学会如何把课本上的理论知识转化为实际运用。2.2 设计要求 1.打印数字电子技术课程设计说明书一份,给出课题的设计和制作、调试。2.根据技术指标要求,画出设计电路图,画出印制电路版图 目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我
9、们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次2/23 3.设计时间:一周 4.学会制作 PCB板 5.人员分组三人一组一实物,选择同一课题的电路相同,但课程设计报告不能完全相同。在某些场合需要设置警示灯,以避免危险事故的发生。例如交通警示灯可以给人们起警示作用,避免交通事故的发生。警示灯的用处十分广泛。3 设计方案及论证 3.1 提出
10、方案一 使用 51 单片机做控制,然后利用汇编或者 C语言的简单编程可实现。利用单片机原理设计可以很容易的实现电路的设计,并达到很好的效果。提出方案二 题目要求是蓝灯闪一下,然后红灯闪一下,可利用两个 555 振荡电路相互协调就可以实现交替闪烁,首先要实现单个灯闪烁,并初步确定充放电的电容电阻值的范围。然后再考虑两个灯怎样实现交替闪烁,理论上可以把两个电路的 3 角输出接到一起,通过高低电频的阻断作用实现交替闪烁,通过进一步的分析论证并在软件上进行调试,得出方案可行的结论。并且实现起来比较简单,所用元器件较少,基本达到了题目所要求的功能。多谐振荡器是一种无稳态电路,在他接通电源后,不需要外加出
11、发信号,电路的状态就能够自动地不断变换,产生矩形波输出。从而产生多谐振荡,波形的变化引起电路电流的变化,从而可以控制发光二极管闪烁功能。目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁
12、光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次3/23 图 3-1 电路流程图 方案的选择:方案一 优点:电路简单,理论上可以实现警示功能。缺点:涉及到单片机,本学期学习课程未涉及,故不采纳。方案二 优点:通过多谐振荡器功能,能对灯光的闪烁时间进行控制。可以改变电阻大小改变灯的闪烁时间。缺点:此方案相对于方案一可实施性强,结论,可行。3.11 设计思路 设计思路:如图下图所示,是由两个 NE555及其周围电阻构成的多谐振荡器,利用多谐振荡器的特性,即不具有稳态,只有两个暂稳态。控制红、绿两个 LED
13、灯的闪烁频率。目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主
14、要是起到警示的用本次4/23 图 3-2 电路设计图 1.识图指导 图中(LMC555CM)是 555 定时器,对于 U1来说,它及周围电阻,R1、R2 及其电容 C1、C3。构成多谐振荡器。由于接通电源前电容两端电压为零,电源刚接通时,经输出缓冲后的 3 端输出高电平放电管处于截止状态,电源电源通过 R1、R2对电容充电。经过一段时间后,3 端输出低电平,放电管导通,进入第一暂稳态,如此反复,便产生矩形输出波形。电路通上 6V电源后,U1、U2形成多谐振荡电路并开始工作,由于 U2的震荡频率比 U1的震荡频率低,这取决于电阻 R2及 R4的大小,电阻越大震荡频率越低。这时 U1 和 U2 都
15、分别输出了震荡频率不同的脉冲,当U2的 3 脚输出为高电平时,对 U1的输出起到了阻断作用,使得 LE2不亮,LE1亮。当 U2输出为低电平时,LE2亮,LE1不亮。通过对时间常数的计算,使得 LE2闪亮一次 LE1再亮,这样交替循环即能达到闪光警灯的效果。目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安
16、装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次5/23 如果想改变 LE1、LE2 之间的闪烁时间间隔,我们可以通过理论计算,改变电阻 R2、R4阻值的大小,从而改变多谐振荡器的震荡周期,即 U1、U2的振荡周期时间间隔变大,从而达到改变闪烁时间的延长或者缩短。3.2 方案论证 本次设计的闪烁警示灯电路主要是由两个 555 定时器构成。运用数字电子电路中的知识,制作一款实用性的闪
17、烁灯。电路设计的最大特点是没有开关控制,我们学过数电知道,555 定时器可以起到开关作用。555 定时器是目前应用十分广泛的一种器件,NE555内部包括两个电压比较器,三个等值串联电阻,一个 RS 触发器,一个放电管 T 及功率输出级。两个比较器 C1 和 C2 各有一个输入端连接到三个电阻 R 组成的分压器上,比较器的输出接到 RS触发器上。此外还有输出级和放电管。输出级的驱动电流可达 200mA。NE555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。它提供两个基准电压 VCC/3 和 2VCC/3,NE555 定时器的功能主要由两个比较器所决定。在电源及地之间加上电压,当 5 脚悬
18、空时,则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC/3,A2 的同相输入端的电压为 VCC/3。若触发输入端 TR 的电压小于 VCC/3,则比较器 A2 的输出为 1,可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3,同时 TR 端的电压大于 VCC/3,则 A1 的输出为 1,A2 的输出为 0,可将 RS 触发器置 0,使输出为 0 电平两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。以及其它电路构成脉冲电路,脉冲的变化目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电
19、路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次6/23 可以引起后边电流变化,再加上其它元器件的组成,即可以起到开关的作用。由电路图可以看到电路是多谐振
20、荡器的组成。多谐振荡器又称为无稳态触发器,它没有稳定的输出状态,只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后,经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。由于两个暂稳态分别控制 LED1、LED2。通过改变R2、R4的电阻阻值大小。可以控制 LED1、LED2闪烁时间之间的间隔。4 设计原理及功能说明 4.1 电路原理 图 4-1 NE555 结构图 目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件
21、测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次7/23 接通电源后,假定是高电平,则 T 截止,电容 C充电。充电回路是VCC R1R2 C地,按指数规律上升,当上升到时(TH、端电平大于),输出翻转为低电平。是低电平,T导
22、通,C放电,放电回路为 CR2T地,按指数规律下降,当下降到时(TH、端电平小于),输出翻转为高电平,放电管 T截止,电容再次充电,如此周而复始,产生振荡,经分析可得 R1=10K R2=200K C=10uf C1=0.01uf Tw1=0.46 D=0.5 输出高电平时间:T=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间:T=R2Cln2 振荡周期:T=(R1+2R2)Cln2 输出方波的占空比为:4.2 功能说明 NE555定时电路是目前应用十分广泛的一种器件,本次试验选用的是目的课程设计的任务及要求设计任务设计要求设计方案及论证提出方案一方案论证设计原理及功能说明电路原理功能说明单元电路设计
23、单元电路介绍相关性能指标计算软件仿真硬件制作及调试硬件制作过程硬件测试总结参考文献附在维护道路安全通常是用在警车工程车消防车急救车防范管理车道路维修车牵引车紧急车机械设备等开发在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注意例如道路施工时需在施工现场挂上红为引起大家注意在一般情况下多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工比如某些大型的器物白天很明显只需在夜间提醒人们注意闪烁警示灯在现实生活中的应用十分广泛主要是起到警示的用本次8/23 NE555定时器。NE555定时器可以输出矩形波形,它的基本组成部分:由 3个 5K欧姆电阻组成的分压
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