简易窗帘自动开关电路课程设计

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1、目录摘要…………………………………………………………………Ⅰ第一章系统组成框图…………………………………………1第二章主要单元电路及其原理……………………………2第一节光线感应电路……………………………………………2第二节信号放大电路……………………………………………3第三节窗帘开闭电路……………………………………………3第四节自动断电电路……………………………………………8第五节电源电路…………………………………………………9第三章简易窗帘开闭电路总电路图………………………11参考文献……………………………………………………………12附录1图中相关元器件

2、基本知识……………………………13附录2元件清单……………………………………………………16附录3简易窗帘开闭电路总电路图…………………………17总结……………………………………………………………………18摘要按照课程设计的技术要求:能够通过感应装置检测到光线的强弱，并且根据光线的强弱自动开闭窗帘，在窗帘接触到边沿时，自动切断电源进行本电路的设计。本电路选用硅光电池2CR21作为光线的感应电路，硅光电池可以根据光线强度的不同产生与之相对应强弱的电信号。因为该信号十分微弱，故电路采用双三极管构成的放大电路以获得合适的电信号，并通过反馈电阻和滤波电容以获得一个

3、稳定的输出电压。感应电路产生的电压输入由两片NE555组成的单稳态电路，由单稳态电路的特性，在输入端输入高低电平时输出端会产生相应的低高电平，该电平可用于决定两个与电源相连的三极管T1与T2的导通与截止，而三极管的导通与截止将最终决定电路中小电机的正转与反转，将小电机与窗帘相连就可以实现窗帘的自动打开和关闭。电路的自动断电由单稳态电路的延时特性来完成。通过对相关电容和电阻的参数进行设置，就可以确定单稳态电路输出的高电平时间，也就是小电机的转动时间，从而实现自动切断电源。第一章系统组成框图简易窗帘自动开闭电路的总体框图如下图所示。它是由光线感应电路，信号放大

4、电路，窗帘开闭电路，自动断电电路和电源电路5部分构成的。自动断电电路窗帘开关电路信号放大电路光线感应电路电源电路图1.1简易窗帘自动开闭电路的总体框图光线感应电路的功能是利用硅光电池产生与光照相对应的电流，从而实现对光线的检测。信号放大电路是利用由两个三极管组成的两级放大电路将很弱的电信号放大成一个适当大小的电信号。窗帘开关电路的功能是利用单稳态电路以及三极管的特性来控制电机的正反转，从而实现窗帘的自动打开和闭合。自动断电电路的功能是利用单稳态电路的延时特性以实现电路的自动断电。电源电路的功能是为各部分电路提供直流电源。第二章主要单元电路及其原理第一节光线

5、感应电路本电路中的光线感应电路实际上就是一个硅光电池2CR21，硅光电池的原理是通过硅光PN结的光伏效应，使其具有按照光信号的强弱产生出对应电信号的特性，称之为光敏器件。硅光电池的输出特性分为恒流区和恒压区，即其短路电流与光强度成正比，其开路电压随光照强度按照指数规律变化，由于其电流和光强度是线性关系，一般采用产生短路电流的方法来接收光信号。图2.1.1光线感应电路图第二节信号放大电路由于硅光电池2CR21输出的是一个十分微弱的信号，为了使后续电路能够对光强信号进行处理，因此需要加入信号放大电路。图2.1.1右边部分为信号放大电路。该电路是由电阻R9R10

6、R11R12,三极管T3,T4和电容C5C6构成，电路中采用了双三极管构成的放大电路，这样就可以使得电路的放大倍数比单管放大电路放大倍数增大β倍，从而就可以得到更适合的信号。R10和R11为放大电路的集电极偏置电阻，C5和C6为放大电路的滤波电容。R9为放大电路的反馈电阻。其功能是保证放大电路有一个稳定的静态工作点和稳定的输出电压。第三节窗帘开关电路窗帘开闭电路主要是利用NE555组成的单稳态电路构成的，555定时器的功能表如下图所示：输入输出阀值输入触发输入复位（R）输出（Vo）放电管T××00导通＜2/3Vc＜1/3Vc11截止＞2/3Vc＞1/3Vc

7、10导通＜2/3Vc＞1/3Vc1不变不变图2.3.1555定时器功能表由其功能表可知，由555定时器组成的单稳态电路的输出电压会随着触发输入端输入的电压不同而不同：当输入的电压为高电平时，输出为低电平，而当输入为低电平时输出为高电平。此电路就是根据单稳态触发器这一特性对电路进行控制的。此电路中电路的通电与截止是由一只NPN型和一只PNP型三极管完成的，两个单稳态电路的输出电压输出到两只三极管的基极上，而根据基极电压和集电极电压以及发射极电压的大小关系不同，三极管也会做出相应的导通或者截止的变化，从而最终决定了电路的导通或者断电图2.3.2NPN型三极管工

8、作状态截止放大饱和条件Ib≈01.0＜Ib＜Ics/βIb＞Ics