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PCB制版与电子工艺设计 课程设计报告

题 目： 红外线感应开关控制系统

专业、班级： 电子二班

学生姓名： 钟某某

学 号： ***45

指导教师：

分 数 :

年 月 日

红外线感应开关控制系统

课程设计目的和任务

1.熟悉手工焊锡常用工具的使用方法。

2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的流程。

3.能够根据电路原理图，元器件实物设计并制作小工艺品。

4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。

5.能够正确识别和选用常用的电子器件，了解电子产品的焊接、调试与维修方法。

二、 分析与设计

（一）、 设计任务分析

1、 原理分析

（1）、 红外感应系统

由一级比较器U1(4093的8、9、10引脚与非门)、R9、R10、D4构成振荡器，从U1的10脚输出脉冲信号，经Q4放大后驱动红外发射管D2向空间发射红外信号。光电二极管受到触发时，输出0.1-10Hz幅度不超过1MV的超低频脉冲，两个低通放大器组成低频带通放大器，其带宽为粗端，使一级单稳态延时器U1（4093中11引脚）输出低电平，此信号如果没有被障碍物挡住，红外接收管D1无法接收到信号，故后续电路不工作；当D2前面有障碍物时（如人手在D2前面晃动），发射的红外线信号被障碍物反射回来，就会被D1接收到，接收的信号经Q1、Q2放大，最后在R3端输出放大的红外信号，再由一级低通同相放大器U1（4093的1、2、3与非门）进行选项放大，然后反相后从U1的3脚输出，U1（4093的11、12、13与非门）进行整形（利用施密特触发器的回差特性，将受到干扰的信号整形成较好的矩形脉冲）最后在U1的11脚输出。

（2）、 延时电路

R5、VR1、C3组成延时电路（利用电容充电放电），当传感器输出信号消失后，UIC的输出脚恢复高某某，电源通过VR1向C3充电，充电过程使继电器保持吸合一段时间，直至充电电压大于比较电压，调节VR1可改变灯亮的时间。

（3）、 点亮控制电路

Q3、Q5构成点亮控制电路。若D1接收到信号后，最后会在U1的4脚输出经延时后额低电平控制信号，使Q3、Q5导通，D3被点亮。

任务分析

(1)、根据老师提示查阅相关资料，提前弄清电路图排版及元器件的布局,提出具体设计方案。

(2)、验证方案可行，根据设计的原理电路领取元件。

(3)、按照指导教师指定的时间在硬件实验室搭建电路，并调试通过。

(4)、设计结束进行总结，按照统一格式攒写实习报告。

(5)、指导教师对硬件电路进行检查或调试，对实习报告进行审阅。

（二）、 设计方案论证

设计的红外感应上电后，人手在感应器前面晃动，Led指示灯亮起来。

（三）、详细设计

1、查阅相关资料，了解基本元器件的功能及应用，弄清4093计时器各个引脚的功能。

(1)、电阻器（Resistor）在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件，将电阻接在电路中后，电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚，它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其他形式能力的二端器件，用字母R来表示，单位为欧姆Ω。实际器件如灯泡，电热丝，电阻器等均可表示为电阻器元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

(2)、二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件。它具有单向导电性能，即给二极管阳极和阴极加上正向电压时，二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。因此，二极管的导通和截止，则相当于开关的接通与断开。二极管是最早诞生的半导体器件之一，其应用非常广泛。特别是在各种电子电路中，利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接，构成不同功能的电路，可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能。

(3)、PNP型三极管，是由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管，所以称为PNP型三极管。也可以描述成，电流从发射极E流入的三极管。

(4)、NPN型三极管是指由两块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成的三极管；也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。三极管是电子电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流放大和开关作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量。

(5）、电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器，由于它在电路中的作用是获得与输入电压（外加电压）成一定关系的输出电压，因此称之为电位器。电位器是一个连续可调的电阻器，当调节电位器的转柄或滑柄时，动触点在电阻体上滑动。此时在电位器的输出端可获得与电位器外加电压和可动臂转角或行程成一定关系的输出电压。

（6）、瓷片电容(ceramic?capacitor)是一种用陶瓷材料作介质，在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜，再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高某某振荡回路中，作为回路、旁路电容器及垫整电容器。.MLCC(1类)—微型化，高频化，超低损耗，低ESR，高某某，高某某，高某某，高某某，无极性，低容值，低成本，耐高温，主要应用于高频电路中。MLCC(2类)—微型化，高某某，中高压，无极性，高某某，耐高温，低ESR，低成本，主要应用于中,低频电路中作隔直，耦合，旁路和滤波等电容器使用。

（7)、发光二极管简称为LED。由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

（8）、电解电容是电容的一种，金属箔为正极（铝或钽），与正极 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 



3

电子电路制作

以红外线感应开关控制系统的设计为实践课题，正确认识电路所用元器件并对电路进行排版布局，电路调试及故障排除，实现功能。

35





4

课程报告

报告行文通顺、规范，条理清晰,按规定格式完成。对实训内容进行全面、系统的总结，并能提出深化的意见或心得体会。

20





5

课堂表现

上课迟到情况、实验过程中纪律情况、离开时整理现场、导线、工具、桌椅等情况。

10





合 计

100分





该生课程设计期间总体情况

表现说明





注：优：≥90分 良：80～89分 中：70～79分 及格：60～69分 不及格：

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