电子产品设计与制作项目四:远近灯电路设计与制作任务3.ppt
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1、n项目四 远近灯控制电路的设计与制作任务3 远近光灯控制电路组装任务任务3 远近光灯控制电路组装远近光灯控制电路组装【任务描述】采购相关电子元器件,根据所给电路图纸,分析电路的组成及工作过程,按电子产品工艺要求装配电路,并按要求对各项参数测试,检查是否能满足性能要求。【任务目标】总体目标按照工艺要求安装和调试远近光灯控制电路。具体目标完成这个学习任务,你应能:知识方面:1 正确叙述电路中相关元器件的结构特点及作用,特别是光敏三极管、数码管、运算放大器和单片机。2 正确叙述光敏三极管、数码管、运算放大器和单片机的基本工作原理。3 正确叙述单片机工作三要素条件及单片机的基本工作过程。技能方面:1
2、能正确检测判断光敏三极管、数码管、硅光电池等特殊元器件的质量。2 能正确安装光敏三极管、数码管等特殊元器件。3 能独立完成整机电路的组装。【任务导学】知识链接一:元器件的识别与检测1 1 运算放大器的识别运算放大器是一种通用的集成电路。其应用范围很广,可以应用在放大、振荡、电压比较、阻抗变换、有源滤波等电路中,根据工作特性,运算放大器构成的电路主要有线性放大器与非线性放大器。图1 1 运算放大器 1.1 1.1 运算放大器的原理图1.1 1.1 运算放大器符号运放如图有两个输入端a a(反相输入端),b b(同相输入端)和一个输出端o o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-
3、U-加在a a端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点。)之间,且其实际方向从a a 端高于公共端时,输出电压U U实际方向则自公共端指向o o端,即两者的方向正好相反。当输入电压U+U+加在b b端和公共端之间,U U与U+U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见,a a端和b b 端分别用-和+号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。图1.11.1是一个标准运算放大器的电路符号:V V+:非反相输入端V V:反相输入端V Voutout:输出端V VS+S+:正电源端(亦可能以V VDDDD、V VCCCC或V V
4、CC+CC+表示)V VS S:负电源端(亦可能以V VSSSS、V VEEEE或V VCCCC表示)运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。1.2 1.2 常用运算放大器的简介1.2.1 A7411.2.1 A741运算放大器的简介A741MA741M,A741IA741I,A741CA741C(单运放)是高增益运算放大器,用于军事,工业和商业应用。这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。A741A741的引脚图如图1.2.11.2.1。1
5、.1 1.1 运算放大器的原理图1.1 1.1 运算放大器符号运放如图有两个输入端a a(反相输入端),b b(同相输入端)和一个输出端o o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-U-加在a a端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点。)之间,且其实际方向从a a 端高于公共端时,输出电压U U实际方向则自公共端指向o o端,即两者的方向正好相反。当输入电压U+U+加在b b端和公共端之间,U U与U+U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见,a a端和b b 端分别用-和+号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出
6、或用箭头表示。图1.11.1是一个标准运算放大器的电路符号:V V+:非反相输入端V V:反相输入端V Voutout:输出端V VS+S+:正电源端(亦可能以V VDDDD、V VCCCC或V VCC+CC+表示)V VS S:负电源端(亦可能以V VSSSS、V VEEEE或V VCCCC表示)图1.1 1.1 运算放大器符号运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。1.2 1.2 常用运算放大器的简介1.2.1 A7411.2.1 A741运算放大器的
7、简介A741MA741M,A741IA741I,A741CA741C(单运放)是高增益运算放大器,用于军事,工业和商业应用。这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作。A741A741的引脚图如图1.2.11.2.1。图1.2.1A741运算放大器1 1和5 5为偏置(调零端),2 2为正向输入端,3 3为反向输入端,4 4接地,6 6为输出,7 7接电源 8 8空脚。1.2.2 LM3241.2.2 LM324运算放大器的简介图1.2.2 LM3241.2.2 LM324运算放大器LM324LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器。管脚连接图如图1.2.21.2.2。它具有以下
8、特点:短路保护输出真差动输入级可单电源工作:3V-32V3V-32V低偏置电流:最大100mA100mA每封装含四个运算放大器具有内部补偿的功能共模范围扩展到负电源行业标准的引脚排列输入端具有静电保护功能2 AT89C20512 AT89C2051单片机2 AT89C20512 AT89C2051单片机的识别与检测 AT89C2051AT89C2051是美国ATMELATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8CMOS 8位单片机,片内含2k 2k bytesbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROMPEROM)和128bytes128bytes的随机数据存储器(RAMRAM),器件
9、采用ATMELATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51MCS-51指令系统,片内置通用8 8位中央处理器和FlashFlash存储单元,AT89C2051AT89C2051单片机在电子类产品中有广泛的应用。2.1 2.1 单片机的原理与结构AT89C2051AT89C2051是一个带有2K2K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROMEEPROM)的低电压,高性能8 8位CMOSCMOS微处理器。它采用ATMELATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51MCS-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPLICPLI和闪速存储器,ATME
10、LATMEL的AT89C2051AT89C2051是一强劲的微型处理器,它对许多嵌入式控制应用提供一定高度灵活和成本低的解决办法。AT89C2051AT89C2051提供以下标准功能:2K2K字节闪速存储器,128128字节RAMRAM,1515根I/OI/O口,两个1616位定时器,一个五向量两级中断结构,一个全双工串行口,一个精密模拟比较器以及两种可选 的软件节电工作方式。空闲方停止CPUCPU工作但允许RAMRAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAMRAM内容但振荡器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一个硬件复位。2.1 AT89C20512.1 AT89C
11、2051单片机引脚图2.2 AT89C20512.2 AT89C2051的引脚功能 AT89C2051AT89C2051的引脚图如图2.12.1所示2.2.1 VCC2.2.1 VCC:电源电压。2.2.2 GND2.2.2 GND:地。2.2.3 P12.2.3 P1口:P1P1口是一个8 8位双向I/OI/O口。口引脚P1.2P1.2P1.7P1.7提供内部上拉电阻,P1.0P1.0和P1.1P1.1要求外部上拉电阻。P1.0P1.0和P1.1P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(ANI0)(ANI0)和反相输入(AIN1)(AIN1)。P1P1口输出缓冲器可吸收20mA20mA
12、电流并能直接驱动LEDLED显示。当P1P1口引脚写入“1 1”时,其可用作输入端,当引脚P1.2P1.2P1.7P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的写入“1 1”时,其可用作输入端。当引脚P1.2P1.2P1.7P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的上拉电阻而流出电流。2.2.4 P32.2.4 P3口:P3P3口的P3.0P3.0P3.5P3.5、P3.7P3.7是带有内部上拉电阻 的七个双向I/OI/O口引脚。P3.6P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/OI/O引脚而不可访问。P3P3口缓冲器可吸收20mA20mA电流。当P3P3口写入“1 1”
13、时,它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时,被外部拉低的P3P3口脚将用上拉电阻而流出电流。P3P3口还用于实现AT89C2051AT89C2051的各种第二功能,如下表所列:2.2.5 RST2.2.5 RST:复位输入。RSTRST一旦变成高电平所有的I/OI/O引脚就复位到“1 1”。当振荡器正在运行时,持续给出RSTRST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需1212个振荡器或时钟周期。2.2.6 XTAL12.2.6 XTAL1:作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。2.2.7 XTAL22.2.7 XTAL2:作为振荡器反相放大器的输出。2.2 2
14、.2 单片机最小系统最小系统是指由单片机和一些基本的外围电路所组成的一个可以工作的单片机系统,一般来说,包括单片机、晶体振荡器电路和复位电路。2.22.21 1复位电路复位电路的基本功能是:系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。为可靠起见,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。图2.2.12.2.1为手动和单片机上电自动复位电路,高电平复位,S1S1为手动复位开关,C1C1为上电复位电容。2.21复位电路图2.2.1 单片机常见的复位电路2.22.22 2晶体振荡器电路单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。晶
15、体振荡器电路主要包括一 个晶体振荡器和二个小容量电路。通常晶体振荡器的频率取值为1.2MHz1.2MHz12 MHz12 MHz之间,通常C1C1和C2C2取30pF30pF左右。XTAL1XTAL1和XTAL2XTAL2分别主振荡电路的输入、输出端。其振荡电路有两种组成方式:片内振荡器和片外振荡器。片内振荡器如图2.2.22.2.2所示。单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能ICIC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机
16、的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。2.3 2.3 单片机的应用因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。3 3 光电耦合器的识别与检测3.13.1光电耦合器的原理光电耦合器也称光电隔离器或光耦合器,简称光耦(如图3 3)。它是以光主媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外发光二极管LEDLED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时,发光器发出光线,受
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