【正文】 710 2 4 3 1 A B C D 圖 43 氣敏傳感器的符號(hào) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 9 頁 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用氣體在金屬氧化物半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)，導(dǎo)致敏感元器件阻值變化的原理來制作的。金屬氧化物有N 型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體。這一高電平通過 R4及 VD3加至 VS 的控制極，使 VS 導(dǎo)通。于是 VS 關(guān)斷，切斷換氣扇電源，換氣扇停轉(zhuǎn)。 NE555 是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用 NE555 的作用是用內(nèi)部的定時(shí)器來構(gòu)成時(shí)基電路，給其他的電路提供時(shí)序脈沖。 NE555 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成 23 個(gè)晶體三極管， 17 個(gè)電阻，兩個(gè)二極管，組成了比較器， RS 觸發(fā)器等多組單元電路。 2．電壓比較器 由 C1和 C2組成，當(dāng)控制電壓輸入端 CO 懸空時(shí)， C1和 C2基準(zhǔn)電壓分別為CCV32和CCV31。 NE555 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 13 頁 R是定時(shí)器的復(fù)位輸入端，只要 R =0，定時(shí)器的輸出端 OUT 則為 0。 555 集成電路 應(yīng)用十分廣泛，可裝如下幾種電路： 1． 單穩(wěn)類電路 作用：定延時(shí)，消抖動(dòng)，分（倍）頻，脈沖輸出，速率檢測(cè)等。 每類工作方式又有很多個(gè)不同的電路。每個(gè)電路除畫出它的標(biāo)準(zhǔn)圖型，指出他們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或識(shí)別方法外，還給出了計(jì)算公式和他們的用途。不過這種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有些特殊，這就是當(dāng)電路被觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后，這個(gè)觸發(fā)信號(hào)是不能撤除的。 當(dāng)調(diào)節(jié)電位器使輸入電壓上升到 23DDV時(shí)，電路發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出端輸出電壓由高電平突然變?yōu)榈碗娖?。這是由于在這個(gè)時(shí)候，VDD NE555 TH Vo Vi C TR 6 2 4 3 5 1 8 圖 61 555 電路組成的施密特觸發(fā)器 Vi 圖 62 施密特電路的輸入 — 輸出特性 （ a） (c) “ 1” Vi Vo Vi Vo 0 0 13DDV 23DDV “ 0” 13DDV 13DDV 23DDV Vo (b） 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 15 頁 雖然對(duì)于 TH 端已低于 23DDV，但對(duì)于 TR 端是高于 13DDV的，而對(duì)電路起作用的正是TR 端，因此電路仍然保持原狀而不會(huì)翻轉(zhuǎn)。 將圖 61(a)和 61（ b）兩組曲線結(jié)合起來，組成了如圖 61（ c）所示的特性曲線。 2．當(dāng)?shù)陀|發(fā)端 TR CCV31，且低觸發(fā)端 THCCV32時(shí)，比較器 C2輸出為低電平；C2輸出的低電平將 RS 觸發(fā)器置為 1 狀態(tài)，即 Q=1，使得定時(shí)器的輸出 OUT 為 1，同時(shí)放電管 VT 截止。這 一高電平通過 R4及 VD3加至 VS 的控制極，使 VS 導(dǎo)通。這一高電平通過 R4及 VD3加至 VS 的控制極，使 VS 導(dǎo)通。于是 VS 關(guān)斷，切斷換氣扇電源，換氣扇停轉(zhuǎn)。 氣敏傳感器工作的仿真 仿真電路現(xiàn)象 換氣扇工作 仿真現(xiàn)象的分析 當(dāng)室內(nèi)有害氣體的濃度超過允許值時(shí)， QMN5 的阻值迅速減小， B 點(diǎn)電位升高，使 D Q1通， 555 則因 ⑥ 腳 和② 腳為低電平而置位，由 ③ 腳輸出的高電平 通過 D4使繼電器 導(dǎo)通，換氣扇 工作。圖 83 換氣扇不工作的仿真圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 21 頁 總 結(jié) 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我受到了一次應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題的全面系統(tǒng)的鍛煉。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中， 讓我深深地體會(huì)到進(jìn)行電子產(chǎn)品的開發(fā)不是一件簡(jiǎn)單的事情，它需要設(shè)計(jì)者具有全面的專業(yè)知識(shí)、縝密的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及較高的分析問題、解決問題的能力，而我在很多方面還有欠缺。 。同時(shí)，也要感謝我的老師和同學(xué)們?cè)诒井厴I(yè)設(shè)計(jì)過程中給予我的支持和幫助。為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。 圖 82 溫度傳感器工作的仿真 A 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 20 頁 不工作電路 仿真電路現(xiàn)象 換氣扇不工作 仿真現(xiàn)象的分析 當(dāng)溫度降低、空氣清新時(shí)，阻值 較大， 流過的電流變小 ，使 D D Q1停 止，555 則因 ⑥腳和② 腳為高電平而復(fù)位，由 ③ 腳輸出的低電平 通過 D4 使 繼電器 截止，換氣扇不工作。而且在仿真電路時(shí)不能改變?cè)骷炖锩嬖O(shè)置好的元件參數(shù)。 當(dāng)室內(nèi)溫度降低、空氣清新后， VT1截止，集電極變?yōu)楦唠娖?。?dāng)室內(nèi)溫度升高超過一定溫度后， RT 阻值變小，流過 RT 的電流增大，通過 VD1使 VT1導(dǎo)通。 根據(jù)以上分析，可以得出 555 定時(shí)器的功能表，見表 5— 1 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 16 頁 表 51 555 定時(shí)器的功能表 輸入 輸出 TH TR R OUT VT — — 0 0 導(dǎo)通 CCV32 CCV31 1 0 導(dǎo)通 CCV32 CCV31 1 不變 不變 CCV32 CCV31 1 不變 截止 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 17 頁 第 7 章 家用換氣扇自動(dòng)控制電路原理 家用換氣扇的整機(jī)圖 家用換氣扇的原理分析 當(dāng)室內(nèi)煙霧濃度超過一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，它的 A、 B 極間阻值降低，流過的電流增大，通過 VD2使 VT1導(dǎo)通。 工作原理 555 定時(shí)器的工作原理比較簡(jiǎn)單。這一現(xiàn)象是符合當(dāng) TR 端輸入電壓低于 13DDV是輸出端輸出高電平這一特性的。這一實(shí)驗(yàn)的輸入 — 輸出特性如圖 61（ a）所示。當(dāng)調(diào)節(jié)電位器使輸入電壓逐漸上升到 13DDV直到超過 13DDV時(shí)，電路的輸出狀態(tài)并沒有發(fā)生變 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 14 頁 化。 在換氣扇中我們用到的是 555 電路的兩個(gè)觸發(fā)端 TH 和 TR 連接在一起作為信號(hào)輸入端，就組成了一個(gè)新的電路，這個(gè)電路稱之為施密特觸發(fā)器。這樣一來，電路變的更加復(fù)雜。 3． 無穩(wěn)類電路 作用：方波輸出，電源變換，音響報(bào)警，玩具，電控測(cè)量，定時(shí)等。 4．放電管 VT VT 是集電極開路的三極管， VT 的集電極作為定時(shí)器的引出端 D。 3．基本 RS 觸發(fā)器 基本 RS 觸發(fā)器由兩個(gè)與非門 G1和 G2構(gòu)成。所以稱之為 555， NE555 屬于 cmos 工藝制造。其他 HA1755 LM55CA555 分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。IC NE555 VT1 9041 R3 3K R4 470 VD3 2CP18 C3 2 6 8 4 3 1 5 VS 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 11 頁 第 6 章 555 芯片的介紹 555 時(shí)基電路誕生于 20 世紀(jì) 70 年代初，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與實(shí)踐，而跟著更加廣泛的使用。 當(dāng)室內(nèi)溫度降低、空氣清新后， VT1 截止，集電極變?yōu)楦唠娖?。?dāng)氣敏元件與被測(cè)氣體接觸時(shí)，會(huì)與吸附的氧發(fā)生反應(yīng)，將束縛的電子釋放出來，敏感膜表面電導(dǎo)增加使元件電阻減小。當(dāng)還原型氣體吸附到 N 型半導(dǎo)體上，半導(dǎo)體的載流子增多，電阻率下降；當(dāng)還原型氣體吸附到 P 型半導(dǎo)體上，半導(dǎo)體的載流子減少，電阻率上升。 氣敏傳感器就是能感知環(huán)境中某種氣體及其濃度的一種器件，它將氣體的種類及其與濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱就可以獲得與待側(cè)氣體在環(huán)境中訊在情況有關(guān)的信息，從而可以進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警；還可以通過接口電路與計(jì)算機(jī)組成自動(dòng)檢測(cè)、控制和報(bào)警系統(tǒng)。