【正文】 真誠(chéng)感謝給予我熱情幫助和關(guān)注的所有人。馬奇老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，理論加上實(shí)踐，使我對(duì)直流穩(wěn)壓電源有了更深刻的認(rèn)識(shí)，尤其是對(duì)電路的原理的理解，各元器件功能，特性的認(rèn)識(shí)，也糾正了自己以前很多不對(duì)的看法。Protel DXP可以支持自動(dòng)布線，用戶先根據(jù)電路板的布線要求設(shè)計(jì)布線規(guī)則，布線設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)定得是否合理直接影響布線的質(zhì)量和成功率。f. 多層(Multilayer):指PCB板的所有層。定義頂層和底的絲印字符,就是一般在板上看到的元件編號(hào)和一些字符。繪制完成的完整電路圖見(jiàn)下圖56。單擊鼠標(biāo)右鍵，完成一條連接線路。放置完了所有的元器件，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵或按ESC退出元器件放置狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，用戶只需載入設(shè)計(jì)原理圖時(shí)必需且常用的元器件庫(kù)即可，其它特殊的元器件庫(kù)在需要使用時(shí)在載入。首先介紹原理圖設(shè)計(jì)。a. 原理圖的設(shè)計(jì)原理圖的設(shè)計(jì)主要是利用Protel DXP的原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境來(lái)繪制一張正確、美觀、清晰的電路原理圖，該圖不但可以準(zhǔn)確表達(dá)電路設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)還為印制電路板的設(shè)計(jì)工作打好基礎(chǔ)。新的設(shè)計(jì)輸入功能包括電路圖和FPGA應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)輸入，為Xilinx和Altera設(shè)備族提供完全的巨集和基元庫(kù)，直接從電路圖產(chǎn)生EDIF文件、電路圖信號(hào)、PCB軌跡、Spice模型和信號(hào)集成模型等元器件集成庫(kù)。 雙面板示意圖 六層板示意圖對(duì)于PCB來(lái)說(shuō)，每一層都是由導(dǎo)線、過(guò)孔(VIA)和焊盤(PAD)組成的。我們通常見(jiàn)到的PCB板的顏色實(shí)際上就是阻焊油的顏色。這里簡(jiǎn)單介紹PCB板的結(jié)構(gòu)，便于讀者更好地認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)PCB板。圖45 功能單元選擇4． 連接線路原理圖線路連接接如圖46圖46 原理圖連線 設(shè)置元器件參數(shù)及仿真要求. 元器件參數(shù)設(shè)置參考附件元件清單. 仿真要求（1） 實(shí)現(xiàn)220V交流電通過(guò)電源電路向其他模塊電路供應(yīng)9v工作電壓。 3. 放置元器件 (1) 放置理想元件（如窗口43） 用鼠標(biāo)單擊元器件所在庫(kù)，即可打開(kāi)相應(yīng)的部件箱，其中背景為綠色的元件為理想元件。 (2) 設(shè)置柵格、頁(yè)邊緣和標(biāo)題欄的顯示狀態(tài)圖42中，顯示欄設(shè)置電路圖柵格、頁(yè)邊緣和標(biāo)題欄顯示狀態(tài)，點(diǎn)擊復(fù)選框打“214。⑷ 連接線路。 針對(duì)不同的用戶需要，Multisim 2001發(fā)行了多個(gè)版本，分為增強(qiáng)專業(yè)版（Power Porfessional）、專業(yè)版（Porfessional）、個(gè)人版（Personal）、教育版（Education）、學(xué)生版（Student）和演示版（Demo）等。 （4）Multisim 2001提供了非常豐富的分析功能，虛擬測(cè)試設(shè)備能提供快捷、簡(jiǎn)單的分析。第四章 Multisim軟件電路仿真 Multisim 2001 程序概論 簡(jiǎn)介從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路的分析與設(shè)計(jì)方法發(fā)生了重大變革，Pspice、EWB等一大批各具特色的優(yōu)秀電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件的出現(xiàn)，改變了一定量估算和電路實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)方法。2． DS2（SE303）是紅外發(fā)射電路中的紅外二極管，D2（PH302）為紅外接收電路中的紅外接收二極管，沒(méi)有人干手時(shí)，紅外接收電路中D2接收不到紅外發(fā)射電路通過(guò)NE555組成的多謝振蕩器使DS2向外發(fā)射一定頻率的紅外線，當(dāng)PH302未接收到光信號(hào)時(shí)相當(dāng)于，反向截止，電路從R7過(guò)，C3左端高電平，大概是8v。它在使用時(shí)要與電容連接，電容C1即可以減小整流后電壓的波動(dòng)，又有一只輸入端瞬態(tài)過(guò)電壓的作此只對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行聲明,DS2為紅外線發(fā)射，D2為紅外線接收，為防止在沒(méi)有人要洗手時(shí)D2對(duì)紅外線的吸收，在安裝時(shí)需要將DS2與D2并排朝下放置。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求組成電路的主要部分有555夠成的多諧振蕩器，—18V，放大電路與紅外發(fā)射管相配套光敏二極管PH302接收，其工作電壓為3V—18V，電磁閥9V—12V，由此可知，電源電壓應(yīng)為9V使電路正常工作。圖311 NE555單穩(wěn)觸發(fā)器4） 微分電路它和放大電路中的 RC耦合電路很相微分電路是脈沖電路中最常用的波形變換電路，似，見(jiàn)圖 5 。② Vin=1，GG2在正反饋的作用下，使電路狀態(tài)迅速變化Vout=VoH=1。輸出電平的變化滯后于輸入，形成回環(huán)。具體方法是在光源側(cè)使用發(fā)光二極管，在受光側(cè)使用光敏二極管，并將信號(hào)處理電路集成制作在一塊芯片上。（PH302）圖35 PH302光電元件特點(diǎn)是其高精度、高分辨率、大動(dòng)態(tài)范圍，利用光敏元件上的光電流隨光強(qiáng)變動(dòng)而變化這一現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)幾何增量，光電傳感器可廣泛地應(yīng)用于靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量及自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。故連上R5來(lái)限流，保護(hù)紅外線發(fā)光二極管。（a） 圖33 多諧振蕩器 （b）3）紅外線發(fā)射電路分析圖31是電路為紅外線發(fā)射電路，主要組成部分就是NE555構(gòu)成的多諧振蕩器和紅外線發(fā)射管SE303。 2）構(gòu)成多諧振蕩器圖3－3（a）為由555定時(shí)器和外接定時(shí)元件R、C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開(kāi)關(guān)狀態(tài)。其電路類型有雙極型和CMOS型兩大類，二者的結(jié)構(gòu)與工作原理類似。時(shí)間延遲電路的功能的利用單穩(wěn)態(tài)電路的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)干手機(jī)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)間的控制。 工作原理自動(dòng)干手機(jī)的工作原理只是采用一種紅外線控制的電子開(kāi)關(guān)，當(dāng)有人手伸過(guò)來(lái)時(shí)，紅外線開(kāi)關(guān)將電熱吹風(fēng)機(jī)自動(dòng)打開(kāi)，人離開(kāi)時(shí)又自動(dòng)將吹風(fēng)機(jī)關(guān)閉。反射式紅外傳感器（如圖21所示）。美、英、法、德、日、加拿大、以色列等西方發(fā)達(dá)國(guó)家都在競(jìng)相研制和生產(chǎn)先進(jìn)的紅外焦平面陣列攝像儀，其中美國(guó)在紅外焦平面陣列傳感器的發(fā)展水平方面處于遙遙領(lǐng)先地位，其焦平面陣列規(guī)模已達(dá)20482048元，已接近與可見(jiàn)光硅CCD攝像陣列水平。它可在強(qiáng)光下工作，給人們的生活帶來(lái)了極大的方便，已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，其廣泛用于家庭、商場(chǎng)、工廠、學(xué)校、餐廳等場(chǎng)所 。繼電器與三極管集電極相連，當(dāng)有電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)吸合，電磁閥通電，電路閉合，吹風(fēng)機(jī)吹出熱風(fēng)；當(dāng)無(wú)電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電磁閥不通電，電路斷開(kāi)，吹風(fēng)機(jī)不吹出熱風(fēng)。自動(dòng)干手電路是由紅外線發(fā)射電路，紅外線接收電路，時(shí)間延遲電路，吹風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)電路和電源電路五部分構(gòu)成的。在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。本設(shè)計(jì)滿足了人們對(duì)物質(zhì)的需求，又提高了科學(xué)性。第二章 方案設(shè)計(jì) 方案論證 干手器的構(gòu)成及傳感器控制干手器采用了反射式紅外傳感器。紅外線控制自動(dòng)水龍頭的控制過(guò)程是：當(dāng)人或物體靠近自動(dòng)水龍頭時(shí)，紅外發(fā)射光電管發(fā)出的紅外經(jīng)人和物體反射到紅外接收光電管。 工作方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成框圖，紅外線接收電路，時(shí)間延遲電路，自動(dòng)干手機(jī)開(kāi)關(guān)電路和電源電路五部分構(gòu)成的。接通電源9V，由U1及其外圍容阻元件構(gòu)成的多諧振蕩器通電工作，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管工作，將紅外信號(hào)調(diào)制發(fā)射出去。1) 555電路的工作原理555電路的內(nèi)部電路方框圖如圖32所示。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電通路。輸出信號(hào)的時(shí)間參數(shù)如式（321）（322）（323）T＝tw1+tw2 （311） tw1=(R1+R2)C （312） tw2= （313）555電路要求R1與R2均應(yīng)大于或等于1K,但R1＋。電源又通過(guò)RR6給C6充電，當(dāng)V2升到8V時(shí)，觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)CRU2:U2:2 、U2:3 U2: U2:RR9，反相放大后輸出低電平為1V。礙物，光就照不到光敏二極管上，電路處于偏置狀態(tài)，PN結(jié)截止，反向電流很小。它具有滯后特性的數(shù)字傳輸門，且受電源限制，可對(duì)輸入波形進(jìn)行變換和整形。在實(shí)際電路中信號(hào)傳送過(guò)程中，信號(hào)會(huì)受到干擾而失去原有的波形，利用施密特電路就可以得到想要的脈沖波形。（2） 吹風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)電路電動(dòng)機(jī)直接接在220V交流電上，不能直接用數(shù)字電路中的微電來(lái)控制，所以要用繼電器來(lái)控制。 電源電路圖313 電源電路，電路直接從220V電網(wǎng)供電，通過(guò)T變壓器電路，出來(lái)12V左右的交流電壓，經(jīng)過(guò)二極管橋式整流電路，輸出9v的直流電流，然后在經(jīng)過(guò)CC2完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3)整流濾波電路整流電路將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。穩(wěn)壓器一般包括單管穩(wěn)壓器和集成穩(wěn)壓器。Rb 兩端上的電壓（反映輸出電壓的大小的采樣電壓）與基準(zhǔn)電壓在誤差放大器中進(jìn)行比較和放大，產(chǎn)生誤差電壓，去控制調(diào)整管的工作狀態(tài)，從而穩(wěn)定輸出電壓。3． 由紅外接收電路輸出的觸發(fā)信號(hào)傳到延時(shí)電路后，通過(guò)延時(shí)電路中NE555外圍的延時(shí)電阻R11和延時(shí)電容C8使得NE555的輸出腳3輸出高電平，三極管導(dǎo)通，繼電器KT吸合，使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通電機(jī)Y 的220V 交流電源，Y 開(kāi)始動(dòng)作，同時(shí)發(fā)光二極管DS3 發(fā)出綠光，指示干手器正工作于吹出風(fēng)狀態(tài)。 （2）Multisim 2001的虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，有實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器等，還有實(shí)驗(yàn)室少有的儀器，如波特圖儀、失真儀、邏輯分析儀等。 （7）Multisim 2001的“子電路”功能很有特色，在復(fù)雜電子電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理而恰當(dāng)?shù)睦谩白与娐贰惫δ?。?新建電路文件。2. 原理圖設(shè)置圖42 原理圖設(shè)置(1) 設(shè)置圖紙大小選擇編輯(E）174。 (3) 設(shè)置電路圖選項(xiàng) 選擇Options174。 圖44 元件標(biāo)號(hào)修改對(duì)話框（2）放置實(shí)際元件用鼠標(biāo)單擊元器件中的實(shí)際元件，在其中選擇需要的標(biāo)稱值后單擊【OK】按鈕放置元件。圖411 紅外接收電路仿真電路（6）延時(shí)電路及電機(jī)電路的仿真（通過(guò)觀察發(fā)光二極管亮的時(shí)間得以確定仿真的實(shí)現(xiàn)）圖412 延時(shí)電路和電機(jī)工作電路仿真電路（7）整體電路仿真（如圖413）圖413 整體仿真電路第五章 PCB板設(shè)計(jì) 印刷電路板(PCB)簡(jiǎn)介 PCB簡(jiǎn)介印制電路板(Printed Circuit Board. PCB)亦稱為印制板，是電子產(chǎn)品中的基本部件，幾乎出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備中。通常是通過(guò)對(duì)基板進(jìn)行蝕刻來(lái)制作所需的PCB的。常見(jiàn)的多層板有四層板、六層板和八層板，現(xiàn)在已有超過(guò)100層的實(shí)用印制線路板了。 Protel DXP簡(jiǎn)介Protel DXP在前一版本Protel99 SE的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能。通過(guò)設(shè)計(jì)輸入仿真、PCB繪制編輯、拓?fù)渥詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)的融合，Protel DXP提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案。在這個(gè)過(guò)程中，可以借助Protel DXP提供的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)電路板的板面設(shè)計(jì)，完成高難度布線工作。裝載設(shè)計(jì)過(guò)程中所需元器件庫(kù)到當(dāng)前系統(tǒng)中，以便在繪圖時(shí)可以簡(jiǎn)單、快捷地查找和使用庫(kù)中的元器件，提高設(shè)計(jì)的工作效率。在裝載了合適的元器件庫(kù)以后，就可以在原理圖上放置元器件進(jìn)行繪圖工作了。用鼠標(biāo)單擊所選中的任一元器件，即可對(duì)選中的全部元器件進(jìn)行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、刪除、剪貼等等操作。電阻、電容、電感等元器件將其值標(biāo)注在Comment中，Parameters | Value不要選擇Visible。這些層起著不同的作用,這里首先介紹一下