【正文】 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 22 附錄 。 最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時刻充滿信心和勇氣，克服成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 其次 要感謝大學(xué)四年來所有的 授課 老師，為我們打下 電子 專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和謙和的為人給我留下了深刻的印象。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對所學(xué)專業(yè)有了更深一步的了解，而且學(xué)會了如何把所學(xué)的專業(yè)應(yīng)用到實際的生活河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 20 中，因為在這次設(shè)計中，每個同學(xué)的題目不同，所以每個人的設(shè)計內(nèi)容不同，是我學(xué)會了如何獨(dú)自完成任務(wù)，克服困難，這對以后的學(xué)習(xí)，工作，生活都有很大的幫助。 本課題軟件和硬件相結(jié)合，我負(fù)責(zé)硬件部分的設(shè)計，在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，我的理論和實踐水平都有了較大的提 高。 D 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入短路時，給輸出電容器 C2 一個放電通路，防止C2兩端電壓作用于調(diào)整管的 be結(jié)，造成調(diào)整管的 be結(jié)擊穿而損壞。最后分別通過 5V， 12V， 12V的穩(wěn)壓模塊 LM7805， LM7812和 LM7912得出穩(wěn)定的電壓值。 單片機(jī)通過接收到的信號的變化，從而控制 口的發(fā)光二極管，起到報警的作用。在開始一段范圍使 LC發(fā)生諧振，反向輸入端輸入電壓為 0，通過電壓 圖 6 LC震蕩電路 比較，輸出為高電平。在圖中運(yùn) 放構(gòu)成的電壓比較器，加上限幅措施，起到過壓保護(hù)的作用，防止 強(qiáng)的輸出信號或干擾有可能損壞某個部件 ，同時提高響應(yīng)速度。符合本設(shè)計的要求。放大倍數(shù)降低。 穩(wěn)幅過程 RC 正弦波振蕩電路的穩(wěn)幅作用是靠熱敏電阻實現(xiàn)的。 222222111 j1)j/1//()j/1( CRRCRZCRZ ??? ????? 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 17 反饋系數(shù)2121 13 ( )ZFZZ j w c R w c R??? ?? 令 0 1w Rc? 即0013 ( )F wwj ww? ?? 幅頻特性 ?.F20022122121221 )(31)1()1(1?????? ????? ?? CRCRCCRR 相頻特性 3a rc t g11a rc t g0012211221F??????? ????????CCRRCRCR 當(dāng) 0ww? 時， max 13FF?? 此時 RC10 ?? ， RCf ?2 10 ? 當(dāng) f=f0 時的反饋系數(shù) ?.F13 ，且與頻率 f0 的大小無關(guān)，此時的相角 ?F=0?。 振蕩條件是 ..FA =1 幅度平衡條件 ? ..FA ?=1 相位平衡條件 ?AF = ?A+?F = ?2n? RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電路如圖所示。正弦波振蕩器的名稱一般由選頻網(wǎng)絡(luò)來命名。為了獲得單一頻率的正弦波輸出，應(yīng)該有選頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)往往和正反饋網(wǎng)絡(luò)或放大電路合而為一。如果正反饋量大，則增幅，輸出幅 圖 5 RC正弦波振蕩電路 度越來越大，最后由三極管的非線性限幅，這必然產(chǎn)生非線性失真。在 RC 震蕩中電路中為了產(chǎn)生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩電路的最主要部分。當(dāng)正反饋增強(qiáng)，以致凈輸入為負(fù)的輸入時，即為負(fù)的 AF*輸入時，即 AF=1 時，即使輸入端不加輸入信號，輸出端也會產(chǎn)生輸出信號，電路產(chǎn)生自激震蕩，這時電 路會失去正常的放大作用。可能在某一頻率下， AF 的附加相移達(dá)到 180 度。 A， F是頻率的函數(shù)，它們 的幅值和相位都會隨頻率而變化。引入負(fù)反饋后，放大電路的凈輸入信號將減小，因此，,2 18 0 , 0 , 1 , 2. .. .( A F )a f a fnn? ? ? ??? ? ? ? 分 別 是 ， 的 相 位 角。 電流的模達(dá)到最大值，即 I=I0=US/R0 ， I0 稱為諧振電流。電路的諧振頻率則為 X=1/2π√LC 諧振時電路的特性 ： 振阻抗 Z0為純電阻，其值為最小，即 Z0=R。此時我們就說電路發(fā)生了諧振。該電路的輸入阻抗 X=ωL 1/ωC 。所以，對諧振電路的研究，無論是從利用方面，或是從限制其危害方面來看，都有重要意義。在電子和無線電工程中，經(jīng)常要從許多電信號中選取出我們所需要的電信號，而同時把我們不需要的電信號加以抑制 或濾出，為此就需要有一個選擇電路，即諧振電路。從能量看：電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化。從能量看：磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化。 放電完畢（充電開始）：電場能為零，磁場能達(dá)到最大，回路中感應(yīng)電流達(dá)到最大。 LC 振蕩電路在發(fā)生電磁振蕩時不向外界空間輻射電磁波，是嚴(yán)格意義上的閉合電路， LC電路內(nèi)部只發(fā)生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉(zhuǎn)化，即便是電容器內(nèi)產(chǎn)生的變化電場，線圈內(nèi)產(chǎn)生的變化磁場也沒有按 麥克斯韋 的電磁場理論激發(fā)相應(yīng)的磁場和電場，向周圍空間輻射電磁波。 LC振蕩電路物理模型的滿足條件 ： 整個電路的電阻 R=0（包括線圈、導(dǎo)線），從能量角度看沒有其它形式的能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，即熱損耗為零。設(shè)基極的瞬間電壓極性為正。 LC振蕩電路工作原理 ： 開機(jī)瞬間產(chǎn)生的電 擾動經(jīng)三極管 V組成的 放大器 放大，然后由 LC 選頻回路從眾多的頻率中選出諧振頻率 F0。 LC 振蕩電路運(yùn)用了電容跟電感的儲能特性，讓電磁兩種能量交替轉(zhuǎn)化，也就是說電能跟磁能都會有一個最大最小值，也就有了振蕩。 LC振蕩電路主要用來產(chǎn)生高頻正弦波信號，電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)由 電感 和 電容 組成。 圖 4 D/A轉(zhuǎn)換電路 水位報警電路 LC 震蕩電路的介紹 LC振 蕩電路，是指用電感 L、電容 C組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路，用于產(chǎn)生高頻正弦波信號，常見的 LC 正弦波振蕩電路有變壓器反饋式 LC 振蕩電路、電感三點(diǎn)式 LC 振蕩電路和電容三點(diǎn)式 LC 振蕩電路。 如圖， 1引腳和 2引腳控制 0832進(jìn)行讀數(shù)據(jù)操作，進(jìn)行讀入數(shù)據(jù)后，由輸出端輸出，由于 VREF 參考電壓為 5V，所以第一個運(yùn)算放大器的輸出電壓在 0~5V 之間，因 為加濕器最高可用 12V的電壓，所以需要對輸出電壓進(jìn)過反向放大，得到與之符號相反的電壓。第一個運(yùn)放的輸出電壓 Vout 之值等于 Iout1 與 Rfb 之積， Vout 的極性與 DAC0832 的基準(zhǔn)電壓 VREF河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 13 極性相反。使用運(yùn)算放大器，可以將 DAC0832的電流輸出線性地轉(zhuǎn)換成電壓輸出。通過查找資料HA012為符合條件的霧化器。10% 霧 化 片 16 由于 DAC0832的輸出為直流，所以可以選擇直流霧化器的一種。 VREF 基準(zhǔn)電壓輸入線， VREF范圍為－ 10V~+10V。 Rfb 反饋信號輸入線，改變 Rfb 端外接電容器值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度。 Iout1 電流輸出線，當(dāng)輸入為全 1時 Iout1最大。 /XFER 數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效。 /WR1 輸入鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖有效 (脈寬應(yīng)大于 500ns)。 ILE 數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效。河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 12 LE=“1” ， Q輸出跟隨 D輸入， /LE=“0” ， D端輸入數(shù)據(jù)被鎖存。 而更重要的是能夠在多個轉(zhuǎn)換器同時工作時，同時輸出模擬量。它可以直接和單片機(jī) CPU 相接口。 D/A 轉(zhuǎn)換電路 概念： D/A轉(zhuǎn)換為 把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為信息基本相同 的模擬信號而設(shè)計的處理過程。 RS端和E端分別與單片機(jī)的 和 。由于我們只對液晶進(jìn)行寫液晶指令和數(shù)據(jù)，而不進(jìn)行對液晶的讀操作，所以 R/W（ 5 腳）應(yīng)接低電平，即接地。 1602液晶主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。 第 15腳：背光源正極。 第 6腳： E端 為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。 第 3腳： V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K的電位器調(diào)整對比度。 1602 的介紹 1602引腳說明 ： 第 1腳： VSS為地電源。類似的命名還有 1286 1926 19212 320240等，根據(jù)客戶需要，廠家可以設(shè)計出任意數(shù)組合的點(diǎn)陣液晶。比如：1602的意思是每行顯示 16個字符，一共可以顯示兩行；類似的命名還有 080 0801601等，這類液晶通常都是字符型液晶，即只能顯示 ASCII碼字符，如數(shù)字、大小寫字母、各種符號等。為敘述簡便，通常把各種液晶顯示器都直接叫做液晶。 LCD 顯示模塊 液晶概述 液晶（ Liquid Crystal） 是一種高分子材料，因為其特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)特性，20世紀(jì)中葉開始廣泛應(yīng)用在輕薄型顯示器上。 表 1 相對濕度與電壓頻率的典型值 %RH 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hz 7351 7224 7100 6976 6853 6728 6600 6468 6330 6186 6033 輸出電壓頻率與濕度關(guān)系為： )*4 4 0 3 1 *0 1 1 4 1 *9 3 6 8 1 0 3 ()55()( 38263 RHRHRHf o u tRHf o u t ??? ?????其中， fout(55)是指在 55%RH 的典型濕度值時的 電壓輸出頻率值，在 25℃下，該值為河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計 10 6660Hz。 圖 3 濕度檢測電路 該振蕩電路輸出的方波的頻率 fout=1/(R1+2R2)C ㏑ 2 根據(jù) HS1101使用手冊，該振蕩電路輸出的方波頻率范圍是 6033～ 7351Hz,所對應(yīng)的相對濕度為 100～ 0%R。對于 TLC555， R4取 909k,R2取 576k。由于不同型號的 555 的溫度效應(yīng)不同，所以 R4 必須與相應(yīng)型號的 555 芯片相匹配。 R4 是做內(nèi)部溫度補(bǔ)償，引入溫度效應(yīng)，使它與 HS1101 的溫度效應(yīng)相匹配。電源電壓工作范圍是 ++12V，本系統(tǒng)采用 +5V。此電路為典型的 555 非穩(wěn)態(tài)電路。本系統(tǒng)采用 555振蕩電路的形式。與其它濕度傳感器相比，它有著顯著的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 無須校驗的完全互換性 （ 2） 長期飽和狀態(tài)，瞬間脫濕 （ 3） 適應(yīng)自動裝配過程，包括波峰、焊接、回流焊等 （ 4） 具有高可靠性和長期穩(wěn)定性 （ 5） 特有的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu) （ 6） 響應(yīng)時間快 （ 7） 適用于現(xiàn)行電壓輸出和線形頻率輸出兩種電路 HS1101濕度傳感器在電路構(gòu)成上等效于一個電容器件，采用側(cè)面開放式封裝，只有兩個引腳，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大，但不允許直流方式供電。 通常對濕度傳感器有下列要求：在各種氣體環(huán)境下穩(wěn)定性好，響應(yīng)時間短，壽命長，有互換性，耐污染和受溫度