【正文】 ............................................................26 PCB 封裝 ............................................................26 電路仿真 ...........................................................27 原件列表 ...........................................................27 3 心得體會(huì) .....................................................28 4 參考文獻(xiàn) .....................................................29 武漢理工大學(xué)《小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 3 前言 此課題包含兩個(gè)設(shè)計(jì)題目， 有害氣體的檢測(cè)與抽排電路設(shè)計(jì) 和機(jī)器人行走電路設(shè)計(jì)。第一個(gè)設(shè)計(jì)的題目為有害氣 體的檢測(cè)與抽排電路設(shè)計(jì) ，在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用很廣，可以運(yùn)用在礦井以及家庭中，檢測(cè)各種有害氣體，及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，告知有關(guān)人員進(jìn)行相應(yīng)的撤離。第二個(gè)設(shè)計(jì)題目是機(jī)器人行走電路設(shè)計(jì)，當(dāng)今社會(huì)科技 日益發(fā)展，機(jī)器人代替人類進(jìn)行各種作業(yè)，輔助人類完成一些簡(jiǎn)單的任務(wù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。 兩個(gè)設(shè)計(jì)都可以用我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，仿真。實(shí)驗(yàn)主要以 Altium Designer 及PROTEUS 兩個(gè)軟件作為技術(shù)支持，來實(shí)現(xiàn)原理圖的繪制， PCB 的封裝設(shè)計(jì)以及電路的仿真。 武漢理工大學(xué)《小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 4 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 1. 題目 ： 有害氣體檢測(cè)與抽排電路設(shè)計(jì) 應(yīng)用氣體傳感器，檢測(cè)到煤氣泄漏或其他有害氣體意外排放時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)抽排系統(tǒng)，以保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。 ： 機(jī)器人行走電路設(shè)計(jì) 任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)能前進(jìn)、后退的機(jī)器人行走控制電路。 2)機(jī)器人行走動(dòng)力只能使用干電池，不能使用動(dòng)力電源。 4）對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真 初始條件： 1. 實(shí)驗(yàn)室提供萬用表、信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、示波器等設(shè)備。 3. 主要參考文獻(xiàn) 1) 《新編電子電路大全》 第 4 卷 中國(guó)計(jì)量出版社 組編 2) 《傳感器及其應(yīng)用電路》 何希才 編著 電子工業(yè)出版社 3) 《電力電子變流技術(shù)》 黃俊 王兆安 編 機(jī)械工業(yè)出版社 4) 《集成電路速查手冊(cè)》 王新賢 主編 山東科學(xué)技術(shù)出版社 武漢理工大學(xué)《小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 5 5) 《集成電路速查大全》 尹雪飛 陳克安 編 西安電子科技大學(xué)出版社 6) 《晶體二極管手冊(cè)》 各種版本皆可 7) 《晶體三極管手冊(cè)》 各種版本皆可 要求完成的主要任務(wù)： 課程 設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí) 每個(gè)學(xué)生 要交一份按統(tǒng)一格式要求 撰 寫的課程設(shè)計(jì)說明書 ，并裝訂成冊(cè) 。 說明書中除個(gè)人簽名外，其它文字、符號(hào)、圖形或表格一律用計(jì)算機(jī)打印。 獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，杜絕相互抄襲現(xiàn)象發(fā)生。 6 月 24 日上午，指導(dǎo)教師講授課程設(shè)計(jì)的有關(guān)基本知識(shí)等； 6 月 24 日下午 —— 7 月 1 日學(xué)生設(shè)計(jì)； 7 月 2 日 —— 7 月 3 日教師質(zhì)疑，學(xué)生答辯； 7 月 4 日 —— 7 月 5 日課程設(shè)計(jì)打印裝訂。 (2)抽排完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)回到實(shí)時(shí)檢測(cè)狀態(tài)。 設(shè)計(jì)意義 廠礦工作和日常生活中經(jīng)常發(fā)生煤氣或者其他有毒氣體泄漏的事故，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的危害。本人運(yùn)用所學(xué)的電子技術(shù)知識(shí)，聯(lián)系實(shí)際，設(shè)計(jì)出一套有毒氣體的檢測(cè)電路，可以在有毒氣體超標(biāo)時(shí)及 時(shí)抽排出有害氣體，使人們的生命健康有一個(gè)保障。 第一種是采用 220v 交流電源，經(jīng)過變壓、整流與穩(wěn)壓為 各部分電路供電。當(dāng)有害氣體濃度升高，通過氣敏電阻 阻 值變化來控制繼電器的閉合，從而來控制聲光報(bào)警與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路工作，對(duì)與聲光報(bào)警電路采用 555 定時(shí)器，通過 555 定時(shí)器連接 SPEAKER 和 LAMP 燈進(jìn)行聲光報(bào)警。同時(shí)將芯片的第三管腳借到氣敏電阻一端，通過感知其輸出電平高低來驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲，使之在有害氣體濃度超標(biāo)時(shí)出現(xiàn)聲報(bào)警。 綜上所述：由方案對(duì)比可以看出，方案一簡(jiǎn)捷 ，易于實(shí)現(xiàn)。電源變壓器將交流網(wǎng) 220v 電壓變化后通過整流電路將交流電壓變成脈動(dòng)的直流電壓。但是這樣的電壓還隨著電網(wǎng)電壓波動(dòng)（一般有 10%左右的波動(dòng)）、負(fù)載和溫度的變化而變化。 檢測(cè) 模塊分析 武漢理工大學(xué)《小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 11 圖 檢測(cè) 模塊圖 如圖 所示，我們已經(jīng)知道氣敏傳感器的特性是通過某氣體濃度的改變來改變本身電阻，為了方便我們用滑動(dòng)變阻器 RV1 來等效代替氣敏傳感器，當(dāng)空氣中的有害氣體濃度不大時(shí)， RV1 的阻值很大，使得比較器正向輸 入的電壓小于負(fù)向輸入電壓， 由于默認(rèn)負(fù)向電壓為零， 運(yùn)放輸出的為“低電平”，繼電器不工作。圖中的 RV2 為可調(diào)的，這使得 使聲光報(bào)警及風(fēng)扇抽排電路可以在有害氣體不同濃度下工作，即用氣敏傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體不同濃度的測(cè)量。當(dāng)風(fēng)扇工作到一定程度，使得抽排后空氣中有害氣體的濃度小于臨界值，繼電器不工作，風(fēng)扇電路斷開，風(fēng)扇不工作。當(dāng)脈沖為“低電平”時(shí) LAMP 燈和揚(yáng)聲器都不工作。 所用芯片及原理說明 555 定時(shí)器 圖 555計(jì)時(shí)器圖 武漢理工大學(xué)《小型智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書 13 如圖 所示是由 555 組成的多諧振蕩器工作。當(dāng) VC下降到（ 1/3） VCC時(shí)，觸發(fā)器