【正文】 它未 按動(dòng)的不發(fā)光，改按另一鍵時(shí)，對(duì)應(yīng)輸出轉(zhuǎn)移至另一路，原輸出端指示熄滅，即各路輸出具有互鎖存關(guān)系。 接收電路為 四位非鎖存遙控開關(guān)電路，如圖 13，在 TWH9238 的四位數(shù)據(jù)輸出端接入四只三 極管及繼電器，即可方便組成四位非鎖存遙控開關(guān)。 TWH9238 － A B C D I。 三基色原理 ： ① 三種基色相互獨(dú)立，即任意基色不能用其他兩種基色混合得到。 ③ 三基色的混合比例，決定了混合色的色到和飽和度。 變色燈制作方案 變色燈是由紅 (R)、綠 (G)、藍(lán) (B)三基色 的色源燈 組成的。 若紅 光燈和 綠光 燈 同時(shí)亮 點(diǎn)時(shí)，紅綠兩種光混合成黃色。三種基色 燈 分別本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 點(diǎn)亮兩個(gè) 燈 時(shí)，它可以發(fā)出黃 、 紫 、 青色 (如紅 、 藍(lán)兩 燈 點(diǎn)亮?xí)r發(fā)出紫色光 )；若紅 、 綠 、 藍(lán)三種 燈 同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r ， 它會(huì)產(chǎn)生白光 。 14 遙控變色燈的 變色原理 無線電遙控器的制作原理 無線遙控技術(shù)與無線遙控系統(tǒng) 無線遙控是指實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)的非接觸遙遠(yuǎn)控制，在工業(yè)控制、航 空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。無線遙控與紅外遙控、聲控相比較，具有無線遙控覆蓋范圍寬，控制距離遠(yuǎn)，穿透力強(qiáng)等特點(diǎn) 。在廠房公用設(shè)施方面 、 工業(yè)中 、建筑和道路修建以及農(nóng)業(yè)方面也可通過無線遙控系統(tǒng)使工作能夠更加順利地進(jìn)行。 無線遙控系統(tǒng)的種類和分類方法很多，主要幾種方法有： (1) 按傳輸控制指令信 號(hào)的載體分為：無線電遙控、紅外線遙控、 超聲波 遙控 。 (3) 按傳輸通道數(shù)分為：?jiǎn)瓮ǖ篮投嗤ǖ肋b控 。 (5) 按指令信號(hào)對(duì)被控目標(biāo)的控制技術(shù)分 ：開關(guān)型 和 比例型遙控。 發(fā)射器一般由指令鍵、指令編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射電路等幾部分組成。 接收器一般由接收電路、放大電路、解調(diào)電路、指令譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行電路幾部分組 成。解調(diào)電 路將 已 調(diào) 指令 編碼解調(diào)下來，即還原為編碼信號(hào)。 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 主要元器件的功用介紹 晶閘管的分類與特性 晶閘管 在本設(shè)計(jì)中起控制燈泡開關(guān)的作用。能在高電業(yè)、民 壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制，故又稱為可控硅。 晶閘管的優(yōu)點(diǎn)很多 ,例如 :以小功率控制大功率 ,功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬倍 ， 反應(yīng)極快 ,在微秒級(jí)內(nèi)開通、關(guān)斷 。 所以 它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件 。 （ 2） 按引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。其中金屬封裝晶閘管又分為螺栓型、平板性、園殼型等多種；塑料晶閘管又分為帶散熱型和不帶散熱型兩種。通常，大功率晶閘管采用金屬殼封裝，而中、小功率晶閘 管則多采用塑料封裝或陶瓷封裝 。 它是由四層半導(dǎo)體材料組成的，有三個(gè) PN 結(jié)，對(duì)外有三個(gè)電極 (圖 21)：第一層 P 型半導(dǎo)體引出的電極叫陽極 A，第三層 P 型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極 G，第四層 N 型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極 K。 單向可控硅 看作由一個(gè) PNP 管和一個(gè) NPN 管所組成 （圖 22）， 當(dāng)陽極 A 加上正向電壓時(shí)， BG1 和 BG2 管均處于放大狀態(tài)。因?yàn)?BG2 的集電極直接與 BG1 的基極相連，所以ib1=ic2。這個(gè)電流又 流回到 BG2 的基極，表成正反饋，使 ib2不斷增大，如此正向 反 饋循環(huán)的結(jié)果，兩個(gè)管子的電流劇增，可控硅使飽和導(dǎo)通 。由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)，所以它具有開關(guān)特性，這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化 。 它是一種能夠控制交流輸出電壓的元件，通過控制交流電源在可控硅元件中流過時(shí)的導(dǎo)通角的大小來控制輸出電壓， 其英文名稱 TRIAC 即三端雙向交流開關(guān)之意。 盡管從形式上可將雙向晶閘管看成兩只普通晶閘管的組合，但實(shí)際上它是由 7 只晶體管和多只電阻構(gòu)成的功率集成器件。 它屬于 NPNPN 五 層器件，三個(gè)電極分別是 T T G。表示，不再劃分成陽極或陰極。反之，當(dāng) G 極和 T2 極相對(duì)于 T1 的電壓均為負(fù)時(shí)， T1 變成陽極， T2 為陰極。雙向可控硅實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)反并聯(lián)的單向可控硅，是有NPNPN 五層半導(dǎo)體形成四個(gè) PN 結(jié)構(gòu)成、有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件。雙向可控硅的主要缺點(diǎn)是承受電壓上升率的能力較低。 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 23 雙向晶閘管結(jié)構(gòu)圖 光電耦合器 4N32 光電耦 合器 在本設(shè)計(jì)中起信號(hào)耦合和高低壓隔離的作用。 通常的光電耦合器由于它的非線性，因此在模擬電路中的應(yīng)用只限于對(duì)較 高頻率 的小信號(hào)的隔離傳送。 光耦 可以替代繼電器、變壓器、斬波器等器件，廣泛應(yīng)用弱電電隔離、開關(guān)、數(shù)據(jù)傳送、邏輯轉(zhuǎn)換、長(zhǎng)距離傳送信號(hào)、過電 流保護(hù)、高壓控制、線性放大及電平匹配等電路。 光電耦合 器的工作原理 光電耦合器 由紅外發(fā)光二極管作為發(fā)光源，光敏晶體管作為受光器。 光電耦合 器的主要性能特點(diǎn) 光電耦合 器 4N32 屬于非線性光耦，它采用 達(dá)林頓輸出 結(jié)構(gòu)，它 的主要 性能 特點(diǎn) 如下 ： （ 1） 能夠有效抑制接地回路的噪音，消除地干擾，是信號(hào)現(xiàn)場(chǎng) 與主控制端在電器上完全 隔離 ，避免了主控系統(tǒng)受到意外損傷。 （ 3） 開關(guān)速度快，高速光電耦合器得響應(yīng)速度達(dá)到 ns 數(shù)量級(jí)，極大的擴(kuò)展了光電耦合器在數(shù)字信號(hào)處理器中的應(yīng)用。 （ 5）可替代變壓器隔離，不會(huì)因觸點(diǎn)跳動(dòng)而產(chǎn)生尖峰噪音，且抗震動(dòng)和抗沖擊能力強(qiáng)。 單結(jié)晶體管 BT33 有一個(gè) PN 結(jié)和三個(gè)電極，即一個(gè)發(fā)射極和二個(gè)基極，所以又叫雙基極 二極管 。 圖 24 BT33 的符號(hào)和外形 單結(jié)晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu) （如圖 25） ：在一塊高阻率的 N 型硅片兩端，引出 兩個(gè)接觸電極，分別叫第一基極 B1 和第二基極 B2， 并在 PN 的 P 型本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 半導(dǎo)體 上引出電極 E，叫 做 發(fā)射極。 PN 結(jié)的作用相當(dāng)于一個(gè)二極管。 用萬用表測(cè) 單結(jié)晶體管的阻值，第一基極 B1 和第二基極 B2 之間的正反 電阻 均一樣 為正常， 否則該單結(jié)晶體管性能不好。 當(dāng) B1— B2 間加電源 時(shí) ，且發(fā)射極開路時(shí)，A 點(diǎn)電位及基極 B2 的電 位 ： VA=[rb2/(rb1+rb2)]vbb=(rb2/rbb)vbb=ηVbb Ibc=Vbb/rbb 圖 25 單結(jié)晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 式中 η 稱為單結(jié)晶體管的分壓比，其數(shù)值與管子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般在～ 之間 ，如發(fā)射極電壓 VE由零逐漸增加，就可測(cè)得單結(jié)晶體 管的伏安特性，如圖 26。 當(dāng) Ve≥η Vbb+VD 時(shí)， VD 為二極管正向壓降（約為 伏）， PN結(jié)正向?qū)ǎ?Ie 顯著增加， rb1 阻值迅速減小， Ve 相應(yīng)下降，這種電壓隨電流增加反而下降的特性，稱為負(fù)阻特性。 Ip 是正向漏電流，它是使單結(jié)晶體管導(dǎo)通所需的最小電流，顯然 Vp=ηVbb。 過了 V 點(diǎn)后，發(fā)射極與第一基極間半導(dǎo)體內(nèi)的載流子達(dá)到了飽和狀態(tài)，所以 uc 繼續(xù)增加時(shí)， ie 便緩慢地上升，顯然 Vv是維持單結(jié)晶體管導(dǎo)通的最小發(fā)射極電壓，如果 Ve＜ Vv，管子重新截止。它的開關(guān)特性具有很高的溫度穩(wěn)定性，基本上不隨溫 度而變化。 圖 27 所示為單結(jié)晶體管組成的振蕩電路。上述過程循環(huán)往返，只有當(dāng)斷 電時(shí)才會(huì)停止，因而產(chǎn)生振蕩。 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 27 振蕩電路圖 圖 28 電壓的波形圖 二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器 CD4520 CD4520 是本設(shè)計(jì)中心控制電路的核心元器件之一。 否則沒辦法工作 。兩個(gè)時(shí)鐘輸入端： CLOCK、 ENABLE。巧妙地利用 CLOCK端和 ENABLE 端，還可作為數(shù)字頻率計(jì)的計(jì)數(shù)門。 Q4～Q1 為 BCD 碼輸出端，可輸出 1 編碼的數(shù)據(jù)。為保證計(jì)數(shù)可靠，要求時(shí)鐘信號(hào)的沿口陡直。當(dāng) CP1 來到時(shí)，觸發(fā)器 T1 置1，計(jì)數(shù)狀態(tài)是 0001。當(dāng) CP3 來到時(shí)， T1 置 1， T2 不變，計(jì)數(shù)狀態(tài)變成 0011。? CP8 來到時(shí)， T4置 1，T T T3 均置 0，輸出為 1000。當(dāng)CLOCK 16 來 到時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)又恢復(fù)成 0000。 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 雙向觸發(fā)二極管 雙向觸發(fā) 二極管 亦稱二端交流器件（ DIAC ）， 屬三層結(jié)構(gòu)，具有對(duì)稱性的二端半導(dǎo)體器件。 圖 215（ a） 是它的構(gòu)造示意圖。因此完全可用二只 NPN 晶體管 如圖 215（ d） 連接來替代。當(dāng)器件兩端所加電壓 U 低于正向轉(zhuǎn)折電壓 V（ B0）時(shí)，器件呈高阻態(tài)。同樣當(dāng) U 大于反向轉(zhuǎn)折電壓 V（ BR）時(shí)，管子同樣能進(jìn)入負(fù)阻區(qū)。雙向觸發(fā)二極管的正向轉(zhuǎn)折電壓值一般有三個(gè)等級(jí)： 2060V、 100150V、 200250V。檢測(cè)它的好壞，并能提供大于 250V 的直流電壓的電源，檢測(cè)時(shí)通過管子的電流不要大于是5mA。如沒有，可用兆歐表按圖 217所示進(jìn)行測(cè)量（正、反各一次），電壓大的一次 V（ BR）。 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 3 章 基本的電路模塊設(shè)計(jì) 音樂節(jié)奏控制模塊的設(shè)計(jì) 該模塊主要有滑動(dòng)變阻器 bt3 901 9014 等組成，其 電路圖如圖31 所示。 R5 與 C3 決定振蕩器的振蕩頻率。 R6 在此保證產(chǎn)生脈沖時(shí)間比較穩(wěn)定。 中心控制部分電路可分為色彩控制和亮度控制兩部分，色彩控制部分由遙控器上的按鈕 A 和 C 來實(shí)現(xiàn)，亮度控制部分由遙控器上的按鈕 B 來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)按下 D 時(shí) ， 關(guān)閉所有功能。在遙控器或在音樂節(jié)奏控制下進(jìn)行同步加法計(jì)數(shù) 。 別按 00 0 01 100、 10 1 11 000 狀態(tài)輸出。音樂強(qiáng)度可改變單結(jié)管震蕩頻率，使變色的節(jié)奏根據(jù)音樂強(qiáng)度自動(dòng)不停的變換，呈現(xiàn)出美輪美奐的效果。 從而呈現(xiàn)出所有顏色。 亮度控制部分 當(dāng)按 下 按鈕 B， IC1C 打開，計(jì)數(shù)器 IC2B 打 開，從而開始計(jì)數(shù)。 電源控制部分 遙控電路的電源供給分兩類，即干電池供電和交流電源供電。而交流電源供電由于不受容量的限制且價(jià)格便宜，是一種廣泛應(yīng)用的電源。 流、電容器濾波后向電路供電。有些要求較高的直流電源，還需增設(shè)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 集成穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，以取得紋波較小的高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器、整流濾波電路以及穩(wěn)壓電路所組成，如圖 33 所示。 音樂信號(hào)由麥克風(fēng) MIC 拾取，經(jīng) T1 放大后再由電解電容 C2 濾波后獲 得控制電壓，對(duì)自激振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)音樂強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，自激振蕩器的振蕩頻率不斷發(fā)生變化，并以脈沖信號(hào)的形式輸出到控制器 CD4011。當(dāng)計(jì)數(shù)輸出端為“ 1”，即高電平時(shí)與之相連的三極管和光電耦合器導(dǎo)通，光耦產(chǎn)生的電流經(jīng)過雙向二極管給相應(yīng)的雙向可控硅一個(gè)觸發(fā)電流使之導(dǎo)通，與雙向可控硅相連的燈泡在220V 交流電的作用下接通發(fā)光。 當(dāng)按下 C 按鈕 時(shí)： 與遙控器對(duì)應(yīng)的接收電路上的 C 端收到控制信號(hào)， C 端呈現(xiàn)高電平，在按下 C 鍵的同時(shí)， IO 端發(fā)出一個(gè)高電平， IO 端高電平和 C 端的高電平經(jīng)過 IC1B 后變成低電平，觸發(fā) IC2A 的 ENABLE 端， IC2A 開始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)輸出端為“ 1”，即高電平時(shí)與之相連的三極管和光電耦合器導(dǎo)通，光耦產(chǎn)生的電流經(jīng)過雙向二極管給相應(yīng)的雙向可控硅一個(gè)觸發(fā)電流使之導(dǎo)通，與雙向 可控硅相連的燈泡在 220V 交流電的作用下接通發(fā)光。每按一下 C 鍵，燈泡都以一種固定的顏色發(fā)光。 當(dāng)按下 D 按鈕 時(shí)： 遙控器對(duì)應(yīng)的接收電路上的 D 端收到控制信號(hào)， D 端呈現(xiàn)高電平，觸發(fā) IC2A 和 IC2B 的復(fù)位端， IC2A 和 IC2B 停止計(jì)數(shù)，與之對(duì)應(yīng)的三極管、光耦截止，雙向可控硅不能導(dǎo)通，燈泡都熄滅。變壓器將電網(wǎng) 220V 電壓變?yōu)?+9V 電壓， 經(jīng)二極管橋式整流后為 7～ 8V 的電壓送入7806 的輸入端，電容 C8 用來實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，防止穩(wěn)壓器 7806 產(chǎn)生高頻自激和抑制電路引入的高頻干擾， C7 是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。也有 用 惰性氣體在電極作用下 實(shí)現(xiàn)變色。 第 三 種方式采用超高亮 LED 在單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)變色，若使用的 LED 數(shù)目太少，則亮度不夠，使用 LED 的數(shù)目太多，則成本太高 。 本設(shè)計(jì)還采用 四通道微波編碼遙控器，不需要將遙控器對(duì)準(zhǔn)接收機(jī)，甚至在不同的房間里也可以隔墻控制，與傳統(tǒng)的采用 紅外遙控裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光控制相比較， 使用比較方便。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我充分了解到了自己所學(xué)的知識(shí)是有限的，所學(xué)知識(shí)還不夠豐富，在老師和 同學(xué)們的悉心幫助下，雖然我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，但是我深知設(shè)計(jì)中仍有許多不足之處，希望老師們提出寶貴意見。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我獲得了豐富的理論知識(shí)，并在設(shè)計(jì)過程中，翻閱了大量的科技文獻(xiàn)，針對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的