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电子控制系统设计及应用(开环)
加试
开环电子控制系统的设计和应用
1.简单实用电路的安装与调试 简单的开环电子控制系统
2.开环电子控制系统的设计与安装
倘若电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影 响,也就是被控量的变化不会引起控制量的改变,即没 有反馈,这种电子控制系统叫做开环电子控制系统。
开环电子控制系统的基本方框图
信息
输入
控制(处理)
小试验
试验目的: 调试JN6201集成音乐电路。 试验准备: JN6201音乐集成电路板1块,晶体三极管3DG130A 1只, 240kΩ电阻1只,电池2节,按钮开关4只。 试验过程: (1)对元器件逐一进行质量检测。 (2)按左图中电路原理图和印制电路板正确插装元件 进行焊接。 (3)检查无虚焊和搭焊后,装入电池。 (4)接通电源,分别按动SW1、SW2、SW3、SW4, 分辨扬声器中播放的乐曲及其播放的程序。 (5)分别按动SW1、SW2、SW3、SW4,分辨扬声器 中播放的乐曲及其播放的程序。 (6)自己设计一个按动按钮的程序,验证乐曲播放的 规律。
+ -
+
K2 IC 9300 -
IC 9300
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-
设计方案B
(1)根据前面小试验中的“安装和调试一个多谐振荡器”,在输出端接上无源 蜂鸣器,即可成为门铃电路。
(2)选择两组不同的R和C的值,制作能发出不同声音的门铃。 (3)同方案A(3)
设计方案C
使用本节中JN6201音乐集成电路,在输入端I1和输入端I2接两只按钮开关,输出 端O1接一个晶体三极管后再接一个扬声器,如下图所示:
简易电子闹钟的电路
二、开环电子控制系统的设计与安装
开环电子控制系统的基本方框图
信息
输入
控制(处理)
输出
被控对象
光信号 控制电路 继电器 电机 转动
JN6201集成电路调试
• JN6201音乐集成电路内部有微处理器和多个多谐振 荡器,这些多谐 振荡器有不同的频率,通过程序控 制,JN6201音乐集成电路可以产生四首不同的乐曲。
设计方案
设计方案A
(1)挑选两个发出不同声音的音乐集成电路作为控制(处理)部分 (2)根据本书第一章第一节练习中“电子控制报警器模型”,将干簧管改为按钮开 关,即可成为门铃电路 (3)安装两组电子门铃控制系统,并根据大小和小孩不同的身高和手的长度,在门 框的适当位置安装两只按钮开关
K1
IC 9300
张大伯的邻居李斌同学得知这一情况后,根据所学的电子控 制的相关知识,围绕帮助解决大人和小孩都能使用方便的电子门 铃这一问题展开了设计及应用活动
【设计要求】 (1)一个电子门铃控制系统。 (2)人和小孩都能方便地使用, (3)能辨別是大人还记小孩在按动门铃。 【设计分析】 (1)可选开环电子控制系统,它的被控量是“声音”,被控对象 是扬声器。 (2)设置两个输人端.安装两个按钮开关,这样可以分别供身 高不同的大人和小孩方便使用。 (3)控制(处理〉部分可以使用电子电路作为控制核心。
多谐振荡器:能自动产生周期性脉冲的自激振荡器,常用 来作为脉冲信号源。脉冲的周期由电路中的电容C和电阻R 确定。
存储器:由触发器或其他存储元件构成 的存储阵列,用 来存放数据和指令。
计数器:能统计时间脉冲数的组件,在电子控制系统中 可用来实现顺序控制、定时或延时等。
小试验
试验目的: 安装和调试一个多谐振荡器 试验准备: 5V电源,电阻4只(共2种电阻值,大小在300~800 Ω之间), 电容4只(2种电容量,大小在0.1~10 μ F之间),开关,示波 器,无源蜂鸣器,电路试验板,CT74LS00 1只。 试验过程: (1)安装电路 ①R1=R2,C1=C2. CT74LS00的引脚图参照第三章第三节小资 料。 ②检测各个元器件的质量 ③按照左图所示在电路试验板上搭接电路 (2)调试电路 ①在输出端A接示波器,观察并记录波形和周期。 ②在输出端A接无源蜂鸣器,听声音。 ③更换两只电阻,重复前两个步骤① ②。 ④更换两只电容,重复前两个步骤① ②。 试验记录: 记录1____________________ 记录2____________________ 试验总结: 试验过程中你所听到的声音有无变化?为什么?
注意:不可同时按两个或两个以上的开关,输入的触发 电压不能低于1.2V。 试验记录: (1)JN6201集成电路内存放了__首不同的乐曲。 (2)先后按动不同的按钮,从__输出口输出__乐曲。 试验总结
案例分析:电子门铃的设计及其应用
张大伯有一个刚上小学一年级的小孙子明明,每次回家时总要 敲门,有时大伯大妈在屋里面没听见,常常急得他在门外啼哭。
具有不同频率的多谐振荡器的组合可发出音乐声,如由555集成定时器组成 的简易电子琴。
555集成定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,555定 时器含有两个电压比较器C1和C2,一个由"与非"门组成的基本R-S触发器,一个放 电晶体管T以及由三个5KΩ电阻组成的分压器.
555除了可以用于组成多谐振荡器外,还可以组成单稳态触发器和定时器等,用 途比较广泛.
课标要求:
1.能用数字集成电路等安装简单的实用电路,并 进行调试 2.能应用实用电路设计和安装开环电子控制系统
教学要求:
1.理解简单开环电子控制系统的工作原理 2.能设计、安装简单的开环电子控制系统,并进行调试 3.会分析和解决安装过程中出现的常见问题
考试要求:
考试内容
考核要求 考试属性
开环电子控制系统的设计和应用 (1)简单开环电子控制系统的工作原 b 理 (2)简单的开环电子控制系统设计、 c 安装与调试 (3)安装过程中常见问题的分析和解 c 决
安装调试 对三个方案进行比较,由于方案C电路简单, 只要一个控制(处理)部分和一个扬声器, 所以选用方案C。 (1)按照电路图准备元器件,并检测各个 元器件的质量。 (2)根据电路图安装电路。 (3)检查焊接中是否有虚假焊点。 (4)接通电路,检查电子门铃控制系统是 否正常工作。 (5)根据设计要求,在门框的不同高度处 安装控对象
输入量
控制器
执行器
被控对象 输出量
开、闭环控制系统
VCC 5.0V
R3 2.2kΩ R1 5kΩ
R4 10kΩ
R2 5kΩ 0 % Key=A
Q1 2N2222A
K1 EDR201A05
R5 510Ω
LED1
+ V1 5V
-
一、简单实用电路的安装与调试
常见的实用电路有: 多谐振荡电路、触发电路、存储器和计数器等。