电子技术课程设计报告设计课题：台灯触摸开关
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台灯触摸开关电子技术课程设计报告
一、设计任务与要求
1、利用触摸方式控制电路的导通与闭合，实现电灯的亮与灭；利用继电器控制负载工作。

2、利用与非门来实现电路的功能；选择合适的电阻、电容三极管的器件；完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图；
3、撰写设计报告（包括调试总结报告）；
二、方案的设计与论证
本次设计共分两个方案，其中以方案二为主熟悉几种常用集成数字芯片，掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。

熟悉和掌握555时基电路的引脚和功能。

掌握三极管在数字电路和模拟电路中的应用和区别，选择合适的电阻、电容三极管的器件。

完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图。

培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

培养爱护公物的良好习惯。

方案一
本触摸式开关电路由降压整流、稳压电路和触发器控制电路等组成，触摸一下金属片A，即可将台灯点亮；再触摸一下金属片B，则灯熄灭。

它的电路如图所示。

方案二
本电路是一个由555时基电路组成的触摸式电子开关电路，它可用在家用电器的开关控制中，电路采用低压直流供电，工作灵敏可靠。

电路中，VD1将NE555的2脚钳位于高电平，VD2将6脚位于低电平。

当用手触摸S端子时，通过电容C1会使原来处于高电平的2脚跳变为低电平，R-S触发器发生翻转而置位，NE555的3脚输出高电平，继电器吸合，接通被控电路的工作电源（比如：K若控制灯，则灯路接通，燃亮。

以此类推）。

当用手触摸R端子时，通过电容C2会使原来处于低电平的6脚跳变为高电平，R-S触发器又被触发翻转而置位，输出端3脚变为低电平，继电器K断电释放，断开被控电路的电源。

三、单元电路的设计与参数计算
1、555集成电路
1.1 555集成电路内部图
555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555时基电路。

但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。

此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。

由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，
是模拟电路和数字电路的混合体。

1.2 555集成电路管脚
555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。

其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。

1.2(A)(B) 555集成电路管脚
1.3 555集成电路触发器功能
我们也可以把555集成电路成一个带放电开关的R-S触发器，如图3(a)所示，这个特殊的触发器有两个输入端：阈值端(TH)可看成是置零端R，要求高电平，触发端(TR)可看成是置位端S，要求低电平，有一个输出端Vo，Vo可等效成触发器的Q端，放电端(DIS)可看成是由内部放电开关控制的一个接点，由触
发器的Q端控制：Q=1时DIS端接地，Q=0时DIS端悬空。

另外还有复位端MR，控制电压端Vc，电源端VDD和地端GND。

这个特殊的触发器有两个特点：
(1)两个输入端的触发电平要求一高一低，置零端R即阈值端(TH)要求高电平，而置位端s即触发端(TR)则要求低电乎;
(2)两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同，当V c端不接控制电压时，对TH(R)端来讲，>2/3VDD是高电平1,<2/3VDD是低电平0：而对TR(S)端来讲，>1/3VDD是高电平1，<1/3VDD是低电平0。

如果在控制端(Vc)上控制电压Vc时，这时上触发电平就变成Vc值，下触发电平就变成1/2Vc 值，可见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。

它的功能表见图3(b)所示。

2 继电器
2.1 继电器概述
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

2.2 继电器工作原理
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

3 电容的概述
利用数字万用表也可观察电容器的充电过程，这实际上是以离散的数字量反映充电电压的变化情况。

设数字万用表的测量速率为n次/秒，则在观察电容器的充电过程中，每秒钟即可看到n个彼此独立且依次增大的读数。

根据数字万用表的这一显示特点，可以检测电容器的好坏和估测电容量的大小。

下面介绍的是使用数字万用表电阻档检测电容器的方法，对于未设置电容档的仪表很有实用价值。

此方法适用于测量0.1μF～几千微法的大容量电容器。

将数字万用表拨至合适的电阻档，红表笔和黑表笔分别接触被测电容器Cx 的两极，这时显示值将从“000”开始逐渐增加，直至显示溢出符号“1”。

若始终显示“000”，说明电容器内部短路；若始终显示溢出，则可能时电容器内部极间开路，也可能时所选择的电阻档不合适。

检查电解电容器时需要注意，红表笔（带正电）接电容器正极，黑表笔接电容器负极。

四、总体电路图及元件清单
1、原理图
总体电路图2、元件清单
表1 元器件及元件参数
五、电路组装与调试
元器件安装时采用电烙铁手工焊接方法将元件按电路图焊接，安装时应注意：本设计中的照明电路，整流电路，指示灯，延时电路以及触发电路中的元件都应合理布局。

六、性能测试与分析
避免焊接时交叉短路以及确保电路板美观程度。

焊接时不要直接焊接芯片，注意锡的用量、确保焊点光滑整洁，节约资源以及焊接时间不要太长，以免烧坏元器件。

在电路组装过程中，遇到的最大问题是，当时设计时考虑不周全，芯片分布不够合理，出现了许多特长线，不但影响布线速度，而且也给后来的调试带来不必要的麻烦。

其次是布线，因为要求不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，下了不少的功夫。

七、结论与心得
这次的数字电子课程设计，给了我一次温习书本的机会，对加深理解书本上的理论知识有了很大的帮助。

整个课程设计需要我们独立自主设计电路，焊接电路，找出问题，解决问题，让我们在实践中合理运用理论知识，用理论联系实际的思路思考问题，提高了独立的思考问题和解决问题的能力。

并且掌握与巩固了
一些电工最基本的技能要求，还了解元器件的工作原理与工作坏境，熟悉他们的内部结构，对以后更好地掌握电子知识打下良好的基础。

通过这次课程设计，使我: 1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识；2．了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；3.熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计；4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。

这次的课程设计还培养了我团队协作精神，大家在一起有什么问题一起讨论，一起解决，比一个人单干好多了，让我以后有足够的勇气去迎接更大的困难与挑战，是一次非常难得的学习经历。

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资料. 八、参考文献
[1] 陈有卿.新颖实用分立组件电子制作138例.人民邮电出
版社.2001
[2] 陈有卿. 555时基电路原理、设计与应用.电子工业出版社. 2007
[3] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第四版).高等教育。