项目九 电子猫的仿真设计与装配调试

项目九电子猫的仿真设计与装配调试一、目的与要求1．通过本产品完成EDA技术Multisim实践的全程训练。2．了解电子猫的电路构成、工作原理。3．掌握电子产品元器件检测、焊接、安装、调试的过程。二、项目器材

计算机及Mutisim仿真软件，万用表，直流稳压电源，1.5V电池3个，焊接工具，尖嘴钳，镊子，1M、150k、10k电阻各两个，4.7k电阻3个，100电阻1个，1μF/10V电解电容2个，10nF瓷介电容、47μF/10V电解电容、470μF/10V电解电容、220μF/10V电解电容各1个，1N4001二极管1个，1N4148稳压二极管1个，9014三极管（NPN）3只，9014D（NPN）、8050D（NPN）三极管各1只，555集成芯片1片，声敏传感器1个，红外接收管1个，磁敏传感器1个，屏蔽线15cm，热缩套管3cm，印刷线路板1块，外壳（含电动机）1个，连接线若干。三、基本知识1．原理电路图图S9.1电子猫的原理电路图2．555构成的单稳态触发器电路的工作原理（1）555定时器的结构及功能图S9.2555定时器的内部结构图及符号4复位RST2触发输入TR6阈值输入TH3输出OUT7放电三极管DIS0任意任意0导通1<1/3UCC<2/3UCC1截止1>1/3UCC<2/3UCC不变不变1>1/3UCC>2/3UCC0导通S9.1 555定时器的功能表（2）单稳态触发器的构成及工作原理

图S9.3555定时器构成的单稳态触发器

图S9.4555定时器构成的单稳态触发器的工作波形输出脉宽tW。

tW≈1.1RC3．电子猫Multisim的仿真设计

图S9.5为电子猫Multisim的仿真设计图。图S9.5电子猫的Multisim仿真设计图

在仿真设计中，由于Multisim元件库里没有9014及8050型号的三极管，故用性能参数均相近的2SC945和2N2222A来代替。

仿真电路图中所用的主要元件：电阻、电容和开关均在基本元件库中，三极管在晶体管库中，二极管在二极管库中，电源和地在信号源库中，555定时器在模数混合元件库中，灯泡在指示器件元件库中，光耦合器件在杂项元件库中。需要说明的是，光耦合器件4N25只用于仿真。

仿真时，为减少等待时间，可适当降低仿真电路中C5的值，如取C5=4.7μF。四、项目内容1．电子猫原理电路的仿真设计

用Multisim软件完成电子猫的原理电路图，仿真实现电路的功能。2．印刷电路板的安装（1）安装前检测所有的元器件：电阻值是否正确；三极管的极性、类型、β值；二极管的好坏、极性；电容是否漏电、极性；声敏传感器（麦克风）的极性及好坏。认识光敏三极管（红外接收管）和干簧管（舌簧开关）。（2）印制板的焊接：按照图S9.6所示的电子猫印制电路板的元器件位置，将全部元器件卧式焊接。3．整机的装配与调试

线路板中的M代表电动机，S代表麦克风（声控），R代表干簧管（磁控），I代表红外接收（光控），V代表电源。在连线之前，将机壳拆开（电动机不可拆），并保存好机壳与螺钉。（1）连接电机：机壳底部电动机负极与电池负极有一根连线，改装电路，将连在电池负极的一端焊下，改接至线路板的“M－”（电动机－），由电动机正端引一根线J1到印制电路板上的电动机“M＋”（电动机＋）。音乐芯片连接在电池负极的那一端改接至电动机负极，使其在猫行走的时候才发出叫声。（2）连接电源：由电池负极引一根线J2到印制板上的“电源－”（V－）。“电源＋”（V＋）与“电动机＋”（M＋）相连，不用单独再接。（3）连接磁控：干簧管没有极性，由印制板电路上的“磁控＋、－”（R＋、R－）引两根线J3、J4，分别搭焊在干簧管两引脚上，放在猫后部，紧贴机壳，以方便控制。图S9.6电子猫的印制电路板（4）连接红外接收管（白色）：由印制电路板上的“光控＋、－”（I＋、I－）引两根线J5、J6搭焊到红外接收管的两个管脚上，其中一条管脚套上热缩管，以免短路，防止打开开关后猫一直走个不停。红外接收管放在猫眼睛的一侧并固定住。注意：红外接收管的长脚为发射极E，短脚为集电极C，接收管的长脚应接在“I－”上。（5）连接声控：屏蔽线两头脱线，一端分正负（中间为正，外围为负）焊接到印制板上的“S＋、S－”，另一端分别贴焊在麦克风的两个焊点上，要注意极性，焊接时间不要过长，麦克风易坏。焊接完后麦克风安在猫的前胸。（6）简单测试：焊接完成，通电前检查元器件焊接及连线是否有误，防止短路而烧坏电动机发生危险。尤其要注意电源间是否短路，并注意电池极性。

通电测试，电路中各管静态工作点的参考值如表S9.2所示。名称型号静态参考电压（V）EBCQ1901400.54Q29014D00.63.6Q3901400.40.5Q49014004.5Q58050D004.5U15551脚：02脚