楼道触摸延时开关电路设计

触摸延时开关设计

1、设计目的

（1）掌握电路工作原理。

（2）熟悉继电器的选择和使用。

（3）熟悉Protel 软件的使用。

2、设计任务

（1）设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。

（2）开关的延时时间约 1 分钟左右。

3、设计要求

（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用PROTEL 电路设计软件）；

（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；

（3）进行PCB（印制电路板）设计（用PROTEI N电路设计软件）;

（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。

4、参考资料

（1）毕满清主编. 电子技术实验与课程设计. 北京：机械工业出版社，2005

（2）胡奕涛主编.电子技术实践教程.北京：北京邮电大学出版社，2007

（3）苏文平，等编著. 电子技术实践与制作教程. 北京：国防工业出版社，2007

（4）康华光主编.电子技术基础:模拟部分. 北京:高等教育出版社,1988

楼道触摸延时开关电路设计

目录

一、设计任务及要求 (1)

1.1 设计任务 (1)

1.2 设计要求 (1)

二、设计作用、目的 (1)

三、设计的具体实现 (1)

3.1 桥式整流电路原理 (1)

3.2 555 定时的工作原理和应用 (3)

3.3 继电器的工作原理和特性 (4)

3.4 稳压管的作用 (5)

3.5 三极管的作用 (6)

3.6 整体系统概述 (6)

3.7 PCB 制作过程概述 (10)

四、心得体会及建议 (10)

五、附录 (12)

六、参考文献 (14)

一、设计任务及要求

1.1 设计任务

（1）设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。

（2）开关的延时时间约1 分钟左右。

1.2 设计要求

（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图

（运用PROTE电路设计软件）；

（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；

（3）进行PCB（印制电路板）设计（用PROTE等电路设计软件）;

二、设计作用、目的

延时开关设计可以很方便的解决多点控制走廊触摸延时开关电路的设计。实验的目的是了解到电路从设计到焊接调试等过程，加强对电路的了解，熟悉各个元件的操作及其的资料，并学会应用。

三设计的具体实现

1、桥式整流电路原理

（1）. 单相桥式整流电路的组成

图3-1单相桥式整流电路

(2)工作原理

设变压器副边电压u2, 2U 2sin t , U2为其有效值。

由图3-1可看出，电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压U 2的正半周内，二极管D1、D 3导通，D 2、D 4截止，在负载RL上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反，D1、D 3截止，D 2、D 4导通，流过负载RL的电流方向与正半周一致。因此，利用变压器的一个副边绕组和四个二极管，使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和

电流。

如图3-2所示为单相桥式整流电路各部分的电压和电流的波形。

图3-2桥式整流电路电流、电压波形

2、555定时器的工作原理和应用

1) 555定时器的工作原理

555定时器的电路如图所示。它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。

Vcc V Q Vn %。

)CB555

GND V(2 V o R D

III 12J 13J UJ

图3-3 555定时器

1脚一GND接地脚，2脚一TL,低电平触发端，3脚一Q,电路的输出端，4脚—/RD,

复位端，低电平有效，5脚一V_C,电压控制端，6脚一TH,阈值输入端，7 脚一DIS，放电端，8脚一VCC,电源电压端，其电压范围为：3〜18V。

555定时器的电路如图所示。它由三个阻值为5k?的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。

u11和u12分别为6端和2端的输入电压。当u11>, u12>时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，即=0, =1，基本RS触发器被置0,晶体管T导通，输出端u0为低电平。当u11<2/3Vcc, u12<1/3Vcc时，C1输出为高电平，C2 输出为低电平，=1, =0,基本RS触发器被置1,晶体管T截止，输出端u0为高电平。当u11<2/3Vcc, u12>1/3Vcc 时，基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。

3、继电器的工作原理和特性

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），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。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”。

4、稳压管的作用

稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管，其V-A特性曲线与普通二极管相似，但反向击穿曲线比较陡。稳压二极管工作于反向击穿区，由于它在电路中与适当电阴配合后能起到稳定电压的作用，故称为稳压管。稳压管反向

电压在一定范围内变化时，反向电流很小。当反向电压增高到击穿电压时，反向电流突然增大，稳压管从而反向击穿，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压的变化却相当小，利用这一特性，因此稳压管在电路中起到了稳压的作用。

稳压管与其普通二极管不同之处在于反向击穿是可逆性的。当去掉反向电压稳压管又恢复正常，但如果反向电流超过允许范围，二极管将会发热击穿，所以，与其配合