第五章第一节，开环电子控制系统的设计和应用课件

课件26张PPT。第五章 电子控制系统的设计和应用第一节 开环电子控制系统的设计和应用
　　电子控制系统是通过控制器实现的。如电子调光系统，灯泡是被控对象，灯光的亮度是被控量，我们通过控制器（调光电子电路）对灯泡进行控制，实现灯光亮度的调节。 　　以电子技术为核心的控制系统叫做电子控制系统。在这个系统中，有电阻、电感、电容等元件和二极管、三极管、集成电路等电子元件，它们相互作用、相互依赖，形成一个整体，以实现控制的目的。回顾---电子控制系统 电子控制系统一般可分为输入、控制（处理）和输出三个基本的组成部分。用方框图表示如下： 电子控制系统的组成方框图信息　　输入部分：由各种传感器组成，输入信息可以有各种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数的变化。 　　控制（处理）部分：一般由具有各种控制功能的电子电路（或微处理器）组成。它的作用相当于人的大脑，对送入的电信号进行比较、分析和处理并发出指令。 　　输出部分：由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成。输出信号可以是位移，如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等，也可以是声音、光等，如扬声器中发出的音乐声。输出部分相当于人的手和足，它的作用是执行处理部分的指令，进行某种操作，实现某种功能。 电子控制系统的工作过程如图所示：输入:采集信息并转化为电信号控制（处理）:分析、比较和处理电信号并发出命令输出:
执行命令被控对象信息　一、简单实用电路的安装与调试 常见的实用电路有很多，如多谐振荡电路、触发电路、存储器和计数器等。该类电路有各种不同的电子元件组成，有电阻、电容、二极管和三极管等等 。不同的实用电路可以实现不同的功能。
这些实用电路具有通用性强、电路稳定性好的特点。电阻器 电容器 二极管 三极管 小试验 多谐振荡器的安装和调试 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300Ω～800Ω之间），电容4只（共2种电容量，大小在0.1μF～10μF之间），开关示波器，无源蜂鸣器，电路试验板，CT74LS00 1只。 脉冲的周期由电路中的电容C和电阻R确定。多谐振荡器是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。具有不同频率的多谐振荡器的组合可发出音乐声，如简易电子琴就是利用多谐振荡器作为脉冲信号源发声的。多谐振荡器还可用于集成电路中，在一定的程序控制下发出音乐声。集成电路中未使用的引脚不能悬空，根据需要应接地或接电源。二、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。 第一节　开环电子控制系统的设计和应用交通灯（视频）：红绿灯信号时间是预先设定的， 运算器（控制器）不考虑交通实际情况的变化，按预先的设定，操纵各路口红绿灯的“亮”、“灭”，以控制路口的交通状况。 例如自动门（视频）：下一时刻门是否打开与前一时刻门是否打开没有联系。开环电子控制系统公园音乐喷泉自动控制系统
十字路口的红绿灯定时控制系统
家用窗帘自动控制系统
楼道自动声控灯装置
宾馆自动门控制系统
宾馆火灾自动报警系统
宾馆自动叫醒服务系统
公共汽车车门开关控制系统
普通全自动洗衣机控制系统
可调光台灯控制系统
宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统　　JN6201音乐集成电路的内部有微处理器和很多个多谐振荡器，这些多谐振荡器具有不同的频率。它共有4个输入端口和4个输出端口，它们所对应的引脚如图所示： JN6201集成电路的调试 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，240 kΩ电阻1只，扬声器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)按下图中电路原理图和印制电路板正确插装元件并进行焊接。
(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SW3、SW2、SW4、SW1，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。
注意：不可同时按两个或两个以上开关，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：

JN6201内存放了4首不同的乐曲。O1不同先后按动不同输入口按钮，在输出口14先后播放与各输入口相对应的乐曲。小试验
输入端：1，2，3，4
输出端：9（继电器）、10（发光二极管）、11（扬声器）、14（扬声器）音乐集成电路的知识拓展 音乐集成电路是一种大规模的CMOS集成电路。使用音乐集成电路，通过简单的外接电路即可获得简单的乐曲、语音或是各种模拟的声响。音乐集成电路价格便宜，电路结构简单，工作稳定可靠，耗电省，所以用途广泛；在音乐门铃、音乐贺年卡、音乐报时钟、电话振铃电路中都可见它的踪影。 音乐集成电路内部结构框图大致如下： 电子门铃的设计及其应用设计要求：
（1）安装一个电子门铃控制系统。
（2）大人和小孩都能方便的使用。
（3）能够辨别是大人还是小孩在按动门铃。 　　设计分析：
（1）可以选择开环电子控制系统，它的被控量是“声音”，被控对象是扬声器。
（2）可以设置两个输入端，安装两个按钮开关，这样就可以分别供身高不同的大人和小孩方便地使用。
（3）控制（处理）部分可以使用电子电路作为控制核心。 第一节　开环电子控制系统的设计和应用总结设计和安装开环电子控制系统的一般步骤如下： （1）依据设计要求进行分析，确定被控量和被控对象。
（2）根据开环控制系统方框图，选择恰当的传感器，确定控制（处理）部分使用的实用电路和元器件，选择合适的执行部件。第一节　开环电子控制系统的设计和应用（3）参照相关资料，在输入、控制（处理）和输出部分之间分别选择合适的接口电路，设计或改进原有的电路。
（4）检测元器件或实用电路的质量。
（5）安装电路，放置元器件，不要错接、虚焊，要注意对未使用的引脚的处理，注意接地。
（6）调试电路，检测触发电压的大小。