1、核 工 業(yè) 成 都 機(jī) 電 學(xué) 校 實(shí) 訓(xùn) 教 案班級(jí)授課時(shí)期授課時(shí)數(shù)實(shí)習(xí)課題紅外倒車(chē)?yán)走_(dá)課題內(nèi)容紅外倒車(chē)?yán)走_(dá)教學(xué)目的1、了解紅外對(duì)射的工作原理；2、學(xué)會(huì)識(shí)讀紅外電路原理圖、安裝圖；3、掌握紅外電路安裝工藝；4、整機(jī)的調(diào)試與測(cè)試。教學(xué)重點(diǎn)1、紅外倒車(chē)?yán)走_(dá)的工作原理；2、運(yùn)算放大器的使用。教學(xué)難點(diǎn)1、 紅外倒車(chē)?yán)走_(dá)的工作原理；2、 運(yùn)算放大器的使用。其他（如課時(shí)分配、工件圖、典型程序等）；1、講解理論知識(shí)（80分鐘）2、操作演示（80分鐘）3、學(xué)生訓(xùn)練（360分鐘）實(shí)習(xí)前準(zhǔn)備材料：紅外倒車(chē)?yán)走_(dá)套件、電線工具：電烙鐵、鑷子、剝線鉗、斜口鉗、萬(wàn)用表組織教學(xué)查穿戴，清點(diǎn)人數(shù)、發(fā)放工具講解提要1、講解接

2、紅外倒車(chē)?yán)走_(dá)的原理圖、分析它的工作原理2、運(yùn)算放大器的介紹演示內(nèi)容1、 原理圖2、 運(yùn)算放大器3、 焊接巡回指導(dǎo)內(nèi)容1、 指導(dǎo)學(xué)生正確規(guī)范操作2、 回答學(xué)生提出的各種問(wèn)題結(jié)束指導(dǎo)1、 總結(jié)本節(jié)課的實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)2、 操作時(shí)的注意事項(xiàng)3、 回收工具教學(xué)環(huán)節(jié)教 學(xué) 內(nèi) 容一、復(fù)習(xí)舊課二、講授新課三、示范操作四、學(xué)生練習(xí)五、實(shí)習(xí)日記1、焊接的重點(diǎn)；電路使用紅外發(fā)射管和紅外接收管作為傳感器件，電路的核心元件包括NE555和運(yùn)放LM324。NE555構(gòu)成多諧振振蕩電路發(fā)射紅外波信號(hào)，LM324主要用來(lái)放大紅外接收信號(hào)和構(gòu)成電壓比較器電路，發(fā)光二極管用來(lái)指示倒車(chē)距離范圍。1、畫(huà)紅外倒車(chē)?yán)走_(dá)的原理圖（1）標(biāo)出元器

3、件的名稱(chēng)2、電路核心元件介紹（1）紅外發(fā)射和接收管紅外發(fā)射管也稱(chēng)紅外線發(fā)射二極管，屬于二極管類(lèi)。它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成近紅外光（不可見(jiàn)光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光電開(kāi)關(guān)及遙控發(fā)射電路中。紅外線發(fā)射管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹(shù)脂封裝。紅外接收管就是將光信號(hào)（不可見(jiàn)光）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)一般是接收、放大、解調(diào)一體頭，紅外信號(hào)經(jīng)接收管解調(diào)后，數(shù)據(jù) “0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時(shí)間長(zhǎng)短或信號(hào)周期上，單片機(jī)解碼時(shí)，通常將接收頭輸出腳連接到單片機(jī)的

4、外部中斷，結(jié)合定時(shí)器判斷外部中斷間隔的時(shí)間從而獲取數(shù)據(jù)。重點(diǎn)是找到數(shù)據(jù)“0”與“1”間的波形差別。（2）集成電路NE555555集成電路是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。因此555集成塊被廣泛應(yīng)用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制等方面。 圖1-2 555集成電路引腳排列和實(shí)物圖 （1）接地GND：地線，通常被連接到電路共同接地。 （2）觸發(fā)TRIGGER：這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3 Vcc，下緣

5、須低于1/3 Vcc 。 （3）輸出OUTPUT：當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200mA 。 （4）重置RESET：一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位，它通常被接到正電源或忽略不用。 （5）控制CONTROL VOLTAGE：這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器在振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。 （6）重置鎖定THRESHOLD：重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從

6、1/3Vcc電壓以下移至2/3Vcc以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。 （7）放電DISCHARGE：和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為L(zhǎng)OW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。 （8）電源Vcc:這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5+16。 555集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器 ，電路的前半部分由555組成的多揩振蕩器，具體電路圖如圖所示，為方便分析電路工作過(guò)程，圖展示555集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖1-3 555多諧振蕩電路 圖1-4 多諧振蕩波形圖用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖6-9-3所示，圖6-9-4為工作波

7、形圖。圖6-9-3首先將定時(shí)器2、6腳相接而構(gòu)成施密特形式，再通過(guò)7腳接入R1、R2、C1充放電回路。充電回路為R1、R2、C,放電回路為C1、R2、放電管TD（集成塊內(nèi)部，充放電電壓uc的閥值電平為2/3VCC和1/3VCC,在定時(shí)器的輸出端3腳得到矩形波振蕩周期為：T0.7(R1+2R2)C。（3）集成運(yùn)算放大器LM324LM324系列器件帶有差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的

8、必要性。每一組運(yùn)算放大器可用圖1所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324具有以下特點(diǎn)：短路保護(hù)輸出；真差動(dòng)輸入級(jí)；可單電源工作：3V-32V；低偏置電流：最大100mA；每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器；具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ埽还材７秶鷶U(kuò)展到負(fù)電源。 圖1-5 LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 3、元器件清單元件序列參數(shù)元件序列參數(shù)元件序列參數(shù)C11uFR41kR142

9、00C21uFR51kR1530kC310uFR61kR1630kC40.1uFR71kR181kC5100uFR81kR1910kC647uFR9200D5發(fā)光二極管C720pFR101k5D6發(fā)光二極管D11N4148R12200D7發(fā)光二極管D21N4148R13200U1LM324NR11kRP150kU2NE555R210kRP220kD3紅外發(fā)射管R310kD4紅外接收管4、電路安裝工藝要求1）、電路安裝、元件焊接請(qǐng)嚴(yán)格按照元件清單表2）、元件安裝、焊接請(qǐng)遵照從小到大，從低到高的原則來(lái)進(jìn)行。3）、電阻插裝焊接，電阻元件較多，要區(qū)別不同阻值的電阻，不要相互混淆，色環(huán)朝向保持一致，緊貼電路板插裝焊接。4）、有極性元件如電解電容，焊接前請(qǐng)先判斷極性，確認(rèn)無(wú)誤后再焊接。5）、紅外發(fā)射管、紅外接收管在焊接前請(qǐng)先判斷自身極性，確認(rèn)無(wú)誤后再焊接。6）、雙列直插式集成塊，先焊接底座，再安裝集成塊。5、電路調(diào)試測(cè)量1.電路安裝完成后,檢查電路安裝無(wú)誤后,接通9V電源,觀察電路有無(wú)異樣(如元件發(fā)熱等)。如果正常,使用調(diào)試工具調(diào)整電路相關(guān)元件。2.Rp1調(diào)節(jié)反射距離，Rp2調(diào)節(jié)靈敏度，可以嘗試30cm一盞燈亮，20cm二盞燈亮，10cm三盞燈