课程设计【简易航标灯】报告书
航标灯说明书
航标灯说明书----be665626-7163-11ec-8c97-7cb59b590d7d
产品用途：该产品为白色闪光太阳能灯具，该灯具设置在内河河道两侧，可发出缓变
的全向白色闪光，可起到标示内河航道的方向、界限与碍航物、揭示有关航道信息的作用，为船舶航行指出安全、经济的航道，是船舶在内河安全航行的重要助航设施。
产品执行标准：《助航设备通用技术条件》JT/t761-2022、《内河助航设备》
gb5863-93
①该产品所用光学透镜为我公司自主开发的发明专利产品，
申请发明专利号为：ZL[1**************]5.0。
②该产品光源采用6颗osram超高亮led，使用寿命可达十万小时以上，配合我司自
行研发的专利光学透镜，光学效果好，光源转换效率高，额定功率仅为0.15w,节能效果明显。
③ 本产品的散热及结构件均采用轻质铝合金，散热效果好，结构轻巧，重量轻
1kg，体积小，重量轻，方便运输和安装。
④ 电池采用世界上最先进的锂电池，容量大，重量轻，使用寿命三年以上，大大降
低了用户的运输成本和维护成本。
充满电后，可在雨中连续工作12天以上。
产品使用安装示意图(安装尺寸)。
航标灯实验20091050146院睿智
实验报告课程名称：PIC单片机实验任课教师：周燕实验名称：航标灯年级、专业：09级电子信息科学与技术学号：20091050146姓名：院睿智日期：2012 年 5 月11 日云南大学信息学院一、实验目的1.熟悉TMR1模块的内部结构和工作过程，了解其中每一位相关设置项的功能含义。
2.了解电路原理图，掌握航标灯控制线的连接方法；3.练习先编写流程图，再编写程序代码的能力，练习程序代码片段的功能测试；4.进一步熟练掌握集成开发环境的使用方法；二、实验内容利用外接的低频晶体振荡器T1作为TMR1时钟源,完成高精度的定时任务，实现航标灯每间隔半秒，定时闪烁。
三、实验步骤和过程记录步骤：1.在PIC板子上将跳线器用跳线器将JP_RD的第0位与LED0短接2.在MPLAB上新建工程和文件，编写程序，并调试3.运行观察结果，并将程序烧到板子里脱机运行4.运行程序，查看LED 的的情况。
问题：此次程序中出现的主要是问题是体的转换，因为用到的几个特殊寄存器要在体1和体0之间转换好几次，刚开始还只是转了一次体，所以导致错误，更改后程序正常运行四、主要算法与程序#include p16f877a.incw_temp EQU 20Hstatus_temp EQU 21Hpch_temp EQU 22HCOUNT EQU 23HCOUNT1 EQU 24HCOUNT2 EQU 25HPORTD_TEMP EQU 26HCOUNT3 EQU 27HORG 00HNOPGOTO MAINORG 0004H ;中断入口地址MOVWF w_tempMOVF STATUS,wCLRF STATUSMOVWF status_tempMOVF PCLATH,WMOVWF pch_tempGOTO INTTMR1MAINORG 20HBCF STATUS,RP1BSF STATUS,RP0 ;转到体1CLRF TRISD ;设置PORTD口为输出BCF STATUS,RP0 ;转到体0MOVLW 0EHMOVWF T1CON ;TMR1配置为对外计数模式，使用T1自带振荡器，不使用预分频和同步电路BSF STATUS,RP0 ;转到体1BSF PIE1,TMR1IE ;允许TMR1中断BSF INTCON,GIE ;开启全局中断BSF INTCON,PEIE ;开启外设中断BCF STATUS,RP0 ;转到体0BCF PIR1,TMR1IFMOVLW 00HADDWF TMR1L,fMOVLW 0C0HADDWF TMR1H,f ;设定TMR1定时半秒初值为0xC0h，低位可用默认值00，只需送入高位TMR1HCLRF PORTDBSF T1CON,TMR1ONGOTO $INTTMR1BTFSS PIR1,TMR1IFGOTO RECOVERBCF PIR1,TMR1IFMOVLW 0C0HADDWF TMR1H,fBTFSC PORTD,0GOTO CRL_PORTD0GOTO SET_PORTD0CRL_PORTD0BCF PORTD,0GOTO RECOVERSET_PORTD0BSF PORTD,0GOTO RECOVERRECOVERCLRF STATUSMOVF pch_temp,wMOVWF PCLATHMOVF status_temp,wMOVWF STATUSSWAPF w_temp,fSWAPF w_temp,wRETFIE;******************************************************************** *************************************END五、实验结果与分析本次实验用TMR1的计数空能，可以对LED0进行0。
灯具设计项目实训报告
一、实训背景随着我国经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，对于家居环境的要求也越来越高。
灯具作为家居环境的重要组成部分，其设计在满足基本照明功能的基础上，还需注重美观、节能、环保等方面。
为了提高自身设计能力，培养创新意识，我参加了灯具设计项目实训。
二、实训目标1. 掌握灯具设计的基本原理和方法；2. 熟悉灯具材料的选用及加工工艺；3. 培养创新思维和团队协作能力；4. 提高设计作品的实用性和美观性。
三、实训内容1. 灯具设计基础知识在实训过程中，我们学习了灯具设计的基本原理，包括照明原理、光学原理、热力学原理等。
同时，了解了灯具的分类、结构、功能、材料等方面的知识。
2. 灯具设计软件应用实训期间，我们学习了灯具设计软件，如SketchUp、Photoshop、3ds Max等，掌握了灯具三维建模、渲染、后期处理等技能。
3. 灯具设计实践在实训老师的指导下，我们进行了灯具设计实践。
以下为部分实训作品：（1）LED台灯设计该台灯采用LED光源，节能环保。
设计理念为简约时尚，采用铝合金材质，表面喷漆处理，具有耐腐蚀、耐磨、美观等特点。
灯罩采用亚克力材质，透光性好，光线柔和。
（2）太阳能户外照明灯设计该照明灯采用太阳能电池板作为电源，节能环保。
设计理念为实用美观，采用不锈钢材质，表面喷砂处理，具有耐腐蚀、耐磨、耐用等特点。
灯罩采用透明亚克力材质，透光性好，光线柔和。
（3）壁灯设计该壁灯采用LED光源，节能环保。
设计理念为简约大方，采用铝合金材质，表面喷漆处理，具有耐腐蚀、耐磨、美观等特点。
灯罩采用玻璃材质，透光性好，光线柔和。
4. 团队协作在实训过程中，我们分组进行灯具设计，共同完成设计任务。
通过团队协作，提高了我们的沟通能力、协作能力和解决问题的能力。
四、实训成果1. 完成了灯具设计作品，具备了一定的设计能力；2. 掌握了灯具设计软件的应用技巧；3. 提高了创新思维和团队协作能力；4. 对灯具行业有了更深入的了解。
河道导航灯的课程设计
河道导航灯的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解河道导航灯的基本原理及其在航海中的作用；2. 学生掌握河道导航灯的颜色、闪烁频率等基本知识；3. 学生了解我国内河航道导航灯的相关规定。
技能目标：1. 学生能够分析河道导航灯的设置原则，进行简单的导航灯设计；2. 学生通过实际操作，学会使用河道导航灯进行船舶导航；3. 学生能够运用所学知识，解释现实生活中河道导航灯的使用情况。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对航海安全的关注，增强安全意识；2. 激发学生对水利工程和航海事业的兴趣，培养探索精神；3. 增强学生的国家意识，了解我国内河航道导航灯的国情。
课程性质分析：本课程为自然科学领域，涉及物理、地理等学科知识。
通过学习河道导航灯，让学生了解科学知识在实际生活中的应用。
学生特点分析：六年级学生具有较强的观察力、思维能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。
教学要求：1. 结合学生特点，注重理论知识与实践操作相结合；2. 创设情境，激发学生学习兴趣，引导学生主动参与；3. 注重培养学生的安全意识，将知识应用于实际生活。
二、教学内容1. 导航灯的基本原理：介绍光的传播、反射和折射等物理知识，阐述导航灯在夜间和恶劣天气中的作用；2. 导航灯的颜色和闪烁频率：讲解不同颜色导航灯代表的意义，引导学生了解国际航行规则，掌握闪烁频率与距离的关系；3. 内河航道导航灯的规定：学习我国内河航道导航灯的相关法规，了解导航灯的设置原则和标准；4. 导航灯的设计与制作：结合实际案例，指导学生进行简单的导航灯设计，了解导航灯的制作过程；5. 实际操作与应用：组织学生进行实际操作，学会使用导航灯进行船舶导航，掌握导航灯在现实生活中的应用。
教材章节关联：教学内容与课本中“光与色彩”、“物理与生活”、“水利工程”等章节相关联。
教学进度安排：1. 导航灯基本原理（1课时）2. 导航灯颜色与闪烁频率（1课时）3. 内河航道导航灯规定（1课时）4. 导航灯设计与制作（2课时）5. 实际操作与应用（2课时）教学内容确保科学性和系统性，结合学生实际情况，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力。
简易航标灯报告
单片机实验报告课程名称单片机技术与应用实验名称简易航标灯设计实验专业光电信息工程班级光电121班学号 050312113 姓名蒯玄实验地点躬行楼528 实验日期 2015.5.28一、实验目的1、掌握定时器/计数器原理及其应用；2、了解航标灯控制要求；二、实验仪器三、实验内容1、2位拨码开关：灯质设定(频率与占空比)2、光敏电阻：实现光照采集(光照强，电阻小；光照弱，电阻大)3、灯驱动：发光二极管采用12V 供电，要实验单片机驱动电路设计，三极管驱动要求：通过光敏电阻采集光照度，白天灯熄灭，黑夜灯按照上表闪烁。
课时数：2课时 四、预习要求1、完成简易航标灯系统的标准DXP 原理图；2、编程实现简易航标灯的各项功能；3、Proteus78仿真说明：光敏电阻：TORCH_LDR ，2位拨码开关：DIPSW_2接时不能接上拉电阻，否则仿真不通过； 五、实验步骤Proteus 仿真电路设计、修改Keil uVision 工程软件设计、修改仿真功能实现?实际电路接线、功能验证实际功能实现?NoNo实验结束YesYes1、硬件：Proteus仿真电路设计，实物输入、输出信号模拟；2、软件：在Keil 环境下编写程序，生成.hex文件，通过ProteusProteusV78_Timer0_HBD)进行功能仿真；3、调试：反复修改程序，完善功能。
4、仿真完成后有条件的同学可通过端口模拟进行功能验证。
六、实验过程1、实验原理图原理图2、程序部分#include "reg51.h"#define COUNT 50000 //50ms gcd:50ms的倍数#define D_OPEN 1 //开灯#define D_CLOSE 0 //关灯sbit led=P0^0; //灯输出控制，高电平有效sbit OPCON=P1^2; //光照检测，高电平(亮)struct IALA{unsigned char num; //拨码开关状态unsigned char gcd; //各时间间隔最大公约数unsigned char state[6];//无符号字符型时间常数};unsigned int State[6];unsigned char GetKey(void){unsigned char key;key=0;if((P1&0x01)==0) //低电平有效key|=0x01;if((P1&0x02)==0)key|=0x02;return(key);key|=P1;return key&0x03;}//获取键值,两个开关有四种状态,分别是00,01,10,11即可获得四个键值0,1,2,3const struct IALA IALA4[4]={{0,10,1,0,0,0,0,0},{1,10,1,3,0,0,0,0},{2,10,1,1,1,7,0,0},{3,10,1,2,1,2,1,5}};将计数判断点存入数组中//设定灯质状态,以及各个状态的时间unsigned int it=0;void T0_ISR(void) interrupt 1{unsigned char j;TH0=(65536-COUNT)/256;TL0=(65536-COUNT)%256;if(OPCON==0) //黑夜、暗照度{it++;for(j=0;j<6;j++){ if(it==State[j])led=(j%2)?D_OPEN:D_CLOSE; //判断是开灯还是关灯状态 }if(it>=State[5]){it=0;}}else //白天、亮照度{led=D_CLOSE;}} //中断服务程序void main(void){unsigned int sum=0;unsigned char key,pre_key=0,i;TMOD=(TMOD&0xf0)|0x01;TH0=(65536-COUNT)/256;TL0=(65536-COUNT)%256;ET0=1; //中断使能EA=1;TR0=1; //T0启动led=1;sum=0;while(1){key=GetKey();//获取键值if(key!=pre_key){for(i=0;i<6;i++){ sum=sum+(IALA4[key].gcd)*(IALA4[key].state[i]);State[i]=sum;}if(sum==1)led=1;}pre_key=key;}}3、仿真波形:第一种状态仿真波形第二种状态仿真波形第三种状态仿真波形第四种状态仿真波形4、调试过程记录：调试先在Keil uVision4软件环境下进行程序编写，利用C语言来编写本次实验所需程序。
山东交通学院照明设计课程设计实践报告--照明设计
山东交通学院照明设计就是根据场所的功能和活动要求确定照明等级和照明标准进行数据化的处理，以及以人的感受为依据，考虑人的视觉和使用的人群、用途、建筑风格、环境因素等做出合理的决定来进行考虑。
照明分为自然采光和人工照明，以自然光为基础，人工照明为补充。
照明设计质量的好与坏，直接关系到人们的工作、学习和生活。
灯光是一个较灵活及富有趣味的设计元素，可以成为气氛的催化剂，是一室的焦点及主题所在，也能加强现有装潢的层次感。
灯具是照明设计以及灯光表现中重要的表现形式。
关键词：室内空间；照明；设计1 室内空间的照明设计的特征1.1 艺术化色彩室内空间的照明设计可以使室内充满艺术化色彩，通过不同的灯具进行组合，可以产生不同的光线，进而形成各种各样的色彩视觉，不同的光影效果可以从一定程度上产生各样的隐形空间，各种各样的灯光色彩让室内充满了不同的神秘色彩，也为人们营造了一种活力和祥和之感，让人们更好的享受生活。
1.2 不同的功能特性室内空间的照明设计除了让室内充满艺术化色彩之外，还要充分的考虑人们独特的生理变化，满足人们的生理需求，人光照明从一定程度上弥补了自然采光的不足，满足了室内空间的光环色彩，不同的区域放置不同的灯具产生的不同照明情况可以让室内更加体现出他的功能性需求，满足了人们对室内的标准。
2室内空间照明的方式室内空间照明设计要充分的满足人们的视觉需求，首先一定要保障室内的明亮强度，再者，需要将室内空间的艺术性展现的淋淋尽致，最后，需要合理的调节室内的柔和气氛，照明设计的合理应用与室内空间的完美结合，渲染出室内的幻彩效果，给人以视觉冲击，室内空间的照明方式主要包括以下三类。
2.1 自然采光照明方式自然光随着一天的不同时间变化而变化，而且受到天气的影响，不受人们的限制，因此这种照明方式时好时坏，在一些室外活动中可以采用，而在室内采用的比较少。
2.2 人工照明方式人工照明相比于自然采光方式，受到人们较大的控制，可以让人们在室内看的更加清楚和明亮，并且有舒适之感。
课程设计资料(航标灯)
无人职守航标灯航标灯广泛地应用于江河大海的航行中，为来往船只在黑夜中航行提供安全保障。
我们可以利用MCS—51单片机的定时器和中断功能对航标灯进行自动控制。
1．硬件电路航标灯的硬件控制电路原理如图6-8所示。
2．工作原理控制的具体功能如下。
图6-8 航标灯控制电路航标灯在黑夜能够定时闪烁发光，设定时间间隔为2s，即点亮2s熄灭2s周期循环进行；当白天到来时，航标灯熄灭，停止工作。
对于此航标灯的设计，可以选择多种方案。
方案一：(1)控制电路。
见图6-8，8051定时的启停控制信号由INT0来控制(夜晚使得INT0=0，白天INT0=1)。
(2)实现较长时间的定时，，采用Y0定时加软件计数的方法实现定时2s。
(3)识别白天与黑夜。
采用如图6-8所示的光敏三极管来区分白天与黑夜。
其：工作原理为：当黑夜降临时，无光照，VTl、VT2均截止，VT2输出高电平反相后使INT0=0，向单片机发出中断请求，CPU接受外部中断请求后，进入1Nl0 中断处理程序，启动定时器工作；利用定时器中断控制航标灯定时闪烁发光。
在黑夜结束之前，—直处在外部中断过程中。
另外，从硬件上看，加在1NT0引脚的低电平并未撤销，因此可以川软竹：查询INTO引脚，只要INTO=0，定时器继续工作，当白天到来时，日光照到光敏三极管VTl的基极，使VTl导通，VT2输出低电平反相使INT0为高电平，软件查询到INT0=1时，立即关闭定时器，结束外部中断处理，返回到主程序，等待下一次黑夜的到来再产生中断。
在INTO请求的外中断处理过程中，又用软件查询INTO引脚，这种用法很特殊。
此外，本例中选用了两种中断，外部中断和定时器中断，定时器中断发生在外部中断正在进行的时候，因此要将定时器中断设为高优先级的中断。
根据以上分析，可编写出如下控制程序1。
设T0定时50ms，方式1，计数初值X：X=216—12 X50 X 1000／12=3CB0HR7软件计数2X1000／50=40T0的定时和R7软件计数达到延时2s。
航标灯设计方案
航标灯设计方案1 航标灯控制器设计方案的确定图1 设计方案本课程作业要求用STC89C52单片机作为主控芯片，并结合其他元件来实现航标灯控制器的设计。
航标灯的基本功能是能在夜晚提供导航信号，即是要能在夜晚时闪烁发光，一亮一灭周期性地发光提供导航，而在白天则不发光。
经分析可知，该设计要使用控制芯片直接或间接为航标灯的灯提供控制信号，以便控制航标灯是否发光以及如何发光以满足导航要求。
根据以上分析，该设计所采用方案是以STC89C52单片机为控制核心，以光敏电阻作为航标灯的光纤传感器，传感器信号传给STC89C52单片机处理，由单片机控制发光二极管闪烁或者熄灭，直流电源为以上所用芯片及电路供电，最终完成本次设计任务。
2 航标灯控制器的硬件设计根据本次课程作业要求，为实现设计目标，需要用到STC89C52、光敏电阻LED发光二极管、直流电压源。
在选择确定芯片及电器元件之前，还是先来简要介绍一下所有可能用到的芯片以及必须的元器件，并有选择的分析他们的结构和相关功能。
这些分析不仅是必要的也是很有助于我们对设计方案的探索和优化选择。
2.1 STC89C52介绍在本系统中，STC89C52工作在最小模式下。
负责对LED发光二极管控制和对光敏电阻传入信号的处理。
图2单片机最小系统2.2 LED发光二极管介绍LED（Light Emitting Diode），发光二极管，主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。
LED(Light-Emitting-Diode 中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。
据分析，LED的特点非常明LED灯泡以及灯具图片(19张)显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。
白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150lm/W（2010年）。
将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：普通白炽灯的光效为12lm/W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm/W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm/W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED光效理论上可以超过150lm/W，寿命可大于100000小时。
无人职守航标灯的设计
渤海石油职业学院课程设计题目无人职守航标灯的设计学生姓名年级2008专业电气自动化指导教师董瑞情课程设计任务书一、设计目的微机测控课程设计是在学完微机测控课程以后的实践教学环节。
该实践教学是软件设计的综合训练,包括问题分析,整体结构设计,程序设计大体技术和技能。
使学生在设计中慢慢提高程序设计能力,能按如实际问题的具体情形选择科学的工作方式。
二、设计班级 2008电气三、设计题目无人职守航标灯的设计四、设计内容及要求：一、设计要求：熄灭航标灯在黑夜能够按时闪烁发光，设按时刻距离为2s，即点亮2s熄灭2s，周期循环进行；当白天到来时，航标灯熄灭，停止工作。
二、设计内容：（1）整体方案的设计（2）系统硬件电路的设计（3）系统程序的设计（包括流程图和源程序）五、课程设计报告要求：一、封面：写清题目、班级、姓名、指导教师。
二、目录3、正文：要求笔迹工整，思路清楚4、课程设计的体会五、参考书目六、考查办法及成绩总成绩=模拟控制系统效果成绩+课程设计报告成绩目录摘要 (1)一、整体方案的肯定 (1)二、系统硬件设计 (2)一、课题背景 (2)二、单片机的选择 (3)3、设计思想 (5)三、系统软件................................................................................................................. 5）一、电路的设计 (5)二、元器件列表 (6)3、方案二程序流程图.......................................................................................... 7）4、程序清单 (8)四、设计总结 (10)一、结论 (11)二、单片机的进展趋势 (11)五、致谢词 (12)六、参考文献 (12)无人职守航标灯的设计#####[摘要]本设计的目的是利用AT89C51单片机的按时和中断功能对航标灯进行自动控制。
课题设计(航标灯设计)
航标灯设计
专业
班级：
姓名：
学号：
完成时间：
目录
1、课题设计的任务与要求： (3)
1.1课题设计的任务： (3)
1.2设计要求： (3)
2、设计思路与步骤： (3)
2.1 设计思路： (3)
2.2 设计步骤： (4)
3、参考资料 (5)
4、总结 (5)
1、课题设计的任务与要求：
1.1课题设计的任务：
航标灯在白天熄灭，在夜晚断续点亮，时间间隔2秒，即亮2秒，息2秒，周期循环进行。
1.2设计要求：
1）外接晶振12M；用定时器TIME0，模式1;P3.5=0代表白天，P3.5=1代表黑夜；航标灯用P1.3控制，低电位有效。
2）用汇编语言编程；请在过程中加入必要的解释。
3）思路清晰、结构合理、层次清晰，设计简洁但又要能体现设计过程。
2、设计思路与步骤：
2.1 设计思路：
1）定时中断的设定；
2）定时时间: 9E58H = 40538, 2^16 – 40538 = 25000, 振荡频率为12M，定时器控制器开关接通振荡器十二分频输出端：1/12 X 12 = 1usec; 故T1一次溢出所需时间为 25msec, 循环R7 80次为2sec。
2.2 设计步骤：
3、参考资料
3.1 <<MCS-51学习>>
4、总结
（整个课程设计过程中，你觉得学习到了什么，课设过程中自己做的不足的地方有哪些？对自己的学习有何启示？）。
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电子技术课程设计报告书课题名称简易航标灯制作 姓 名 XXX 学 号 073310XX 院、系、部控制工程系 专 业机械设计制造及其自动化 指导教师2009年 10 月 23日※※※※※※※※※※※※※ ※※ ※※※※※※※※※2007级学生电子技术 课程设计简易航标灯制作一．实验目的1.学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。
2.了解由555定时器构成的电路及原理。
3.了解航标灯（navigation mark light），是为保证船舶在夜间安全航行而安装在某些航标上的一类交通灯。
它在夜间发出规定的灯光颜色和闪光频率，达到规定的照射角度和能见距离。
航标灯有固定灯标、灯浮标、灯船和灯塔4种。
固定灯标、灯浮标和灯船是作导航和警告用的信标。
灯塔在海上昼夜发出可识信号，供船舶测定位置和向船舶提供危险警告，主要实验通过简易的超低频振荡器和电子开关电路组成，起到警示作用。
二．实验工具电焊工具，万用表，实验资料，松香，焊锡，镊子。
三．实验材料R1=2KΩ,R2为光敏电阻，亮阻小于10Ω，暗阻大于1MΩ的光敏电阻,R3=47KΩ, R4=39KΩ,R5为最大值为100KΩ的滑动电阻，以上均为1/4W,金属膜电阻器。
C1=0.01uF,C2=10uF,以上均为耐压值为16V的铝电解电容器。
发光二极管为5V的红色二极管。
555集成电路，8脚插座一个，电路板一个，电池盒一个（4节电池）。
四．实验内容【实验原理】555定时器555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。
它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
光敏电阻光电器件是将光能转换为电能的一种传感器件, 它是构成光电式传感器最主要的部件。
光电器件响应快、结构简单、使用方便, 而且有较高的可靠性, 因此在自动检测、计算机和控制系统中, 应用非常广泛。
光电器件工作的物理基础是光电效应。
在光线作用下, 物体的电导性能改变的现象称为内光电效应, 如光敏电阻等就属于这类光电器件。
在光线作用下, 能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应, 如光电管、光电倍增管就属于这类光电器件。
在光线作用下, 能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应, 如光电管、光电倍增管就属于这类光电器件。
在光线作用下, 能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应, 即阻挡层光电效应, 如光电池、光敏晶体管等就属于这类光电器件。
一、光敏电阻１．光敏电阻的结构与工作原理光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。
光敏电阻没有极性, 纯粹是一个电阻器件, 使用时既可加直流电压, 也可以加交流电压。
无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中电流（暗电流）很小。
当光敏电阻受到一定波长范围的光照时, 它的阻值（亮电阻）急剧减少, 电路中电流迅速增大。
一般希望暗电阻越大越好, 亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。
实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级, 亮电阻在几千欧以下。
图8 - 1 为光敏电阻的原理结构。
它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质, 半导体的两端装有金属电极, 金属电极与引出线端相连接, 光敏电阻就通过引出线端接入电路。
为了防止周围介质的影响, 在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜, 漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。
光敏电阻的结构图２．光敏电阻的主要参数（１）暗电阻光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻, 此时流过的电流称为暗电流。
（２）亮电阻光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻, 此时流过的电流称为亮电流。
（３）光电流亮电流与暗电流之差称为光电流。
３．光敏电阻的基本特性（1）伏安特性在一定照度下, 流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。
图8 - 2 为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。
由图可见, 光敏硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线电阻在一定的电压范围内, 其I-U曲线为直线，说明其阻值与入射光量有关, 而与电压、电流无关。
（2）光谱特性光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光谱特性, 亦称为光谱响应。
图8 - 3 为几种不同材料光敏电阻的光谱特性。
对应于不同波长, 光敏电阻的灵敏度是不同的。
从图中可见硫化镉光敏电阻的光谱响应的峰值在可见光区域, 常被用作光度量测量（照度计）的探头。
而硫化铅光敏电阻响应于近红外和中红外区, 常用做火焰探测器的探头。
（3）温度特性温度变化影响光敏电阻的光谱响应, 同时, 光敏电阻的灵敏度和暗电阻都要改变, 尤其是响应于红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响更大。
图8 - 4 为硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线, 它的峰值随着温度上升向波长短的方向移动。
因此, 硫化铅光敏电阻要在低温、恒温的条件下使用。
对于可见光的光敏电阻, 其温度影响要小一些。
1．多谐振荡器的工作原理多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。
多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。
由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。
由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。
这时，电源经R1，R2对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。
充电时间常数T充=（R1＋R2）C。
由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放＝R2C0随着C的放电，uc下降，当uc下降到（1/3）Vcc时，输出uo。
为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c充电，电路又翻转到第一暂稳态。
不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。
电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。
图1（b）所示为工作波形。
图1 555定时器构成的多谐振荡器电路及工作波形集成555定时器有双极性型和CMOS型两种产品。
一般双极性型产品型号的最后三位数都是555，CMOS型产品型号的最后四位数都是7555.它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
器件电源电压推荐为4．5～12V，最大输出电流200mA以内，并能与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。
其主要参数见表8.1。
555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图引脚功能：V i1（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。
V i2（TL）：低电平触发端，简称低触发端，标志为。
V CO：控制电压端。
V O：输出端。
Dis：放电端。
：复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生V CC和V CC两个基准电压；两个电压比较器C1、C2；一个由与非门G1、G2组成的基本RS触发器（低电平触发）；放电三极管T和输出反相缓冲器G3。
是复位端，低电平有效。
复位后, 基本RS触发器的端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。
分析图8.1的电路：在555定时器的V CC端和地之间加上电压，并让V CO悬空，则比较器C1的同相输入端接参考电压V CC，比较器C2反相输入端接参考电压V CC，为了学习方便，我们规定：当TH端的电压>V CC时，写为V TH=1，当TH端的电压<V CC时，写为V TH=0。
当端的电压>V CC时，写为V TR=1，当端的电压<V CC时，写为V TR=0。
① 低触发：当输入电压V i2<V CC且V i1<V CC时，V TR=0，V TH=0，比较器C2输出为低电平，C1输出为高电平，基本RS触发器的输入端=0、=1，使Q＝1，＝0，经输出反相缓冲器后，V O＝1，T截止。
这时称555定时器“低触发”；② 保持：若V i2>V CC且V i1<V CC，则V TR=1，V TH=0，==1，基本RS触发器保持，V O和T状态不变，这时称555定时器“保持”。
③ 高触发：若V i1>V CC，则V TH=1，比较器C1输出为低电平，无论C2输出何种电平，基本RS触发器因=0，使＝1，经输出反相缓冲器后，V O＝0；T导通。
这时称555定时器“高触发”。
555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即V TH、V TR的“0”、“1”）必须牢牢掌握。
V CO为控制电压端，在V CO端加入电压，可改变两比较器C1、C2的参考电压。
正常工作时，要在V CO和地之间接0．01μF（电容量标记为103）电容。
放电管T l的输出端Dis为集电极开路输出。
2.光控开关光控开关主要由光敏电阻组成，用三极管和二极管进行控制。
主要原理如下：1.晶体管C,E与二极管串联后接到电源上，晶体管C,E之间电阻的大小，取决与Ube （由ds光敏电阻上所分得的电压决定）。
2.2kΩ的电阻与Cds光敏电阻串联后接到电源上，当有光照时光敏电阻Cds阻值变小（串联电路中电压的分配与阻值成正比），分配的电压减小，Ube下降，晶体管C,E之间电阻变大，通过发光管的电流减小，反之发亮。
【实验内容】1.文字说明本实验采用一个555集成定时器组成的控制电频，光敏电阻组成的开关的一个简易航标灯。
整个电路由主振荡器，控制开关等部分组成。
主振荡器由555定时器，3个电阻，2个电容等元件组成，颤音振荡器振荡频率较低。
控制开关由光敏电阻和三极管，一个电阻组成，控制灯的开关。
实验之前要先将实验原理理解，认真了解一些元件的用法，特别是一些元件只脚要表明，元件的正负极要分清，最好买时就有标明，若一些不明要经过辨别后方可焊接。
购买元件时要按要求去做，买不到的可分开，按要求购买若干元件，组成效果相同或近似的组合元件，焊接时要认真仔细不要漏焊，注意保护元件的功能正常，焊接好电路后调试时，要耐心，仔细查找原因，要将原理弄懂，方法找对，坚持努力将实验结果做出。
2.电路图【统调试与结果】1.根据电路图组装电路。