一、设计任务与要求
1、通过触摸开关控制电路的设计，使学生掌握单稳态电路的工作原理、设计方法和单稳态电路的构成和特点。
2、通过电路板的焊接训练学生的动手能力，培养独立解决问题的能力，为今后电路设计和电类后续课程的学习奠定基础。 二、方案设计与论证
该实验要求设计一个触摸开关控制电路，当用户触摸感应器时，控制继电器动作，延时一段时间后，继电器断开，由此控制负载的上电或断电。可以调节继电器闭合或断开的时间。 实验原理是触摸开关J2经电容C1输入一个人体感应杂波信号到555定时器的2端，555定时器组成单稳态电路，被触发后，3端输出高电平，通过三极管8050驱动继电器动作，从而驱动更大的负载。
继电器动作的时间取决于电阻R2和电容C3，即。通过计算发现由于R2太大，导致继电器从导通状态到断开状态时间过长，因此将R2改为10K大小。发光二极管用来指示继电器的状态。 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路。555定时器内部结构的原理图简化如图1所示。它由两个电压比较器、放电三极管、一个由与非门构成的基本RS触发器，以及三个5000欧姆的电阻构成的分压器组成。基于555定时器的特性和该实验的要求目的设计出该方案。由于我水平有限，该方案中的错误和不妥之处，请老师指正。
图1 555定时器内部原理图
三、单元电路设计与参数计算
继电器动作时间由R2和电容C3决定，当需要开灯时，用手触碰一下金属片J1，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器k吸合，发光二级管点亮。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R2给C3充电，这就是定时的开始。
当电容C3上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚道通使C3放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。由此设计出单元电路。根据所给器件参数计算继电器动作时间（就是发光二级管点亮时间）大约为三分钟左右。
四、总原理图及元器件清单
图1 电路原理图
表1 元件清单
序号 | 元件 | 参数 | 类别 | 备注 |
1 | R1 | 1K | 电阻 | 0.25W，金属膜 |
2 | R2 | 1M | 电阻 | 0.25W，金属膜 |
3 | R3 | 10K | 电阻 | 0.25W，金属膜 |
触控开关4 | C1 | 104 | 电容 | 瓷片电容 |
5 | C2 | 103 | 电容 | 瓷片电容 |
6 | C3 | 220uF | 电容 | 电解电容 |
7 | U1 | NE555 | 定时器 | |
8 | D2 | IN4148 | 二极管 | |
9 | Q1 | 8050 | 三极管 | |
10 | D1 | 红 | 发光二极管 | ￠5mm |
11 | J1 | CON3 | 接插件 | 电源接口 |
12 | J2 | CON1 | 接插件 | 触摸开关接口 |
13 | J3 | CON2 | 接插件 | 控制开关接口 |
14 | K1 | JZC-23F | 继电器 | |
15 | | PCB板 | | |
16 | | 金属片 | | 可用导线代替 |
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五. 安装与调试
按照实验原理图焊接得实物后。先按照原理图仔细对照实物焊接是否正确，焊接是否接触是否良好，如果焊接正确接触良好，可以通电实验。在焊接和通电时，一定要注意电源的极性，接反的话可能要烧毁元器件。一切无误后，接在5伏的电源上进行通电测试。接通电源后，用手接触J2接头，如果发光二极管工作，并且一会后自动停止工作，说明实验成功，电路板焊接正确，否则说明电路连接错误，此时要查原因，并进行改正。
调试的时候，用导线替代接触片，是用手指接触时，NE555的3脚输出高电平。如果不能输出高电平，需要检查NE555的外围电路是否接触良好。
六、性能测试与分析
电路板通电测试无误后，要对电路板的各种性能进行测试。首先用手触摸J2接头观测发光二极管工作反应时间，如果反应时间稍长说明电路板焊接不良好可以进行二次焊接，以致接触良好。在观测发光二极管发光时间长短，即发光二极管从发光到不发光的时间长短。
如果发光时间过长，可以减小R2的阻值，减少发光时间。若感觉一切都可以的时候，说明电路板性能良好。
七、结论与心得
经过这次电子制作，我知道了理论联系实际的重要性。这次的动手让我体会很深。任何一个元件焊错都可能达不到目的。科学需要严谨的态度。只有手脑并用才能有所收获。以前在课堂上只是听老师讲，没有感觉困难或者是容易，对这些没有一个具体的概念，通过这次电子制作，让我更加彻底的理解了老师所讲的知识，也知道了自己不足的地方。这次电子制作让我对以后的学习明确了方向，制定了更合理的学习方案，对我以后的学习帮助很大。
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