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工训中心课程设计报告

课程名称： 电子萤火虫

系 部： 精密仪器系 专业班级： 光信141 学生姓名： 指导教师：

完成时间： 2015、6、16 报告成绩：

电子萤火虫设计报告

一. 设计要求

通过电子技术模仿实现萤火虫夜间的自然发光。

1、 按原理框图查阅相关的电路和元器件功能的资料，完成电路设计。 2、 画出电路原理图，说明设计思想。

3、 按照电路原理图在实验板上安装、试调电路。 4、 写出设计实验报告

二.设计的作用与目的

由于萤火虫发出的光只有在夜里才可清楚地看到，它所发出的光与我们平常见到的闪烁彩灯的光是不同的。闪烁彩灯发出的光比较单调，而萤火虫所发的光则是由强到弱且短暂而明亮。电子萤火虫电路便是根据自然界的萤火虫的这种发光特性而设计的，对萤火虫的发光特性有一定的仿真性。

本设计可以模拟自然界萤火虫的习性和行为，尤其是几只电子萤火虫放在一起，才能看到萤火虫群聚时的现象。设计可以实现黑夜自然发光。

设计采用了自然光能，绿色环保，且开发性强。

三.设计的具体实现

1.系统概述

电路中RPI与光敏电阻器RL组成光控电路，白天RL呈低电阻，555时基集成电路4脚为低电平，555时基集成电路复位不工作，到了夜晚，RL呈高阻态，555时基集成电路即开始起振，3脚交替输出高电平与低电平，当3脚输出低电平时，电源经发光二极管VL1向C3充电，VL1发光。随着充电进行，充电电流减小，VL1渐暗直至熄灭；当3脚输出高电平时，C3通过VD1放电，同时电源通过VL2向C4充电，同理VL2发光亮度由亮渐暗，直至熄灭；当3脚又输出低电平时，VL1又开始发光，同时C4可通过VD2放电。周而复始，VL1、VL2能像萤火虫一样闪亮，调节RP2可改变其闪烁频率以获得理想的效果。调RP1可改变光控灵敏度，当电路处于复位状态时，由于C3的隔直作用，电荷充满后，发光管不再发光。

2.单元电路设计、仿真与分析

由于设计需要实现在黑暗环境中自主发光，以模仿萤火虫在黑夜中发光的

特点，设计考虑应用光控电路，如电路原理图所示，NE555、R1、W2、C1、C2构成多谐振荡器，RG、W1、VT构成光控电路，发光电路由LED1、LED2、VD1、VD2、C3、C4所以考虑采用光电元件，本电路中采用光敏电阻器，利用光敏电阻感应白天和夜晚的光强，从而初步影响电路。本电路中选用MG45—13型光敏电阻器(主要参数见附录)。

光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。

而发光元件选择的是发光二极管，其将电能转化成光能。

电路中可选用NE555或LM555或561555等时基集成电路，本电路图中选择

的是NE555。ICNE555是一种8脚时基集成电路：

NE555定时器由3个阻值为5kΩ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、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。

其结构如图：1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使NE555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，NE555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压