2012-2013学年度电工II 实践之——
超声波驱虫器
单位：吉林大学汽车工程学院11级卓越工程师班
组员：李雅欣（42110624） 方刚 （42110616） 张垚 （42110608） 王冠林（42110603） 指导教师：詹迪铌 王幼林
二零一三年六月
摘 要
人们日常生活中常常受到蚊虫的叮咬，影响了人们的日常生活和工作。设计一款功耗低、连续工作、人体无感觉的超声波驱虫器成为了人们的生活需求。本篇文章通过对常用超声波驱虫器的电路图做出适当的改进，从而更加清楚的阐释超声波驱虫器的工作方式。
关键词：超声波驱虫器 555振荡器
Abstract
People's daily lives are often subject to mosquito bites, which affecting people's daily life and work. Designing a low power consumption, continuous work, the human body without feeling ultrasonic insecticide becomes the people's living needs. This article used by the circuit diagram of an ultrasonic insect make appropriate improvements to more clearly explain the ultrasonic insecticide works.
Keywords: ultrasonic insecticide 555Oscillator
一：传统超声波驱虫器简介
蚊子蟑螂以及老鼠对超声波均会产生厌恶感，每一种害虫都有一个特定的厌恶感。生物技术研究表明，在23—64kHz 范围内周而复始地变换十种不同频率，即可起到驱虫效果。传统超声波驱虫器由时钟振荡电路、计数电路及超声波振荡器电路组成，振荡器电路采用555时基电路，技术器选用CD4017集成电路。
原理框图如下：
电路图如下：
二：具体改进方案
1. 改进电路
2. 原理简介
（1）频率发生模块——核心：555定时器
矩形波的振荡周期：
R1
R2
（2）自动选择模块——74LS90计数器
对1Hz 脉冲源采取十进制计数模式。 （3）自动选择模块——74LS138译码器
对74LS90计数器输出的二进制数进行译码，对相应的位输出低电平。
（4）自动选择模块——74LS04非门
使74LS138选通位输出 的低电平变为高电平， 引起二极管的导通。
3. 实现办法
(1)为了使实验更好的操作，将第一个产生1Hz 信号的555振荡器用数字实验箱中的1Hz 信号进行代替。
(2)为了能够看到信号频率的变化，小组讨论决定使用模拟示波器来观察波形的变化。
(3)由于原始波形的频率过高，示波器观察起来比较困难，因此我们将第二个555振荡器中2脚与地之间的电容适当的增大，从而使波形观察更加方便。
(4)在自动频率选择电路中，为了适应唯一的一片74LS138芯片，我们将电路进行了改动。首先，由于138译码芯片仅有3个输入端，而74LS90计数器在十进制模式下有4个输出端，我们仅采取计数器的低三位输出端作为138译码器的输入端，这样使得十进制下一轮计数周期内会出现2秒的波形空白。另外，我们并没有将8个引脚全部与电阻相连，而是将6脚和7脚空出来，这样既可以减少非门芯片的数量，又可以在波形观察时出现另外2秒的无波形状态，更加便于观察。
三 实验过程
1. 对改进电路做仿真分析，确定实验的可行性
2. 到王老师领取实验所用的零件，芯片，以及数字实验箱，和模拟示波器。
3. 根据改进好的实验线路，对零件进行线路连接，并将模拟示波器与相应的测量信号连接好。
4. 打开电源，适当调节模拟示波器，达到最佳观察效果，观察波形的变化。
5. 用相机记录波形变化过程，并总结。
6. 整理实验台。
四 实验总结
1. 实验从早八点持续到下午三点，期间遇到了很多困难，比如示波器的调整，实验箱的位置问题导致90芯片数数混乱，但最终还是完成了实验，得到了理想的实验结果。
2. 本次实验证明改进的实验线路可以循环每秒钟发出不同频率信号，也就证明传统的超声波驱虫器是可用的，并且是有效的。
3. 本次实验为验证工作原理实验，最终完成实验的实验线路与原线路有很大的不同，但最终同样达到了验证的目的。这样也提供了实验的新思路。
五 心得体会
通过本次实验，感受到了团队的重要性，同时也锻炼了意志力，遇到问题，解决问题的能力也得到了提高。实验最终也得到了预期的实验结果，我们也感受到了成功之后的满足感和喜悦感。
六 参考文献
【1】常文秀. 电工学Ⅱ（电子技术）第二版. 机械工业出版社.2010 【2】元红妍 张鑫. 高校电工电子实验系列教材电子综合实验设计教程. 山东大学出版社.2005
2012-2013学年度电工II 实践之——
超声波驱虫器
单位：吉林大学汽车工程学院11级卓越工程师班
组员：李雅欣（42110624） 方刚 （42110616） 张垚 （42110608） 王冠林（42110603） 指导教师：詹迪铌 王幼林
二零一三年六月
摘 要
人们日常生活中常常受到蚊虫的叮咬，影响了人们的日常生活和工作。设计一款功耗低、连续工作、人体无感觉的超声波驱虫器成为了人们的生活需求。本篇文章通过对常用超声波驱虫器的电路图做出适当的改进，从而更加清楚的阐释超声波驱虫器的工作方式。
关键词：超声波驱虫器 555振荡器
Abstract
People's daily lives are often subject to mosquito bites, which affecting people's daily life and work. Designing a low power consumption, continuous work, the human body without feeling ultrasonic insecticide becomes the people's living needs. This article used by the circuit diagram of an ultrasonic insect make appropriate improvements to more clearly explain the ultrasonic insecticide works.
Keywords: ultrasonic insecticide 555Oscillator
一：传统超声波驱虫器简介
蚊子蟑螂以及老鼠对超声波均会产生厌恶感，每一种害虫都有一个特定的厌恶感。生物技术研究表明，在23—64kHz 范围内周而复始地变换十种不同频率，即可起到驱虫效果。传统超声波驱虫器由时钟振荡电路、计数电路及超声波振荡器电路组成，振荡器电路采用555时基电路，技术器选用CD4017集成电路。
原理框图如下：
电路图如下：
二：具体改进方案
1. 改进电路
2. 原理简介
（1）频率发生模块——核心：555定时器
矩形波的振荡周期：
R1
R2
（2）自动选择模块——74LS90计数器
对1Hz 脉冲源采取十进制计数模式。 （3）自动选择模块——74LS138译码器
对74LS90计数器输出的二进制数进行译码，对相应的位输出低电平。
（4）自动选择模块——74LS04非门
使74LS138选通位输出 的低电平变为高电平， 引起二极管的导通。
3. 实现办法
(1)为了使实验更好的操作，将第一个产生1Hz 信号的555振荡器用数字实验箱中的1Hz 信号进行代替。
(2)为了能够看到信号频率的变化，小组讨论决定使用模拟示波器来观察波形的变化。
(3)由于原始波形的频率过高，示波器观察起来比较困难，因此我们将第二个555振荡器中2脚与地之间的电容适当的增大，从而使波形观察更加方便。
(4)在自动频率选择电路中，为了适应唯一的一片74LS138芯片，我们将电路进行了改动。首先，由于138译码芯片仅有3个输入端，而74LS90计数器在十进制模式下有4个输出端，我们仅采取计数器的低三位输出端作为138译码器的输入端，这样使得十进制下一轮计数周期内会出现2秒的波形空白。另外，我们并没有将8个引脚全部与电阻相连，而是将6脚和7脚空出来，这样既可以减少非门芯片的数量，又可以在波形观察时出现另外2秒的无波形状态，更加便于观察。
三 实验过程
1. 对改进电路做仿真分析，确定实验的可行性
2. 到王老师领取实验所用的零件，芯片，以及数字实验箱，和模拟示波器。
3. 根据改进好的实验线路，对零件进行线路连接，并将模拟示波器与相应的测量信号连接好。
4. 打开电源，适当调节模拟示波器，达到最佳观察效果，观察波形的变化。
5. 用相机记录波形变化过程，并总结。
6. 整理实验台。
四 实验总结
1. 实验从早八点持续到下午三点，期间遇到了很多困难，比如示波器的调整，实验箱的位置问题导致90芯片数数混乱，但最终还是完成了实验，得到了理想的实验结果。
2. 本次实验证明改进的实验线路可以循环每秒钟发出不同频率信号，也就证明传统的超声波驱虫器是可用的，并且是有效的。
3. 本次实验为验证工作原理实验，最终完成实验的实验线路与原线路有很大的不同，但最终同样达到了验证的目的。这样也提供了实验的新思路。
五 心得体会
通过本次实验，感受到了团队的重要性，同时也锻炼了意志力，遇到问题，解决问题的能力也得到了提高。实验最终也得到了预期的实验结果，我们也感受到了成功之后的满足感和喜悦感。
六 参考文献
【1】常文秀. 电工学Ⅱ（电子技术）第二版. 机械工业出版社.2010 【2】元红妍 张鑫. 高校电工电子实验系列教材电子综合实验设计教程. 山东大学出版社.2005