電子技能模塊4課件

模塊四脈沖與數(shù)字電路●項目一信號源和邏輯測試儀●項目二多地控制開關電路●項目三555時基電路應用●項目四延時報警電路●項目五數(shù)控驅蚊器電路項目一信號源和邏輯測試儀數(shù)字電路主要研究電路的輸入與輸出之間的邏輯關系，而完成這些邏輯功能的電路大多數(shù)是以集成電路的形式存在的。設計和制作一個數(shù)字電路，實際上就是把一些具有一定功能的集成電路芯片連接在一起，使之具有預期的邏輯功能。檢測數(shù)字電路能否完成預期的邏輯功能，需要在電路的輸入端加入脈沖信號，并在輸出端檢測其是否能得到正確的邏輯功能信號。活動一鍵控多諧振蕩器鍵控多諧振蕩器電路主要用來做那些對頻率穩(wěn)定性和準確度要求不太嚴格的低頻時鐘的振蕩源。1.電路工作原理圖示的電路是由四2輸入端或非門CC4001中的三個門構成的鍵控多諧振蕩器。

按電路中給出的參數(shù)，該電路的振蕩頻率為4.5kHz。改變振蕩電容C1的大小，就可改變電路的振蕩頻率。2.元器件選擇與測試（1）電阻器R1＝1MΩR2＝100kΩ電阻均采用1／4W金屬膜電阻器。（2）電容器C1＝1000pF，采用瓷片電容器。（3）集成電路IC1是型號為CC4001的集成電路。3.電路制作1）印刷電路及元件布置印刷電路板及元件布置圖，分別如圖示（3）調試電路比較簡單，只要無虛焊，就能產(chǎn)生效果。電路輸出頻率的調整：用頻率計測量輸出端的頻率讀數(shù)，如有偏差可調整R2或C1的大小，就可達到調整頻率的目的。4.擴展應用振蕩器中IC1A，IC1B組成低頻振蕩器，IC1C和IC1D組成38kHz的高頻振蕩器，輸出端OUT輸出信號即為38kHz的調制波。該調制波電路再與紅外管發(fā)射電路組合，就構成常用的單通道紅外遙控器（發(fā)射）電路；若再配上紅外接收解調器電路把低頻脈沖解調出來，就可用作各種家電產(chǎn)品的遙控信號。調制振蕩器電路原理如圖1.電路工作原理

4狀態(tài)邏輯測試筆的工作電壓VDD為3～18V，測試輸入電壓U1為0～18V。它是由BCD-鎖存／7段譯碼／驅動器CC4511（IC）、LED七段數(shù)碼管及晶體三極管VT等構成的。電路如圖2.元器件選擇與測試（1）電阻器R1＝10kΩ、R2＝1MΩ、R3＝510kΩ、R4＝120kΩ、R5＝10kΩ、R6=20kΩ、R7＝68Ω以上電阻均選用1／4W的金屬膜電阻器。（2）電容器C1＝0.047μF、C2＝200pF、C3＝3.3μF、C1，C2為瓷片電容器，C3為電解電容器。（3）二極管二極管VD1采用鍺材料二極管，型號為2AP9；VD2采用穩(wěn)壓值為3V左右的硅穩(wěn)壓二極管，型號為2EF431。（4）三極管三極管VT1型號為9013，三極管VT2型號為9014。也可以用國產(chǎn)同型號產(chǎn)品代替。三極管的β值要大于50。（5）集成電路IC是型號為CC4511的BCD-鎖存/7段譯碼／驅動器，數(shù)碼顯示管LED是七段共陰極數(shù)碼管。（2）安裝按照元件布置圖焊接電路。由于集成電路采用CMOS電路，因此在焊接時一定要采用防靜電措施，以免燒壞集成電路。注意，CC4511的輸出端與LED七段數(shù)碼管的連接腳的對應：B-e、C-f、D-a、E-b、G-g，其余各腳懸空。（3）調試注意R2，R3的調整，使三極管工作在相應的工作狀態(tài)，以保證其工作的可靠性。4.擴展應用邏輯測試筆的用途非常廣泛。它可以對組裝的數(shù)字電路進行檢測，看它是否能完成預期設計的邏輯功能；也能幫助分析和判斷電路故障的所在；還能檢測集成電路各輸入與輸出之間的邏輯關系是否正確；并能根據(jù)測試的邏輯關系，判定未知的集成電路邏輯關系的屬性。開關電路多種多樣，這里介紹的輕觸開關是一個多地控制開關，它可以實現(xiàn)多地控制一盞電燈的目的。

項目二多地控制開關電路初始狀態(tài)時，兩個觸發(fā)器的輸出狀態(tài)均為“0”（Q1＝0，Q2＝0），控制器DM不能接通，燈不亮。當按動按鈕SB1時，給IC1A的CP端輸入一個正脈沖,觸發(fā)器的狀態(tài)改變,控制器DM接通，使電燈H點亮。當再次按動SB1時，又給IC1A的CP端輸入一個正脈沖,控制器DM斷開，電燈H不亮。這樣，每按動一次SB1就可改變一次H的工作狀態(tài)。。由于SBN與SB1并聯(lián)，所以可實現(xiàn)多地控制一盞燈的目的?；顒佣骷x擇與測試

1.電阻器R1＝100kΩ、R2＝2.2MΩ、R3＝200Ω以上電阻均選用1／4W金屬膜電阻器。2.電容器C1＝0.01μF、C2＝1μF、C1選用滌綸電容，C2選用電解電容。3.集成電路IC1是型號為CC4013的雙D觸發(fā)器。4.二極管LED為發(fā)光二極管。5.控制器DM為多敏固態(tài)控制器?；顒尤娐分谱?.印刷電路及元件布置印刷電路板及元件布置圖，分別如圖所示

項目三555時基電路應用555時基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結合在同一硅片上的組合集成電路。該電路可以產(chǎn)生精確的延時和振蕩效果，可獨立構成一個定時電路，拓寬了模擬集成電路的應用范圍。555電路大量應用于電子控制、電子檢測、儀器儀表、家用電器、音響報警、電子玩具等諸多方面，可用作振蕩器、脈沖發(fā)生器、延時發(fā)生器、定時器、方波發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)振蕩器、雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、自由多諧振蕩器、鋸齒波產(chǎn)生器、脈寬調制器、脈位調制器等?；顒右宦暱亻_關電路鼓掌電子開關，有比較完善的性能。在由555時基集成電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)態(tài)時間（此電路為10s）內，鼓掌次數(shù)等于規(guī)定值，就會自動將電源與負載（電器設備）接通；不按規(guī)定次數(shù)鼓掌，則電器負載的開關就斷路。1.電路工作原理電路如圖（3）二極管 VD1，VD2為續(xù)流二極管，可選用1N4007等型號；VD3～VD10為開關二極管，均選用1N4148開關型二極管；LED1，LED2為發(fā)光二極管,Ф3,Ф5均可。（4）三極管VT1為硅材料NPN型小功率三極管，β值要大于50，型號為BC549；VT2～VT4為硅材料NPN型中功率三極管，型號為BC548。（5）集成電路IC1，IC3為NE555時基電路；IC2是型號為CC4017的十進制計數(shù)器／脈沖分配器。（6）其他Rp為阻值1kΩ可調電阻器；MIC為駐極體話筒；J1，J2為9V繼電器，可選用小型直流繼電器。3.電路制作（1）印刷電路及元件布置印刷電路板及元件布置圖，分別如圖示。（2）電路安裝與焊接將所有元器件及電源進線的接線柱按圖要求焊接好，即可進行調試。原理圖中Rp是調整電路的靈敏度的，在調整時要注意集成電路IC1的2腳輸入脈沖電壓幅值低電平的大小，該低電平值應小于電源電壓值的1／3，否則將不能觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路IC1進入暫穩(wěn)態(tài)，電路也就無法正常工作。該電路中J2的觸點開關與220V電路連接，調試時要注意安全。4.擴展應用圖中電路是利用鼓掌聲作為信號源來控制電路的接通與斷開的，其實也可以利用其他的聲音作為信號源，如口哨聲、敲門聲、跺腳聲等都可以作為信號源使用。將電路中的話筒換成光電接收裝置，就可以將電路改造成由光閃爍的次數(shù)來控制電路的接通與否。在電路中，不管利用什么裝置產(chǎn)生控制脈沖，只要能將脈沖信號按次數(shù)送入IC1的2腳，就可以實現(xiàn)對電路的控制。活動二紅外線多路遙控電路紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。介紹利用紅外線發(fā)射和鎖相環(huán)路接收解碼信號，控制多路開關、制作容易的紅外線多路遙控器。它不僅電路簡單，而且調試方便。1.電路工作原理紅外線發(fā)射器電路如圖所示，該電路是由555時基電路構成的低頻脈沖振蕩器。當R2＝47kΩ，C2＝0047μF時，其振蕩頻率約為f0＝320Hz。在IC1（555）的2腳上，可接多只按鍵開關（圖中僅有三只），每只按鍵控制接收電路中的一路信號，達到遙控多路開關的目的。與按鍵開關串聯(lián)的電阻R2，R3及R4阻值不等，以使IC1脈沖振蕩頻率按R2，R3及R4不同的電阻值產(chǎn)生不同的頻率，其間隔按Δf≥100Hz為好。IC1的第3腳輸出的脈沖信號，驅動兩只紅外發(fā)射二極管向空間發(fā)射紅外脈沖，紅外遙控的距離可達10m。（1）紅外線遙控發(fā)射器電路工作原理（2）紅外線接收解碼電路工作原理紅外線接收的單個解碼電路如圖示當發(fā)射的紅外線脈沖到達光電三極管的集電極時，經(jīng)三極管VT2的發(fā)射極輸出進入鎖相環(huán)解碼器IC2的輸入端。若IC2的工作頻率（由Rp2，C4決定）不等于320Hz，則IC2第8腳輸出高電平；若IC2的工作頻率等于320Hz，則IC2第8腳輸出低電平。利用IC2第8腳的電平變化，即可控制后續(xù)的控制電路。（3）紅外線多路遙控電路工作原理如圖示為三通道解碼電路，該電路接收端的音頻信號來自紅外線發(fā)射器發(fā)送的紅外線脈沖信號。電位器Rp1用來調節(jié)輸入信號的幅度，使之盡可能地接近200mV。三塊LM567解碼器的工作原理與紅外線接收的單個解碼電路基本相同，只是其通道的中心頻率f01，f02，f03各不相同。調節(jié)各通道的電位器Rp2，Rp3，Rp4，使鄰近兩路頻率的間隔在100Hz左右，這樣可以保證各電路的可靠選擇性，而不會出現(xiàn)LM567的誤解碼。2.元器件選擇與測試（1）發(fā)射電路①電阻器R1＝1kΩ、R2＝47kΩ、R3＝43kΩ、R4＝51kΩ、R5＝120Ω②電容器C1＝0.1μFC2=0.047μF③其他:IC1是NE555時基集成電路；V1，V2是紅外線發(fā)射二極管；SB1，SB2，SB3是按鈕開關。（2）接收電路①電阻器R6＝1kΩ、R7＝120Ω、R8＝1kΩ、R9＝120Ω、R10＝1kΩ、R11＝120Ω、R12＝1kΩ②電容器C3＝1μF、C4＝0.1μF、C5=4.7μF、C6＝4.7μF、C7＝0.1μF、C8＝4.7μF、C9＝4.7μFC10＝0.1μF、C11＝4.7μF、C12＝4.7μF③微調電位器Rp1＝1kΩRp2＝100kΩRp3＝100kΩRp4＝100kΩ④三極管：VT1為3DU系列光電三極管；VT2為NPN型硅材料晶體三極管，型號為9014。⑤其他：IC2，IC3，IC4是LM567鎖相環(huán)解碼器集成電路；B1，B2，B3是4N25光電耦合器。3.電路安裝與調試（1）紅外線遙控發(fā)射器電路的安裝與調試將所有元器件按紅外線發(fā)射器電路所給參數(shù)要求安裝與焊接。（2）紅外線多路遙控電路接收器的安裝與調試多路控制電路的調試十分簡單，只需調節(jié)各路電位器Rp2，Rp3，Rp4，使鄰近兩路通頻帶有給定的間隔，每個通道的中心頻率與發(fā)射端對應的中心頻率相近，即可達到各路對應解碼目的。4.擴展應用該裝置采用鎖相環(huán)單音檢測電路LM567構成接收電路，由于它有良好的噪聲抑制能力和中心頻率穩(wěn)定性，所以具有可靠性高、抗干擾性強、安裝調試簡單的特點。可用于控制多個不同的目標，實現(xiàn)電源的開或關，也可應用于自動門、自動水龍頭、防盜報警、危險區(qū)域誤入報警、警戒區(qū)域入侵報警等控制。如將紅外線發(fā)射、接收電路組裝在一起，就做成了便于安裝和使用的一體化防盜報警器。其特點是所發(fā)射的紅外線遇到人或物時，被反射回一部分，經(jīng)接收、處理后觸發(fā)報警電路產(chǎn)生報警聲。該報警器用途很廣泛，它可直接安裝在房門、保險柜和防盜物上進行探盜報警，也可安裝在樓道等必經(jīng)之路進行探盜報警。

項目四延時報警電路本項目介紹具有時間延時作用的報警器。當報警器輸入端得到控制信號后，延時32s蜂鳴器鳴聲4次，每次持續(xù)1s，然后每隔32s重復一遍直到解除報警。活動一電路工作原理如圖示電路，是由14位二進制串行計數(shù)器／分頻器和振蕩器CC4060、四2輸入端與非門CC4011和時基電路NE555等構成的延時報警器電路。電路工作時，輸入端UI正常時為高電平“1”狀態(tài),電路處于停振狀態(tài)，揚聲器不發(fā)聲。當輸入端UI因遇到特殊情況轉為低電平“0”狀態(tài)時，電路振蕩發(fā)出報警信號。如果輸入端UI仍為低電平“0”狀態(tài)，則整個過程重新開始?；顒佣骷x擇與測試

1.電阻器R1＝10kΩ、R2＝820kΩ、R3＝2.7MΩ、R4＝2.2kΩ、R5＝1kΩ、R6＝22kΩR7＝10kΩ以上電阻均可選用1／4W金屬膜電阻。2.電容器C1＝0.033μF、C2＝0.01μF、C3＝0.033μF、C4＝10μFC1，C2，C3選用瓷片電容器或滌綸電容器；C4為電解電容器。

3.集成電路IC1是型號為CC4060的14位異步二進制串行計數(shù)器／分頻器和振蕩器；IC2是型號為CC4011的四2輸入端與非門電路；IC3是型號為NE555的555時基電路，在本電路中作為音頻振蕩器使用。4.其他VT1是型號為9013的NPN型硅材料晶體三極管；B是阻抗為8Ω，功率為0.5W的揚聲器?；顒尤娐分谱?.印刷電路及元件布置印刷電路板及元件布置如圖2.安裝與調試按照元件布置圖焊接電路后便可進行調試。該電路的延時報警時間由C1的大小決定，可根據(jù)要求調節(jié)C1。集成電路CC4060的輸出端只用Q4，Q7，Q9三個輸出端，剩余輸出端均懸空?；顒铀碾娐返臄U展可應用到防盜系統(tǒng)中，作為防盜系統(tǒng)中的報警裝置使用。在本電路中，我們設定的延時時間為32s，報警的聲響為每個循環(huán)4次，實際上延時時間和聲響次數(shù)是可以根據(jù)需要進行調整的。該電路主要應用了計數(shù)延時的功能，可將這一功能應用在一些需要延時裝置的電路中。

項目五數(shù)控驅蚊器電路電子驅蚊器是通過模擬雄蚊發(fā)出的超聲波來達到驅趕雌蚊的目的的電子儀器。普通電子驅蚊器頻率單一，蚊子很快就能適應，從而影響了驅蚊效果。本項目介紹的驅蚊器，利用數(shù)字開關控制電路能發(fā)射出不同頻率的超聲波的特點，克服了普通電子驅蚊器頻率單一的弱點活動一電路的工作原理

圖示的電路是數(shù)控電子驅蚊器電路原理圖，它主要由函數(shù)發(fā)生器、模擬開關控制器、振蕩分頻器和功率放大器構成。電路中六反相器CC4069構成方波-三角波-正弦波函數(shù)發(fā)生電路。其中門IC1A～IC1C構成積分器，門IC1D構成三角波-正弦波轉換器，門IC1E、門IC1F構成施密特觸發(fā)器。振蕩器部分由外接電阻R8和電容C2構成RC振蕩器，只要改變R，C的值，就可得到不同的振蕩頻率，f與R，C之間的關系為電路中由TDA2822M構成BTL功率放大器，由揚聲器發(fā)出驅蚊信號。活動二元器件選擇與測試

1.電阻器R1＝1MΩ、R2＝1MΩ、R3＝62kΩ、R4＝180kΩ、R5＝100kΩ、R6＝51kΩ、R7＝470kΩ、R8＝47kΩ、R9＝10kΩ、R10＝10kΩ、R11＝10kΩ、R12＝10kΩ、R13＝10kΩ、R