項目7 制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路

項目7制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路電子技術(shù)

救護車警笛模擬聲響電路的設(shè)計，就是產(chǎn)生有規(guī)律頻率變化的電路，在數(shù)字電路系統(tǒng)中，常常需要獲得各種不同要求的脈沖信號，獲得這些信號的電路有：多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器以及555時基集成電路。剖析1.知識目標(biāo)（1）多諧振蕩器的功能及基本應(yīng)用方法；（2）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用方法；（3）施密特觸發(fā)器的功能及基本應(yīng)用方法；（4）555集成定時器的功能及基本應(yīng)用方法。2.技能目標(biāo)（1）能夠分析555定時器構(gòu)成的功能電路；（2）能夠使用555定時器設(shè)計救護車警笛電路；（3）能夠完成基于555定時器的數(shù)字電子鐘的設(shè)計；（4）能夠組裝、調(diào)試救護車警笛模擬電路和數(shù)字電子鐘電路。目標(biāo)3.素養(yǎng)目標(biāo)（1）能夠在教師引導(dǎo)下完成每個任務(wù)相關(guān)理論知識的學(xué)習(xí)，并能舉一反三；（2）在任務(wù)計劃階段，要總體考慮電路布局與連接規(guī)范，使電路美觀實用；（3）在任務(wù)實施階段，要首先具備健康管理能力，即注意安全用電和勞動保護，同時注重6S（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)和安全）的養(yǎng)成和環(huán)境保護；（4）專心專注、精益求精要貫穿任務(wù)完成始終，不懼失?。唬?）小組成員間要做好分工協(xié)作，注重溝通和能力訓(xùn)練。目標(biāo)項目7制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘目錄CONTENTS010203任務(wù)7.3制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路1思考與提升任務(wù)小結(jié)任務(wù)實施創(chuàng)新方案任務(wù)考核任務(wù)分析知識鏈接任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入在數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要用到各種脈沖波形，例如時鐘脈沖、控制過程中的定時信號等。這些脈沖波形的獲取，通常有兩種方法：一種是利用脈沖振蕩電路產(chǎn)生；另一種則是通過整形電路對已有的波形進行整形、變換，使之滿足系統(tǒng)的要求。本任務(wù)從認(rèn)識RC波形變換電路到學(xué)習(xí)脈沖產(chǎn)生電路，進而分析脈沖整形電路，最終引出認(rèn)識555集成定時器的學(xué)習(xí)。任務(wù)分析

本任務(wù)中，正弦波振蕩電路是由放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四部分組成的，分別完成起振、選頻、放大、穩(wěn)幅輸出等作用。正弦波振蕩輸出的過程很像大學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。剛剛走入大學(xué)校門時，接收到了大量信息，這就是起振；而這些突然涌入的信息卻導(dǎo)致看不清哪里是想要發(fā)展的方向，經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)，開始明確自己的意向，就可以屏蔽掉那些與理想無關(guān)的信息，這就是選頻；未來的方向已經(jīng)明確，未來就有了大致的輪廓，為了達到目標(biāo)，要不斷充實自己，用知識強大自己，才能在未來擁有競爭力，這就是放大；現(xiàn)階段的知識儲備已經(jīng)完成，你就可能成為某個領(lǐng)域的專門人才，可以在工作崗位上做出貢獻了，這就是穩(wěn)幅輸出。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.1RC波形變換電路7.1.2脈沖整形電路7.1.3555集成定時器7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路任務(wù)1.1識別與檢測二極管7.1.1RC波形變換電路任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路

在數(shù)字電路中，常常需要各種不同頻率的矩形脈沖。獲得矩形脈沖的方法一般有兩種：一種是通過方波振蕩器產(chǎn)生，另一種是利用整形電路產(chǎn)生。那脈沖信號是怎么產(chǎn)生的呢？對已有的信號要經(jīng)過怎樣的變換才能變?yōu)槊}沖信號呢？例如用自激振蕩產(chǎn)生方波，因為矩形波電壓只有兩種狀態(tài)，不是高電平，就是低電平，所以電壓比較器是它的重要組成部分；因為產(chǎn)生振蕩，就是要求輸出的兩種狀態(tài)自動地相互轉(zhuǎn)換，所以電路中必須引入反饋；因為輸出狀態(tài)應(yīng)按一定的時間間隔交替變化，即產(chǎn)生周期性變化，所以電路中要有延遲環(huán)節(jié)來確定每種狀態(tài)維持的時間。

知識鏈接任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接1.脈沖的概念7.1.1RC波形變換電路

脈沖（pulse）通常是指電子技術(shù)中經(jīng)常運用的一種像脈搏似的短暫起伏的電沖擊（電壓或電流）。主要特性有波形、幅度、寬度和重復(fù)頻率。脈沖是相對于連續(xù)信號在整個信號周期內(nèi)短時間發(fā)生的信號，大部分信號周期內(nèi)沒有信號，就像人的脈搏一樣?，F(xiàn)在一般指數(shù)字信號，它已經(jīng)是一個周期內(nèi)有一半時間有信號。計算機內(nèi)的信號就是脈沖信號，又叫數(shù)字信號。如何利用電路搭建產(chǎn)生脈沖信號呢？我們可以嘗試下面的電路。任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接2.常見的脈沖波形

7.1.1RC波形變換電路

知道如何產(chǎn)生脈沖信號之后，我們來探討常見的脈沖波形都有哪些呢？首先要清楚脈沖波的概念。脈沖波是指一種間斷的、持續(xù)時間極短的且突然發(fā)生的電信號。凡是斷續(xù)出現(xiàn)的電壓或電流均稱為脈沖電壓或脈沖電流。除了正弦波和由若個正弦分量合成的連續(xù)波以外，都可以稱為脈沖波。因此常見的脈沖波有矩形波，鋸齒波，鐘形波，尖峰波，梯形波，階梯波等等。任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接

3.RC波形變換電路7.1.1RC波形變換電路

在模擬及脈沖數(shù)字電路中，常常用到由電阻R和電容C組成的RC電路，在些電路中，電阻R和電容C由于取值的不同、輸入和輸出關(guān)系的差異以及處理的波形之間的關(guān)系，產(chǎn)生了RC電路的不同應(yīng)用，下面的電路顯示了RC電路的充、放電過程。任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接4.RC微分電路

7.1.1RC波形變換電路

RC微分電路，就是一種應(yīng)用十分廣泛的對脈沖信號進行變換的電路，它通常把矩形脈沖信號變換成正、負(fù)雙向尖脈沖。在數(shù)學(xué)上，這種尖脈沖近似等于矩形波的微分形式，故有微分電路之稱。微分電路的特點是輸出能很快反映輸入信號的跳變成分。即它能把輸入信號中的突然變化部分選擇出來。其輸出的脈沖寬度很窄，與原來輸入脈沖寬度較寬的波形相比，包含有“微分”的意思。任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接5.RC積分電路

7.1.1RC波形變換電路積分電路可將矩形脈沖波電轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物波，其電路原理都是基于電容的充放電原理。積分電路的特性是由電路的時間常數(shù)和輸入信號占空間的相對大小關(guān)系確定的。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接1.脈沖整形7.1.2脈沖整形電路

在上一節(jié)的內(nèi)容中，我們提到了矩形脈沖的產(chǎn)生通常有兩種方法，一種是利用振蕩電路直接產(chǎn)生所需要的矩形脈沖，這種方式不需要外加觸發(fā)信號，只需要電路和直流電源，這種電路稱為多諧振蕩電路；另一種則是通過各種整形電路，把已有的周期性變化的波形變換為符合要求的矩形脈沖，電路自身不能產(chǎn)生脈沖信號，這類電路包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器。在數(shù)字系統(tǒng)中，矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變，或者邊沿產(chǎn)生振蕩等。通過施密特觸發(fā)器整形，可以獲得比較理想的矩形脈沖波形，這就稱為脈沖整形。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路2.多諧振蕩器

多諧振蕩器是利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導(dǎo)通與截止，從而自激產(chǎn)生方波輸出的振蕩器。多諧振蕩器常用作方波發(fā)生器。多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器。“多諧”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在工作時，電路的狀態(tài)在這兩個暫穩(wěn)態(tài)之間自動地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。2.多諧振蕩器

任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路（1）與非門基本多諧振蕩器2.多諧振蕩器

（2）RC環(huán)形多諧振蕩器任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路2.多諧振蕩器

（3）石英晶體多諧振蕩器任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路3.微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，一個暫穩(wěn)態(tài)。在外加脈沖的作用下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到一個暫穩(wěn)態(tài)。由于電路中RC延時環(huán)節(jié)的作用，該暫態(tài)維持一段時間又回到原來的穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)維持的時間取決于RC的參數(shù)值。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路4.施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是一種雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，當(dāng)輸入電壓高于正向閾值電壓，輸出為高；當(dāng)輸入電壓低于負(fù)向閾值電壓，輸出為低；當(dāng)輸入在正負(fù)向閾值電壓之間，輸出不改變。當(dāng)輸入電壓發(fā)生足夠的變化時，輸出才會變化，因此將這種元器件命名為觸發(fā)器。這種雙閾值動作被稱為遲滯現(xiàn)象，表明施密特觸發(fā)器有記憶性。施密特觸發(fā)器可作為波形整形電路，能將模擬信號波形整形為數(shù)字電路能夠處理的方波波形，而且由于施密特觸發(fā)器具有滯回特性，所以可用于抗干擾，其應(yīng)用包括在開回路配置中用于抗擾，以及在閉回路正回授/負(fù)回授配置中用于實現(xiàn)多諧振蕩器。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路4.施密特觸發(fā)器

（1）用集成與非門組成的施密特觸發(fā)器任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路4.施密特觸發(fā)器（2）施密特觸發(fā)器的應(yīng)用1）波形變換施密特觸發(fā)器可以把連續(xù)變化的輸入電壓變換為矩形波輸出?？蓪⒄也?、三角波等變成矩形波。2）脈沖整形3）幅度鑒別利用施密特觸發(fā)器輸出狀態(tài)取決于輸入信號幅度的工作特點，可以用它來作為幅度鑒別電路。4）組成單穩(wěn)態(tài)電路5）組成多諧振蕩器任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.2脈沖整形電路7.1.3

555集成定時器任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接555定時器是一種能夠產(chǎn)生定時信號，完成各種定時或延時功能的中規(guī)模集成電路。它將模擬功能和數(shù)字邏輯功能巧妙地結(jié)合在一起，電路功能靈活，適用范圍廣泛，只要在外部配上幾個阻容元件，就可以構(gòu)成性能穩(wěn)定而準(zhǔn)確的方波發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路等。1.555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.3

555集成定時器2.555定時器工作原理任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.3

555集成定時器2.555定時器工作原理任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.3

555集成定時器3.555定時器的應(yīng)用555定時器可工作在三種工作模式下：單穩(wěn)態(tài)模式：在此模式下，555功能為單次觸發(fā)。應(yīng)用范圍包括定時器，脈沖丟失檢測，反彈跳開關(guān)，輕觸開關(guān)，分頻器，電容測量，脈沖寬度調(diào)制（PWM）等。無穩(wěn)態(tài)模式：在此模式下，555以振蕩器的方式工作。這一工作模式下的555芯片常被用于頻閃燈、脈沖發(fā)生器、邏輯電路時鐘、音調(diào)發(fā)生器、脈沖位置調(diào)制（PPM）等電路中。如果使用熱敏電阻作為定時電阻，555可構(gòu)成溫度傳感器，其輸出信號的頻率由溫度決定。雙穩(wěn)態(tài)模式（或稱施密特觸發(fā)器模式）：在DIS引腳空置且不外接電容的情況下，555的工作方式類似于一個RS觸發(fā)器，可用于構(gòu)成鎖存開關(guān)。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.3

555集成定時器在電子電路中，電源、放大、振蕩和調(diào)制電路被稱為模擬電子電路，因為它們加工和處理的是連續(xù)變化的模擬信號。電子電路中另一大類電路的數(shù)字電子電路。它加工和處理的對象是不連續(xù)變化的數(shù)字信號。數(shù)字電子電路又可分成脈沖電路和數(shù)字邏輯電路，它們處理的都是不連續(xù)的脈沖信號。脈沖電路是專門用來產(chǎn)生電脈沖和對電脈沖進行放大、變換和整形的電路。家用電器中的定時器、報警器、電子開關(guān)、電子鐘表、電子玩具以及電子醫(yī)療器具等，都要用到脈沖電路。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用脈沖有各種各樣的用途，有對電路起開關(guān)作用的控制脈沖，有起統(tǒng)帥全局作用的時鐘脈沖，有做計數(shù)用的計數(shù)脈沖，有起觸發(fā)啟動作用的觸發(fā)脈沖等等。不管是什么脈沖，都是由脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生的，而且大多是短形脈沖或以矩形脈沖為原型變換成的。因為矩形脈沖含有豐富的諧波，所以脈沖信號發(fā)生器也叫自激多諧振蕩器或簡稱多諧振蕩器。如果用門來作比喻，多諧振蕩器輸出端時開時閉的狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館的自動旋轉(zhuǎn)門，它不需要人去推動，總是不停地開門和關(guān)門。類似的例子還有很多，這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)常見脈沖整形變換電路的諸多應(yīng)用。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用1.集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121簡介74LS121是一種常用的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，常用在各種數(shù)字電路和單片機系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)之中，74LS121的輸入采用了施密特觸發(fā)輸入結(jié)構(gòu)，所以74LS121的抗干擾能力比較強。TTL集成器件74LS121是一種不可重復(fù)觸發(fā)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用2.常見脈沖整形變換電路實踐應(yīng)用：光控電動篩光控電動篩：該電路是在我們講過的單穩(wěn)態(tài)電路的基礎(chǔ)上略加改進而來。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用3.555定時器實例模擬聲響電路能發(fā)出各種模擬聲響，如各種樂器聲、動物鳴叫聲、流水、刮風(fēng)、下雨等自然界的聲響和車船、飛機、槍炮、爆炸等現(xiàn)代文明所制造的聲響效果。因而模擬聲集成電路被廣泛應(yīng)用于電子玩具、儀器儀表、保安警示等領(lǐng)域。文中介紹由555多諧振蕩器組成模擬聲集成電路的應(yīng)用實例，具有結(jié)構(gòu)簡單清晰、擴展方便、靈活易變等優(yōu)點。實現(xiàn)時只要配置適當(dāng)?shù)淖枞菰骷徒泳€即可，稍作改動就可實現(xiàn)不同的模擬聲響，具有較高的性價比。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用3.555定時器實例（1）“叮咚”門鈴聲響電路任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用3.555定時器實例（2）間歇聲響電路。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用3.555定時器實例（3）雙頻音響電路（救護車）任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用3.555定時器實例（4）警車的音響效果電路任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路知識鏈接7.1.4常見脈沖整形變換電路應(yīng)用任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路任務(wù)實施1.核對元器件2.檢測元器件3.元器件安裝與接線4.測量與調(diào)試實驗數(shù)據(jù)填入表7-4中。

起振振幅最大且不失真臨界失真可變電阻Rp/kΩ

反饋電壓vf/V

輸出電壓vo/V

表7-4

實驗數(shù)據(jù)任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路任務(wù)實施

仿真值

輸出電壓vo/V頻率f/HzC1=C2=0.01uF

C1=C2=0.02uF

5.故障分析表7-5故障分析匯總及反饋故障現(xiàn)象可能原因解決辦法是否解決無波形

是否波形出現(xiàn)失真

是否

任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路任務(wù)實施6.收獲與總結(jié)序號掌握的技能學(xué)會的知識出現(xiàn)的問題處理方法1

2

3

心得體會：表7-6收獲與總結(jié)任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路創(chuàng)新方案任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路任務(wù)考核表7-7任務(wù)綜合評價任務(wù)名稱

姓名

組號

考核內(nèi)容考核標(biāo)準(zhǔn)扣分標(biāo)準(zhǔn)自評得分組間互評得分職業(yè)素養(yǎng)（20分）工具擺放、著裝等符合規(guī)范（2分）操作工位衛(wèi)生良好，保持整潔（2分）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，不浪費原材料（4分）無元器件損壞（6分）無用電事故、無儀器損壞（6分）工具擺放不規(guī)范，扣1分；著裝等不符合規(guī)范，扣1分；操作工位衛(wèi)生等不符合要求，扣2分；未按操作規(guī)程操作，扣2分；浪費原材料，扣2分；元器件損壞，每個扣1分，扣完為止；因用電事故或操作不當(dāng)而造成儀器損壞，扣6分。人為故意造成用電事故、損壞元器件、損壞儀器或其他事故，本次任務(wù)計0分。

元器件檢測（10分）能使用儀表正確檢測元器件（10分）不會使用儀器，扣2分；元器件檢測方法錯誤，每次扣1分；數(shù)據(jù)填寫錯誤，每個扣1分。

裝配（20分）元器件布局合理、美觀（10分）布線合理、美觀，層次分明（10分）元器件布局不合理、不美觀，扣1～5分；布線合理、美觀，層次不分明，扣1～5分；布線有斷路，每處扣1分；布線有短路，每處扣5分。

調(diào)試（30分）能使用儀器儀表檢測，能正確填寫表7-4數(shù)據(jù)，并排除故障，達到預(yù)期的效果。一次調(diào)試成功，數(shù)據(jù)填寫正確，得30分；填寫數(shù)據(jù)不正確，每處扣1分；在老師的幫助下調(diào)試成功，扣5分，調(diào)試不成功，得0分。

團隊合作（10分）主動參與，積極配合小組成員，能完成自己的任務(wù)。（5分）參與完成自己的任務(wù)，得5分；參與未完成自己的任務(wù)，得2分；未參與未完成自己的任務(wù)，得0分。

能與他人共同交流和探討，積極思考，能提出問題，能正確評價自己和他人。（5分）交流能提出問題，正確評價自己和他人，得5分；交流未能正確評價自己和他人，得2分；未交流未評價，得0分。

創(chuàng)新能力（10分）能進行合理的創(chuàng)新。（10分）有合理創(chuàng)新方案或方法，得10分；在老師的幫助下有創(chuàng)新方案或方法，得6分；無創(chuàng)新方案或方法，得0分。

最終成績

教師評分

任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路思考與提升1.電阻R和電容C構(gòu)成的簡單電路叫RC電路，常用于脈沖波形變換的電路是______和_______。2.嘗試分析RC電路的正弦波響應(yīng)。3.矩形脈沖的獲取方法通常有兩種：一種是_____；另一種是_____。4.占空比是_______與______的比值。5.555定時器的最后數(shù)碼為555的是_____（TTL/CMOS）產(chǎn)品，為7555的是_____（TTL/CMOS）產(chǎn)品。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路思考與提升6.施密特觸發(fā)器具有_____現(xiàn)象；單穩(wěn)觸發(fā)器只有_____個穩(wěn)定狀態(tài)。7.常見的脈沖產(chǎn)生電路有_____，常見的脈沖整形電路有_______、_______。8.為了實現(xiàn)高的頻率穩(wěn)定度，常采用_____振蕩器；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器受到外觸發(fā)時進入_____。9.在數(shù)字系統(tǒng)中，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于_______、______、_____等。10.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理是：沒有觸發(fā)信號時，電路處于一種_____。外加觸發(fā)信號，電路由______翻轉(zhuǎn)到______。電容充電時，電路由______自動返回至_____。任務(wù)7.1分析與設(shè)計波形產(chǎn)生變換電路任務(wù)小結(jié)1.連接電路后，仔細(xì)核對各元器件極性不能接錯，以免損壞元器件，甚至燒毀電路。2.為了安全，示波器的機殼必須接地。通電前，應(yīng)檢查電源線有無磨損、斷裂和裸露導(dǎo)線，以免引起觸電事故，檢查電源電壓是否與儀器工作電壓相符。3.測試前應(yīng)首先估算被測信號的幅度大小，若不明確，，可先將示波器的V/DIV選擇開關(guān)置于最大擋，避免因電壓過高而損壞示波器。4.大部分示波器都設(shè)有擴展檔位和旋鈕，定量測量時一定要檢查這些旋鈕所處的狀態(tài)，否則會引起讀數(shù)錯誤。5.安裝過程中，直接相連的元器件，可利用其引腳作連接，避免過多的導(dǎo)線。任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘2思考與提升任務(wù)小結(jié)任務(wù)實施創(chuàng)新方案任務(wù)考核任務(wù)分析知識鏈接任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入數(shù)字鐘體積小，安裝使用方便，不僅可以作為家用電子鐘，而且可以廣泛用于車站、體育場館等公共場所。雖然數(shù)字鐘的外形和功能不盡相同，但是用于制造數(shù)字鐘的原理基本上都是一樣的。所謂數(shù)字鐘，是指利用電子電路構(gòu)成的計時器。任務(wù)分析本次任務(wù)要求設(shè)計一個數(shù)字鐘，基本要求為數(shù)字鐘的時間周期為24小時，顯示時、分、秒，時間基準(zhǔn)一秒對應(yīng)現(xiàn)實生活中的時鐘的一秒。供擴展的方面涉及整點報時、定時鬧鐘等。一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器和555定時器組成。電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒、”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、電路組成。任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘知識鏈接7.2.1數(shù)字鐘電路核心部件簡介7.2.2數(shù)字鐘電路各部分電路組成及設(shè)計原理任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘任務(wù)1.1識別與檢測二極管74LS90異步加法計數(shù)器任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘知識鏈接7.2.1數(shù)字鐘電路核心部件簡介任務(wù)1.1識別與檢測二極管1.數(shù)字電子鐘的構(gòu)成框圖數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進行計數(shù)的計數(shù)電路。同時標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘知識鏈接7.2.2數(shù)字鐘電路各部分電路組成及設(shè)計原理任務(wù)1.1識別與檢測二極管2.數(shù)字電子鐘的模塊及其工作原理任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘知識鏈接7.2.2數(shù)字鐘電路各部分電路組成及設(shè)計原理（1）晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。采用由邏輯門與RC組成的時鐘源振蕩器或由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器，使振蕩頻率f=1HZ。任務(wù)1.1識別與檢測二極管2.數(shù)字電子鐘的模塊及其工作原理任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘知識鏈接7.2.2數(shù)字鐘電路各部分電路組成及設(shè)計原理（2）計數(shù)器電路時間計數(shù)器電路由秒個位和秒十位計數(shù)器，分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十位計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器，分個位和分十位計數(shù)器均為60進制計數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計要求，時個位和時十位計數(shù)器為24進制計數(shù)器。這些計數(shù)器電路都可以由中規(guī)模集成計數(shù)器74LS90來實現(xiàn)。任務(wù)1.1識別與檢測二極管2.數(shù)字電子鐘的模塊及其工作原理任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘知識鏈接7.2.2數(shù)字鐘電路各部分電路組成及設(shè)計原理（3）秒、分、時譯碼顯示模塊計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計以8421BCD碼形式輸出，為了將計數(shù)器輸出的8421BCD碼顯示出來，需用顯示譯碼電路將計數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，一般這種譯碼器通常稱為7段譯碼顯示驅(qū)動器。任務(wù)1.1識別與檢測二極管（4）校時電路校時電路是數(shù)字電路不可缺少的部分，當(dāng)數(shù)字鐘與時間不符時要進行校時。S1、S2分別是時校時和分校時開關(guān)，不校時時S1、S2是閉合的。當(dāng)校正時位時需要把S1開關(guān)打開，然后用手撥動S3開關(guān)，來回?fù)軇右淮尉湍苁箷r位增加1，可以根據(jù)需要來撥動開關(guān)次數(shù)，校正完畢后把S1開關(guān)閉上。校正分時和校正時的方法一樣。任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘知識鏈接7.2.2數(shù)字鐘電路各部分電路組成及設(shè)計原理2.數(shù)字電子鐘的模塊及其工作原理任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘任務(wù)實施1.核對元器件2.檢測元器件3.元器件安裝與接線4.調(diào)試與檢測電路5.故障分析表7-9故障分析匯總及反饋故障現(xiàn)象可能原因解決辦法是否解決電路沒有實現(xiàn)功能

是否校時電路出現(xiàn)問題

是否

任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘任務(wù)實施6.收獲與總結(jié)序號掌握的技能學(xué)會的知識出現(xiàn)的問題處理方法1

2

3

心得體會：表7-10收獲與總結(jié)任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘創(chuàng)新方案任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘任務(wù)考核表7-11任務(wù)綜合評價任務(wù)名稱

姓名

組號

考核內(nèi)容考核標(biāo)準(zhǔn)扣分標(biāo)準(zhǔn)自評得分組間互評得分職業(yè)素養(yǎng)（20分）工具擺放、著裝等符合規(guī)范（2分）操作工位衛(wèi)生良好，保持整潔（2分）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，不浪費原材料（4分）無元器件損壞（6分）無用電事故、無儀器損壞（6分）工具擺放不規(guī)范，扣1分；著裝等不符合規(guī)范，扣1分；操作工位衛(wèi)生等不符合要求，扣2分；未按操作規(guī)程操作，扣2分；浪費原材料，扣2分；元器件損壞，每個扣1分，扣完為止；因用電事故或操作不當(dāng)而造成儀器損壞，扣6分。人為故意造成用電事故、損壞元器件、損壞儀器或其他事故，本次任務(wù)計0分。

元器件檢測（10分）能使用儀表正確檢測元器件（10分）不會使用儀器，扣2分；元器件檢測方法錯誤，每次扣1分；數(shù)據(jù)填寫錯誤，每個扣1分。

裝配（20分）元器件布局合理、美觀（10分）布線合理、美觀，層次分明（10分）元器件布局不合理、不美觀，扣1～5分；布線合理、美觀，層次不分明，扣1～5分；布線有斷路，每處扣1分；布線有短路，每處扣5分。

調(diào)試（30分）能使用儀器儀表檢測，能正確填寫表7-9數(shù)據(jù)，并排除故障，達到預(yù)期的效果。一次調(diào)試成功，數(shù)據(jù)填寫正確，得30分；填寫數(shù)據(jù)不正確，每處扣1分；在老師的幫助下調(diào)試成功，扣5分，調(diào)試不成功，得0分。

團隊合作（10分）主動參與，積極配合小組成員，能完成自己的任務(wù)。（5分）參與完成自己的任務(wù)，得5分；參與未完成自己的任務(wù)，得2分；未參與未完成自己的任務(wù)，得0分。

能與他人共同交流和探討，積極思考，能提出問題，能正確評價自己和他人。（5分）交流能提出問題，正確評價自己和他人，得5分；交流未能正確評價自己和他人，得2分；未交流未評價，得0分。

創(chuàng)新能力（10分）能進行合理的創(chuàng)新。（10分）有合理創(chuàng)新方案或方法，得10分；在老師的幫助下有創(chuàng)新方案或方法，得6分；無創(chuàng)新方案或方法，得0分。

最終成績

教師評分

任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘思考與提升任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘思考與提升任務(wù)7.2設(shè)計基于555定時器的數(shù)字鐘任務(wù)小結(jié)1.注意集成電路的引腳順序不要插錯，引腳不能彎曲或折斷。2.元器件、導(dǎo)線安裝及字標(biāo)方向符合要求。3.在通電前，先用萬用表檢査各集成電路的電源接線是否正確。任務(wù)7.3制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路3思考與提升任務(wù)小結(jié)任務(wù)實施創(chuàng)新方案任務(wù)考核任務(wù)分析知識鏈接任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入本任務(wù)要求設(shè)計一個報警器，用555時基電路施密特的多諧振蕩器，使電路通過一個小型揚聲器可以發(fā)出三種不同頻率的“滴、嘟、滴、嘟……”的聲響，與救護車的笛音，警車，消防車相似而發(fā)出報警信號。對救護車警笛電路的理解，就是讓電路產(chǎn)生一個有規(guī)律頻率變化的電路。需要我們設(shè)計一個能產(chǎn)生高低頻率的電路。所以，我們有了大體的方向，知道需要用到555定時器。任務(wù)分析

通過雙音報警器熟悉用555構(gòu)成多諧振蕩電路。具體可這樣實施任務(wù)，用555定時器產(chǎn)生一個方波信號，用一個大電容將方波轉(zhuǎn)換成鋸齒波（主要是為掃頻），再用一個電壓跟隨器，削掉鋸齒波下尖端（為了使第二片555定時器引腳3輸出高頻持續(xù)一段時間），作為第二片555定時器的5號引腳的輸入信號。這樣就可以使第二片555定時器的3腳產(chǎn)生一個頻率不斷變化的信號。將此信號來驅(qū)動揚聲器，就可發(fā)出救護車警笛聲了。任務(wù)7.3制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路任務(wù)1.1識別與檢測二極管1.555定時器知識回顧任務(wù)7.3制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路知識鏈接555定時器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成與一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。其在工業(yè)控制、定時、檢測、報警等方面有廣泛應(yīng)用。555時基集成電路具有成本低、易使用、適應(yīng)面廣、驅(qū)動電流大和一定的負(fù)載能力。在電子制作中只需經(jīng)過簡單調(diào)試，就可以做成多種實用的各種小電路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于晶體管電路。任務(wù)1.1識別與檢測二極管2.555定時器的化簡電路說明任務(wù)7.3制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路知識鏈接555時基電路內(nèi)部既有模擬電路，又有數(shù)字電路，讀圖和應(yīng)用十分不便，為便于一目了然地理解555的功能，可以將555電路的數(shù)字與模擬功能合在一起考慮，進行化簡。由于555定時電路內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，用555定時器組成的多諧振蕩器的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。外部組件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時器配以少量的組件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。任務(wù)1.1識別與檢測二極管3.施密特觸發(fā)器回顧任務(wù)7.3制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路知識鏈接（1）電路組成:只要將555定時器的2號腳和6號腳接在一起，就可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器。（2）施密特觸發(fā)器的應(yīng)用舉例1）用作接口電路----將緩慢變化的輸入信號，轉(zhuǎn)換成為符合TTL系統(tǒng)要求的脈沖波形。2）用作整形電路----把不規(guī)則的輸入信號整形成為矩形脈沖。3）用于脈沖鑒幅——將幅值大于的脈沖選出。任務(wù)7.3制作與調(diào)試救護車警笛模擬電路任務(wù)實施1.核對元器件2.檢測元器件3.元器件安裝與接線4.調(diào)試與檢測電路5.故障分析表7-14故障分析匯總及反饋故障現(xiàn)象可能原因解決辦法是否解決電路沒有實現(xiàn)功能

是否波形出現(xiàn)失真

是否

任務(wù)7.3