电子技能模块4课件

模块四脉冲与数字电路●项目一信号源和逻辑测试仪●项目二多地控制开关电路●项目三555时基电路应用●项目四延时报警电路●项目五数控驱蚊器电路项目一信号源和逻辑测试仪数字电路主要研究电路的输入与输出之间的逻辑关系，而完成这些逻辑功能的电路大多数是以集成电路的形式存在的。设计和制作一个数字电路，实际上就是把一些具有一定功能的集成电路芯片连接在一起，使之具有预期的逻辑功能。检测数字电路能否完成预期的逻辑功能，需要在电路的输入端加入脉冲信号，并在输出端检测其是否能得到正确的逻辑功能信号。活动一键控多谐振荡器键控多谐振荡器电路主要用来做那些对频率稳定性和准确度要求不太严格的低频时钟的振荡源。1.电路工作原理图示的电路是由四2输入端或非门CC4001中的三个门构成的键控多谐振荡器。

按电路中给出的参数，该电路的振荡频率为4.5kHz。改变振荡电容C1的大小，就可改变电路的振荡频率。2.元器件选择与测试（1）电阻器R1＝1MΩR2＝100kΩ电阻均采用1／4W金属膜电阻器。（2）电容器C1＝1000pF，采用瓷片电容器。（3）集成电路IC1是型号为CC4001的集成电路。3.电路制作1）印刷电路及元件布置印刷电路板及元件布置图，分别如图示（3）调试电路比较简单，只要无虚焊，就能产生效果。电路输出频率的调整：用频率计测量输出端的频率读数，如有偏差可调整R2或C1的大小，就可达到调整频率的目的。4.扩展应用振荡器中IC1A，IC1B组成低频振荡器，IC1C和IC1D组成38kHz的高频振荡器，输出端OUT输出信号即为38kHz的调制波。该调制波电路再与红外管发射电路组合，就构成常用的单通道红外遥控器（发射）电路；若再配上红外接收解调器电路把低频脉冲解调出来，就可用作各种家电产品的遥控信号。调制振荡器电路原理如图1.电路工作原理

4状态逻辑测试笔的工作电压VDD为3～18V，测试输入电压U1为0～18V。它是由BCD-锁存／7段译码／驱动器CC4511（IC）、LED七段数码管及晶体三极管VT等构成的。电路如图2.元器件选择与测试（1）电阻器R1＝10kΩ、R2＝1MΩ、R3＝510kΩ、R4＝120kΩ、R5＝10kΩ、R6=20kΩ、R7＝68Ω以上电阻均选用1／4W的金属膜电阻器。（2）电容器C1＝0.047μF、C2＝200pF、C3＝3.3μF、C1，C2为瓷片电容器，C3为电解电容器。（3）二极管二极管VD1采用锗材料二极管，型号为2AP9；VD2采用稳压值为3V左右的硅稳压二极管，型号为2EF431。（4）三极管三极管VT1型号为9013，三极管VT2型号为9014。也可以用国产同型号产品代替。三极管的β值要大于50。（5）集成电路IC是型号为CC4511的BCD-锁存/7段译码／驱动器，数码显示管LED是七段共阴极数码管。（2）安装按照元件布置图焊接电路。由于集成电路采用CMOS电路，因此在焊接时一定要采用防静电措施，以免烧坏集成电路。注意，CC4511的输出端与LED七段数码管的连接脚的对应：B-e、C-f、D-a、E-b、G-g，其余各脚悬空。（3）调试注意R2，R3的调整，使三极管工作在相应的工作状态，以保证其工作的可靠性。4.扩展应用逻辑测试笔的用途非常广泛。它可以对组装的数字电路进行检测，看它是否能完成预期设计的逻辑功能；也能帮助分析和判断电路故障的所在；还能检测集成电路各输入与输出之间的逻辑关系是否正确；并能根据测试的逻辑关系，判定未知的集成电路逻辑关系的属性。开关电路多种多样，这里介绍的轻触开关是一个多地控制开关，它可以实现多地控制一盏电灯的目的。

项目二多地控制开关电路初始状态时，两个触发器的输出状态均为“0”（Q1＝0，Q2＝0），控制器DM不能接通，灯不亮。当按动按钮SB1时，给IC1A的CP端输入一个正脉冲,触发器的状态改变,控制器DM接通，使电灯H点亮。当再次按动SB1时，又给IC1A的CP端输入一个正脉冲,控制器DM断开，电灯H不亮。这样，每按动一次SB1就可改变一次H的工作状态。。由于SBN与SB1并联，所以可实现多地控制一盏灯的目的。活动二元器件选择与测试

1.电阻器R1＝100kΩ、R2＝2.2MΩ、R3＝200Ω以上电阻均选用1／4W金属膜电阻器。2.电容器C1＝0.01μF、C2＝1μF、C1选用涤纶电容，C2选用电解电容。3.集成电路IC1是型号为CC4013的双D触发器。4.二极管LED为发光二极管。5.控制器DM为多敏固态控制器。活动三电路制作1.印刷电路及元件布置印刷电路板及元件布置图，分别如图所示

项目三555时基电路应用555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。该电路可以产生精确的延时和振荡效果，可独立构成一个定时电路，拓宽了模拟集成电路的应用范围。555电路大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面，可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波产生器、脉宽调制器、脉位调制器等。活动一声控开关电路鼓掌电子开关，有比较完善的性能。在由555时基集成电路组成的单稳态电路的暂稳态时间（此电路为10s）内，鼓掌次数等于规定值，就会自动将电源与负载（电器设备）接通；不按规定次数鼓掌，则电器负载的开关就断路。1.电路工作原理电路如图（3）二极管 VD1，VD2为续流二极管，可选用1N4007等型号；VD3～VD10为开关二极管，均选用1N4148开关型二极管；LED1，LED2为发光二极管,Ф3,Ф5均可。（4）三极管VT1为硅材料NPN型小功率三极管，β值要大于50，型号为BC549；VT2～VT4为硅材料NPN型中功率三极管，型号为BC548。（5）集成电路IC1，IC3为NE555时基电路；IC2是型号为CC4017的十进制计数器／脉冲分配器。（6）其他Rp为阻值1kΩ可调电阻器；MIC为驻极体话筒；J1，J2为9V继电器，可选用小型直流继电器。3.电路制作（1）印刷电路及元件布置印刷电路板及元件布置图，分别如图示。（2）电路安装与焊接将所有元器件及电源进线的接线柱按图要求焊接好，即可进行调试。原理图中Rp是调整电路的灵敏度的，在调整时要注意集成电路IC1的2脚输入脉冲电压幅值低电平的大小，该低电平值应小于电源电压值的1／3，否则将不能触发单稳态电路IC1进入暂稳态，电路也就无法正常工作。该电路中J2的触点开关与220V电路连接，调试时要注意安全。4.扩展应用图中电路是利用鼓掌声作为信号源来控制电路的接通与断开的，其实也可以利用其他的声音作为信号源，如口哨声、敲门声、跺脚声等都可以作为信号源使用。将电路中的话筒换成光电接收装置，就可以将电路改造成由光闪烁的次数来控制电路的接通与否。在电路中，不管利用什么装置产生控制脉冲，只要能将脉冲信号按次数送入IC1的2脚，就可以实现对电路的控制。活动二红外线多路遥控电路红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。介绍利用红外线发射和锁相环路接收解码信号，控制多路开关、制作容易的红外线多路遥控器。它不仅电路简单，而且调试方便。1.电路工作原理红外线发射器电路如图所示，该电路是由555时基电路构成的低频脉冲振荡器。当R2＝47kΩ，C2＝0047μF时，其振荡频率约为f0＝320Hz。在IC1（555）的2脚上，可接多只按键开关（图中仅有三只），每只按键控制接收电路中的一路信号，达到遥控多路开关的目的。与按键开关串联的电阻R2，R3及R4阻值不等，以使IC1脉冲振荡频率按R2，R3及R4不同的电阻值产生不同的频率，其间隔按Δf≥100Hz为好。IC1的第3脚输出的脉冲信号，驱动两只红外发射二极管向空间发射红外脉冲，红外遥控的距离可达10m。（1）红外线遥控发射器电路工作原理（2）红外线接收解码电路工作原理红外线接收的单个解码电路如图示当发射的红外线脉冲到达光电三极管的集电极时，经三极管VT2的发射极输出进入锁相环解码器IC2的输入端。若IC2的工作频率（由Rp2，C4决定）不等于320Hz，则IC2第8脚输出高电平；若IC2的工作频率等于320Hz，则IC2第8脚输出低电平。利用IC2第8脚的电平变化，即可控制后续的控制电路。（3）红外线多路遥控电路工作原理如图示为三通道解码电路，该电路接收端的音频信号来自红外线发射器发送的红外线脉冲信号。电位器Rp1用来调节输入信号的幅度，使之尽可能地接近200mV。三块LM567解码器的工作原理与红外线接收的单个解码电路基本相同，只是其通道的中心频率f01，f02，f03各不相同。调节各通道的电位器Rp2，Rp3，Rp4，使邻近两路频率的间隔在100Hz左右，这样可以保证各电路的可靠选择性，而不会出现LM567的误解码。2.元器件选择与测试（1）发射电路①电阻器R1＝1kΩ、R2＝47kΩ、R3＝43kΩ、R4＝51kΩ、R5＝120Ω②电容器C1＝0.1μFC2=0.047μF③其他:IC1是NE555时基集成电路；V1，V2是红外线发射二极管；SB1，SB2，SB3是按钮开关。（2）接收电路①电阻器R6＝1kΩ、R7＝120Ω、R8＝1kΩ、R9＝120Ω、R10＝1kΩ、R11＝120Ω、R12＝1kΩ②电容器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微调电位器Rp1＝1kΩRp2＝100kΩRp3＝100kΩRp4＝100kΩ④三极管：VT1为3DU系列光电三极管；VT2为NPN型硅材料晶体三极管，型号为9014。⑤其他：IC2，IC3，IC4是LM567锁相环解码器集成电路；B1，B2，B3是4N25光电耦合器。3.电路安装与调试（1）红外线遥控发射器电路的安装与调试将所有元器件按红外线发射器电路所给参数要求安装与焊接。（2）红外线多路遥控电路接收器的安装与调试多路控制电路的调试十分简单，只需调节各路电位器Rp2，Rp3，Rp4，使邻近两路通频带有给定的间隔，每个通道的中心频率与发射端对应的中心频率相近，即可达到各路对应解码目的。4.扩展应用该装置采用锁相环单音检测电路LM567构成接收电路，由于它有良好的噪声抑制能力和中心频率稳定性，所以具有可靠性高、抗干扰性强、安装调试简单的特点。可用于控制多个不同的目标，实现电源的开或关，也可应用于自动门、自动水龙头、防盗报警、危险区域误入报警、警戒区域入侵报警等控制。如将红外线发射、接收电路组装在一起，就做成了便于安装和使用的一体化防盗报警器。其特点是所发射的红外线遇到人或物时，被反射回一部分，经接收、处理后触发报警电路产生报警声。该报警器用途很广泛，它可直接安装在房门、保险柜和防盗物上进行探盗报警，也可安装在楼道等必经之路进行探盗报警。

项目四延时报警电路本项目介绍具有时间延时作用的报警器。当报警器输入端得到控制信号后，延时32s蜂鸣器鸣声4次，每次持续1s，然后每隔32s重复一遍直到解除报警。活动一电路工作原理如图示电路，是由14位二进制串行计数器／分频器和振荡器CC4060、四2输入端与非门CC4011和时基电路NE555等构成的延时报警器电路。电路工作时，输入端UI正常时为高电平“1”状态,电路处于停振状态，扬声器不发声。当输入端UI因遇到特殊情况转为低电平“0”状态时，电路振荡发出报警信号。如果输入端UI仍为低电平“0”状态，则整个过程重新开始。活动二元器件选择与测试

1.电阻器R1＝10kΩ、R2＝820kΩ、R3＝2.7MΩ、R4＝2.2kΩ、R5＝1kΩ、R6＝22kΩR7＝10kΩ以上电阻均可选用1／4W金属膜电阻。2.电容器C1＝0.033μF、C2＝0.01μF、C3＝0.033μF、C4＝10μFC1，C2，C3选用瓷片电容器或涤纶电容器；C4为电解电容器。

3.集成电路IC1是型号为CC4060的14位异步二进制串行计数器／分频器和振荡器；IC2是型号为CC4011的四2输入端与非门电路；IC3是型号为NE555的555时基电路，在本电路中作为音频振荡器使用。4.其他VT1是型号为9013的NPN型硅材料晶体三极管；B是阻抗为8Ω，功率为0.5W的扬声器。活动三电路制作1.印刷电路及元件布置印刷电路板及元件布置如图2.安装与调试按照元件布置图焊接电路后便可进行调试。该电路的延时报警时间由C1的大小决定，可根据要求调节C1。集成电路CC4060的输出端只用Q4，Q7，Q9三个输出端，剩余输出端均悬空。活动四电路的扩展可应用到防盗系统中，作为防盗系统中的报警装置使用。在本电路中，我们设定的延时时间为32s，报警的声响为每个循环4次，实际上延时时间和声响次数是可以根据需要进行调整的。该电路主要应用了计数延时的功能，可将这一功能应用在一些需要延时装置的电路中。

项目五数控驱蚊器电路电子驱蚊器是通过模拟雄蚊发出的超声波来达到驱赶雌蚊的目的的电子仪器。普通电子驱蚊器频率单一，蚊子很快就能适应，从而影响了驱蚊效果。本项目介绍的驱蚊器，利用数字开关控制电路能发射出不同频率的超声波的特点，克服了普通电子驱蚊器频率单一的弱点活动一电路的工作原理

图示的电路是数控电子驱蚊器电路原理图，它主要由函数发生器、模拟开关控制器、振荡分频器和功率放大器构成。电路中六反相器CC4069构成方波-三角波-正弦波函数发生电路。其中门IC1A～IC1C构成积分器，门IC1D构成三角波-正弦波转换器，门IC1E、门IC1F构成施密特触发器。振荡器部分由外接电阻R8和电容C2构成RC振荡器，只要改变R，C的值，就可得到不同的振荡频率，f与R，C之间的关系为电路中由TDA2822M构成BTL功率放大器，由扬声器发出驱蚊信号。活动二元器件选择与测试

1.电阻器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