電子技術(shù)基礎(chǔ)項目項目八課件

1、項目八 組裝聲光控節(jié)電開關(guān)任務(wù)1 學(xué)習(xí)數(shù)字電路基礎(chǔ)任務(wù)2 分析邏輯門電路任務(wù)3 認(rèn)識集成邏輯門電路操作指導(dǎo)看一看：聲光控節(jié)電開關(guān)及其電路 a） 外形圖b）實物示意圖c）組成框圖電路中各個組成部分的作用如下：整流電路將交流電變成單方向的脈動直流電。傳聲器 將外界的聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。放大電路將音頻電信號進(jìn)行放大以推動下一級電路工作。光敏電阻感光元件，并將光的變化變?yōu)殡娮柚档淖兓D4011與非門集成電路，接收光控電信號和聲控電信號，給晶閘管的門極提供觸發(fā)脈沖電壓。晶閘管作為電子開關(guān)控制燈的亮與滅。元件器選擇表8-1 元器件明細(xì)表序號分類名 稱型號規(guī)格數(shù) 量1IC集成電路CD401112VT2

2、單向晶閘管MCR100-613VT1晶體管901414VD1VD5整流二極管IN400155R1電阻180K16R2 、R3電阻20K27R4電阻18R5、R6、R7 電阻56K39R8電阻 110C1、C2電解電容22F/16V211C3圓片電容104112BM、 RG駐極體傳聲器、光敏電阻各113其它印制板、220V/25W燈泡等任務(wù)1 學(xué)習(xí)數(shù)字電路基礎(chǔ)一、數(shù)字信號與模擬信號的區(qū)別舉例：圖8-2 圖8-31模擬信號是指在時間上和數(shù)值上都連續(xù)變化的信號。2數(shù)字信號是指在時間上和數(shù)值上都是離散的信號。常用“1”與“0”表示，在電路中反應(yīng)的是電平的高與低，信號的有與無。模擬信號數(shù)字信號二、數(shù)制與

3、碼制1、數(shù)制與轉(zhuǎn)換 數(shù)制就是數(shù)的進(jìn)位制。（1）十進(jìn)制數(shù) 基本數(shù)碼有十個：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 計數(shù)原則“逢十進(jìn)一”。任何一個十進(jìn)制數(shù) M，可以寫成：（n 是二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，10n-1 、 10n-2、 101 、 100 是各位的位權(quán)，an-1、 an-2 、 a1、 a0 是各位數(shù)的數(shù)碼。）例題8-1：寫出十進(jìn)制數(shù)（2345）10的展開式解：（2345）10= 2103+ 3102+ 4101+ 5100（2）二進(jìn)制數(shù)基本數(shù)碼有兩個：0、1。計數(shù)原則“逢二進(jìn)一” 。任何一個n位整數(shù)的二進(jìn)制數(shù) S，可以寫成：（n 是二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，2n-1 、 2n-2、 21 、 20

4、是各位的位權(quán)，an-1、 an-2 、 a1、 a0 是各位數(shù)的數(shù)碼。）例題8-2：寫出二進(jìn)制數(shù)（1101）2的展開式解:（1101）2= 123+ 122+ 021+ 120（3）二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)的互化規(guī)則（1）二進(jìn)制數(shù)化為十進(jìn)制數(shù)“乘權(quán)相加法”（2）十進(jìn)制數(shù)化為二進(jìn)制數(shù) “除2取余倒記法?！?、碼制BCD碼 （1）BCD碼：用四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制代碼稱為二十進(jìn)制代碼，簡稱為BCD碼。常用的BCD碼有：8421碼、5421碼、余3碼等。 （2）8421BCD碼表示方法為：四位二進(jìn)制數(shù)碼的位權(quán)從高位到低位依次是8（23）、4（22）、2（21）、1（20）。例題8-5 將十進(jìn)

5、制數(shù)（168）10用8421BCD碼表示解：十進(jìn)制數(shù) 1 6 8 8421碼 0001 0110 1000即：（168）10= （000101101000）8421BCD學(xué)習(xí)要點：1電信號可分為模擬信號和數(shù)字信號兩類。2數(shù)字信號只有兩種對立狀態(tài)，可用數(shù)字“0”和“1”表示兩個對立的狀態(tài)。數(shù)字信號抗干擾能力很強(qiáng)，可以進(jìn)行算術(shù)與邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行各種智能化控制。計算機(jī)中處理的就是數(shù)字信號。3二進(jìn)制數(shù)化為十進(jìn)制數(shù)“乘權(quán)相加法”；十進(jìn)制數(shù)化為二進(jìn)制數(shù)“除2取余倒記法”。4用四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)的編碼方法叫BCD碼。8421BCD碼位權(quán)順序是：8421。任務(wù)2 分析邏輯門電路基本的門電路有：與門、

6、或門和非門。常用的復(fù)合門電路有與非門、或非門、與或非門、異或門。1、連接電路圖8-4 圖8-5 圖8-62、檢測電路將三個電路的輸入端分別按表8- 、表8-、表8-所列情況接入電壓，用萬用表測量輸出端的電壓值，并與表中輸出端的Y值對比。表 8- 表 8- 表 8-總結(jié)得結(jié)論：（1）圖8-4的輸入輸出的邏輯關(guān)系是：有0出0，全1出1。（2）圖8-5的輸入輸出的邏輯關(guān)系是：有1出1，全0出0。（3）圖8-6的輸入輸出的邏輯關(guān)系是：有0出1，有1出0。UAUBY0V0V3V3V0V3V 0V3V0V0V0V3VUAUBY0V0V3V3V0V3V0V3V0V3V3V3VUAY0V 3V 12V 0V0

7、V和3V分別用低電平0和高電平1表示一、常用邏輯門電路1、與邏輯和與門（1）與邏輯關(guān)系：只有當(dāng)決定一個事件結(jié)果的所有條件都具備時，結(jié)果才會發(fā)生，這種條件和結(jié)果的邏輯關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系。實現(xiàn)與邏輯運(yùn)算的電路叫與門電路。如圖8-4所示。（2）邏輯表達(dá)式為： 。（3）真值表：是表明輸入端狀態(tài)和輸出端狀態(tài)邏輯對應(yīng)關(guān)系的表格。設(shè)條件滿足為1,不滿足為0；結(jié)果發(fā)生為1,不發(fā)生為0。如表8-6所示。與門的邏輯符號如圖8-7所示。（4）與門電路的邏輯功能為：“全1出1，有0出0”。A BY0 00 11 01 10001表86圖8-72、或邏輯和或門（1）或邏輯關(guān)系：在決定一個事件結(jié)果發(fā)生的所有條件中，只要其

8、中一個或者一個以上的條件滿足，結(jié)果就會發(fā)生，這種條件和結(jié)果的邏輯關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。實現(xiàn)或邏輯運(yùn)算的電路叫或門電路。例如圖8-5所示電路。（2）邏輯表達(dá)式為： 。（3）真值表及邏輯符號：（4）或門電路的邏輯功能：“全0出0，有1出1”。A BY0 00 11 01 10111表8-7 或門真值表圖8-8 或門邏輯符號3、非邏輯和非門（1）非邏輯關(guān)系：在事件中，結(jié)果總是和條件呈相反狀態(tài)，這種邏輯關(guān)系稱為非邏輯關(guān)系。實現(xiàn)非邏輯運(yùn)算的電路叫非門電路。例如圖8-6所示電路。（2）邏輯表達(dá)式： 。（3）真值表及邏輯符號：（4）非門電路的邏輯功能：“有1出0，有0出1”。AY0 1 10表8-8 非門真值

9、表圖8-9 非門邏輯符號4、與非門（1）電路構(gòu)成：與門后面接一非門，就組成了與非門電路。（2）邏輯表達(dá)式為： （3）真值表（4）與非門電路邏輯功能為“有0出1，全1出0”。A BY0 00 11 01 11110表8-9 與非門真值表邏輯符號5、或非門（1）電路構(gòu)成：或門后面接一非門，就組成了或非門電路。（2）邏輯表達(dá)式為： （3）真值表（4）或門電路邏輯功能為“有1出0，全0出1”。A BY0 00 11 01 11000表8-10 或非門真值表邏輯符號6、異或門（1）電路構(gòu)成（2）異或門的邏輯表達(dá)式為： （3）真值表（4）或門電路邏輯功能為“輸入相同，輸出為0；輸入不同，輸出為1”。簡稱為

10、“同出0，異出1”。A BY0 00 11 01 10110邏輯符號表8-11 異或門真值表學(xué)習(xí)要點：1在數(shù)字電路中，基本的邏輯門有與門、或門和非門三個；常用的復(fù)合門電路有與非門、或非門和異或門。2常用門電路比較。名 稱邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯功能符號圖與 門有0出0，全1出1或 門有1出1，全0出0非 門有0出1，有1出0與非門有0出1，全1出0或非門有1出0，全0出1異或門 同出0，異出1 邏輯代數(shù)基礎(chǔ)邏輯代數(shù)不同于普通代數(shù)，它是研究邏輯函數(shù)與邏輯變量之間的關(guān)系，是研究邏輯電路的數(shù)學(xué)工具。邏輯代數(shù)中的變量是二元常量，只有兩個值，即0（邏輯0）和1（邏輯1），沒有中間值；而且0和1不表示數(shù)量的大小

11、，而是表示兩種對立的邏輯狀態(tài)。一、基本運(yùn)算和定律1、基本邏輯運(yùn)算規(guī)則 常用基本邏輯運(yùn)算規(guī)則見表8-13A + 0 = AA + A = AA 0 = 0A A = AA + 1 = 1 二、邏輯函數(shù)的化簡任務(wù)3 認(rèn)識集成輯門電路TTL集成門電路是指晶體管晶體管邏輯門電路，它的輸入端和輸出端都是由晶體管組成。一、TTL與非門1. 外引腳排列圖 舉例：2引線編號及含義引線的編號判斷方法：把標(biāo)志置于左端，逆時針轉(zhuǎn)向自下而上順序讀出序號。圖中A、B為輸入端，Y為輸出端，并以字頭數(shù)字區(qū)分內(nèi)部的與非門。圖8-14 74LS00外引線排列圖共用電源共用接地點1電壓傳輸特性 （1）AB段：uI0.6V，輸出電

12、壓保持在高電平UOH，uO不隨uI變化，與非門處于截止?fàn)顟B(tài)（2）BC段：uI在0.6V1.3V之間，輸出電壓uO隨輸入電壓uI的增大而線性的減小。（3）CD段：uI在1.4V左右，uO隨uI的增大而迅速的減小，并很快到達(dá)低電平UOL。CD段稱為傳輸特性曲線的轉(zhuǎn)折區(qū)。 （4）DE段：uI1.4V，uO為低電平UOL，也不隨uI變化，稱為傳輸特性曲線的飽和區(qū)。8-15 電壓傳輸特性曲線2TTL與非門的主要參數(shù) （1）輸出高電平電壓UOH 和輸出低電平電壓UOL：（2）閾值電壓UTH ：（3）關(guān)門電平UOFF和開門電平UON ：（4）平均傳輸延遲時間tpd ：（5）扇出系數(shù)NO：二、MOS與非門MO

13、S集成邏輯門電路是指絕緣柵型場效應(yīng)晶體管邏輯門電路。電路有三種類型：NMOS電路 PMOS電路 CMOS電路由NMOS管和PMOS管組成的互補(bǔ)電路叫MOS 電路。1.MOS管的開關(guān)特性（1）CMOS與非門1） 電路結(jié)構(gòu)2）工作原理 當(dāng)輸入信號A和B同時是高電平時，VT1和VT2同時飽和，VT3和VT4截止，這時輸出端Y為低電平；當(dāng)輸入信號A和B中有一端或兩端是低電平時，由于VT1和VT2是串聯(lián)，所以總有一個或兩個管子截止，而VT3和VT4總有一個或兩個管子飽和導(dǎo)通，因此輸出Y為高電平。結(jié)論：具有“與非”邏輯功能，即 3）常用CMOS集成與非門 CD4011及應(yīng)用實物圖及外引線排列圖CD4011

14、內(nèi)部四個與非門D1、D2、D3、D4在聲光控節(jié)電開關(guān)電路中的應(yīng)用情況如下圖所示圖中，D1是音頻電信號和光控電信號的控制門，D2是反相器，D3、D4是兩級整形電路。C2、R8是整形脈沖的延時電路，控制晶閘管的導(dǎo)通時間，即燈亮后延時關(guān)斷的時刻。4）TTL和CMOS集成電路的使用注意事項（1）輸入端不能懸空：（2）避免靜電感應(yīng)：（3）電源不能接反也不能超壓：學(xué)習(xí)要點1集成邏輯門電路有兩大系列：TTL系列和CMOS系列。2. 集成邏輯門電路引線的編號判斷方法：把標(biāo)志置于左端，逆時針轉(zhuǎn)向自下而上順序讀出序號。3. CMOS集成電路使用時輸入端不能懸空，存放時要用金屬將引腳端接起來或用金屬盒加以屏蔽，電源

15、不能接反也不能超壓。操作指導(dǎo)1.認(rèn)識聲光控節(jié)電開關(guān)電路結(jié)構(gòu)及工作過程聲光控節(jié)電開關(guān)原理圖工作過程：聲音信號由駐極體話筒BM接收并轉(zhuǎn)換成電信號， 經(jīng)C3耦合到VT1的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號送到與非門(D1)的2腳，R4是VT1的偏置電阻，C1是電源濾波電容。為了使聲光控開關(guān)在白天斷開，即燈不亮，由光敏電阻RG等元件組成光控電路，R6和光敏電阻RG組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無光時，光敏電阻的阻值很大，RG兩端的電壓高，即為高電平,此時和被放大的音頻電信號一起加到CD4011的第一個門電路控制門D1的輸入端，控制門打開D1輸出為低電平，使D2輸出為高電平，經(jīng)D2整形后通過二極管VD5送至兩極整

16、形門電路D3、D4（同時很快給C2充電），整形后輸出的高電平作為觸發(fā)延遲信號加到單向晶閘管的門極，使晶閘管導(dǎo)通。同時在聲控信號或光控信號消失后D1關(guān)閉，輸出為 高電平，使D2輸出為低電平，VD5截止，充滿電后的C2只向R8放電，當(dāng)放電到一定電平時，經(jīng)與非門D3使D4輸出為低電平，單向晶閘管失去觸發(fā)信號而截止，完成一次完整的燈由亮到滅的自動熄滅過程。印制板參考圖2.安裝電路（1）元件選擇 見表8-1。（2）元件檢測與整形1）選用的話筒是駐極體話筒，它的測量方法同項目三。2）光敏電阻選用的是625A型，有光照射時電阻為20k以下，無光時電阻值大于100M，說明該元件是完好的。3）清點、檢測其他元件并進(jìn)行