浙江新高考選考通用技術(shù)之電子控制技術(shù)

3浙江高考選考通用技術(shù)之電子掌握技術(shù)概述本模塊是一般高中通用技術(shù)課程的一個(gè)選修模塊。本模塊的教學(xué)應(yīng)緊緊圍繞技術(shù)課程的目標(biāo)開放，著眼于培育學(xué)生的實(shí)踐力量和創(chuàng)精神、提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容的選擇要留意根底性、綜合性、人文性，努力反映電子驗(yàn)、制造和共通力量，使學(xué)生成為電子技術(shù)學(xué)習(xí)的主體，更好地面對(duì)當(dāng)今技術(shù)社會(huì)的挑戰(zhàn)。本模塊的教學(xué)應(yīng)反映必修模塊“技術(shù)與設(shè)計(jì)1”和“技術(shù)與設(shè)計(jì)2”中技術(shù)設(shè)計(jì)的思想方法。-主題構(gòu)造如以下圖。電子掌握技術(shù)電子掌握技術(shù)傳感器數(shù)字電路電磁繼電器電子掌握系統(tǒng)及其應(yīng)用理和應(yīng)用，第四個(gè)主題是將前面三個(gè)主題組合成一個(gè)掌握系統(tǒng)，通過應(yīng)用性設(shè)計(jì)，對(duì)“技術(shù)與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容進(jìn)展應(yīng)用、綜合和拓展遷移。本模塊的重點(diǎn)是在電子掌握系統(tǒng)及其應(yīng)用上。學(xué)問，建議教師在教學(xué)時(shí)補(bǔ)充電阻、電容、電感、三極管、放大器等學(xué)問和常用電子測量儀器如多用電表、示波器的使用方法。模塊的四個(gè)主題，建立電子掌握系統(tǒng)的完整構(gòu)造概念是前提，傳感器、數(shù)字電路、電磁的遷移。一、內(nèi)容構(gòu)造圖:常見傳感器的種類、型號(hào)常見傳感器的種類、型號(hào)生疏傳感器常見傳感器的電路圖形常見傳感器的檢測傳感器常見傳感器的作用傳感器應(yīng)用常見傳感器典型應(yīng)用二、學(xué)問點(diǎn)列表學(xué)習(xí)結(jié)果〔學(xué)問點(diǎn)〕學(xué)習(xí)結(jié)果〔學(xué)問點(diǎn)〕指標(biāo)〕表現(xiàn)水平常見傳感器的種類、型號(hào)·能從外形和標(biāo)識(shí)上識(shí)別光敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、聲敏傳感器、力敏傳感器、氣敏傳感器等常見傳感器·生疏光敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、聲敏路圖形符號(hào)Ⅱ常見傳感器的電路圖形Ⅰ常見傳感器的檢測常見傳感器的作用·能用多用電表檢測光敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏性并推斷好壞·知道光敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、聲敏理信息采集和電信號(hào)轉(zhuǎn)換原理和作用·舉例說明光敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、在自動(dòng)掌握系統(tǒng)中的應(yīng)用ⅡⅠ常見傳感器典型應(yīng)用Ⅰ三、重難點(diǎn)分析〔一〕重點(diǎn)分析1傳感器象人體的感覺器官一樣能感受到外界物理信息的變化能夠采集外界物理信息的唯一元器件，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)掌握的首要環(huán)節(jié)。傳感器種類繁多，常見的電阻式傳感器是將被測量，如光、溫度、濕度、力、氣體濃度等物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值〔間接轉(zhuǎn)換成電流、電壓信號(hào)〕這樣的一種器件。主要有光敏、熱敏、濕敏、壓敏、氣敏等電阻式傳感器件。光敏二極管和光敏三極管對(duì)紅外線敏感，可在紅外遙控電子掌握系統(tǒng)中應(yīng)用。2技術(shù)課程的學(xué)習(xí)要從學(xué)生的生活閱歷動(dòng)身，了解傳感器在日常生活、生產(chǎn)、軍事、環(huán)境人文因素的感悟和理解。〔二〕難點(diǎn)分析1從外形和標(biāo)識(shí)上區(qū)分不同的常見傳感器是其應(yīng)用的根底生疏它們，對(duì)初學(xué)者有較大難度。2發(fā)探究欲望，能比較、推斷傳感器的好壞及引腳極性，正確使用傳感器，這是一個(gè)是試驗(yàn)、探究的過程，是理論和實(shí)踐的結(jié)合，是學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的一個(gè)觀看點(diǎn)。使用，而且不同的傳感器有不同的檢測方法，所以是傳感器教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。四、教學(xué)建議教師在教學(xué)中不要介紹傳感器的工作原理，重點(diǎn)要放在如何讓學(xué)生定性了解傳感器上。因此，教學(xué)中穿插學(xué)生動(dòng)手試驗(yàn)和教師課堂實(shí)物演示就顯的特別重要。如何上好這局部教學(xué)內(nèi)容，建議把握好以下4個(gè)教學(xué)內(nèi)容。1、了解常見傳感器的型號(hào)命名方法：對(duì)于敏感型電阻式傳感器，其型號(hào)一般由四局部組成，第一局部是字母“M”表示敏感型元件，其次局部字母表示敏感類別〔都是拼音的第一個(gè)字母”表示正溫度系數(shù)熱敏電阻F”表示負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻Y”表示壓敏電阻S”表示濕敏電阻、“QGCL”表示力敏電阻，后面兩個(gè)局部表示用途和序號(hào)。例如：MF41是一般旁熱式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，MG42是可見光敏電阻，MSC-1是陶瓷濕敏電阻,等等。對(duì)于非電阻式傳感器，就要查閱有關(guān)手冊(cè)，如光敏二極管常用型號(hào)是2CUXX,管3DUXX，使用時(shí)要留意集電極C和放射極E的區(qū)分。2、定性生疏常見傳感器教師可以先介紹一兩個(gè)常見傳感器將不同的物理信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的最簡潔原理和外形構(gòu)造，教學(xué)中重點(diǎn)是定性介紹常見的傳感器如光敏傳感器、熱敏傳感器、磁敏傳感器、聲敏傳感器、氣敏傳感器等的功能作用。比方，教師可以先介紹電阻型敏感器，其物理信息直接轉(zhuǎn)換的電信號(hào)是電阻值的變化；材料，其電阻值隨溫度的上升而上升；負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是以錳、鎳、銅等的化合物為原料，按肯定比例混合用陶瓷工藝制成，其電阻值隨溫度的上升而降低。對(duì)于非電阻型敏感器，如光敏二極管由硅材料構(gòu)成PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，工作在反流，且隨光強(qiáng)度增大而增大，所以光敏二極管是將光信息直接轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。例：生疏常見傳感器件教師：給學(xué)生看光敏傳感器、熱敏傳感器、聲敏傳感器、氣敏傳感器的實(shí)物，同時(shí)也展現(xiàn)磁敏傳感器、力傳感器和位移傳感器的照片，并介紹各個(gè)傳感器的名稱。教師舉實(shí)物自問自答：為什么稱光敏傳感器。由于它能收集光的信息，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。教師舉實(shí)物問：為什么稱熱敏傳感器。學(xué)生答復(fù)：由于它能收集熱信息，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。教師：它能收集溫度信息，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。溫度是反映物體熱度的物理量。學(xué)生：教師為什么氣敏傳感器引腳這么多，而熱敏傳感只有兩個(gè)引腳。教師：目前對(duì)自然氣〔液化氣〕敏感的傳感器，技術(shù)上還需要4個(gè)引腳其中兩個(gè)引腳需進(jìn)展，會(huì)有一天氣敏傳感器的引腳與光敏傳感器的引腳一樣只有兩個(gè)引腳。3、使學(xué)生直觀生疏傳感器的作用結(jié)論各種傳感器的作用都是一樣的，將非電量信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，不同的是它們敏感的非電量信息不同，有的是光、有的是聲、有的是溫度……。例：傳感器的作用教師試驗(yàn)前預(yù)備：光敏電阻一只、熱敏傳感器一只、電吹風(fēng)一把、指針式萬用表一架、電池組、電阻一個(gè).教師上課演示，同學(xué)觀看。置萬用表于R×1K檔,表筆分別接入光敏電阻的兩個(gè)引腳，1為30千歐，即光敏電阻無光照時(shí)電阻值增大，有光照時(shí)電阻值減小。用電吹風(fēng)對(duì)光敏電阻置萬用表于R×1K檔，表筆分別接入熱敏電阻的兩個(gè)引腳，觀看萬用表指示的電阻值為2千歐姆，用電吹風(fēng)產(chǎn)生熱風(fēng)吹熱敏電阻，熱敏電阻溫度上升的同時(shí)觀看萬用表指示的電阻值漸漸增大，即熱敏電阻隨著溫度的上升，電阻值增大，用手遮蓋熱敏電阻，使它不受光，觀看萬用表熱敏電阻的電阻值不發(fā)生變化，說明熱敏電阻僅拾取溫度的信息。如檢測光敏二極管可用光照法，多用電表選R×1K電阻檔，用黑表筆〔表內(nèi)電池正極〕接光敏二極管負(fù)極，紅表筆接正極，用手遮住光敏二極管光照窗口，此時(shí)電阻接近無窮大；然后，讓光線照耀光敏二極管，電阻會(huì)大幅度減小，可以直觀光敏二極管的特性、可以推斷8～9KΩ，5MΩ。教師做試驗(yàn)小結(jié)：不同的傳感器可以用來收集不同的信息，將信息變化轉(zhuǎn)換為電阻值變感器、力敏傳感器、聲敏傳感器、磁敏傳感器。對(duì)于阻類傳感器，在要求不高的場合，它們隨外界信息變化而變化，則是好的，否則為不良的。不良的傳感器是不能用的。教師：如何將電阻類傳感器電阻隨外界信息變化而變化變換為輸出電信號(hào)隨外界信息變化而變化呢？9.1RRG3V9.1電阻性傳感器檢測電路用手遮蓋光敏傳感器輸出電壓隨光敏傳感器受光面的光強(qiáng)度而變化。教師：這個(gè)試驗(yàn)電路告知我們一個(gè)事實(shí)，電阻性傳感器在應(yīng)用時(shí)要并接由E〔電源〕和R〔電阻〕相串聯(lián)組成的轉(zhuǎn)換電路。該轉(zhuǎn)換電路能使電阻類傳感器電阻隨外界信息變化而變化，變換為傳感器輸出電信號(hào)隨外界信息變化而變化。輸出掌握電壓送執(zhí)行電路。執(zhí)行電路接通路燈開關(guān)，路燈點(diǎn)亮，反之，路燈電源被切斷。4、學(xué)生動(dòng)手試驗(yàn)，加深對(duì)傳感器的應(yīng)用了解。路簡潔、操作簡潔、突出學(xué)生對(duì)傳感器在應(yīng)用性方面的生疏，使學(xué)生知道傳感器的作用在的自動(dòng)掌握系統(tǒng)需使用什么類別的傳感器。例：〔微調(diào)電位器、光敏傳感器、濕敏傳感器、三極管、發(fā)光二極管電阻、多用表、電池組、調(diào)光臺(tái)燈、噴霧器、照度計(jì)、濕度計(jì)、聲強(qiáng)儀等〕試驗(yàn)電路：圖９.2傳感器試驗(yàn)電路510教師：圖９.2是一個(gè)信號(hào)處理電路〔掌握器〕和執(zhí)行器組成的一個(gè)報(bào)警試驗(yàn)電路，報(bào)警時(shí)，發(fā)光二極管V亮，圖中V主要功能是信號(hào)處理，V是執(zhí)行器〔執(zhí)行器也可以是繼電1 2 1器或蜂鳴器等R是限流電阻，限制V亮?xí)r的最大電流，通常R取20ΩV亮?xí)r的流過1 1 1V10mA。R也為限流電阻，防止因傳感器接錯(cuò)，電源直接燒毀三極管的BE1 2圖中，a、ba、ba、b兩點(diǎn)接光敏傳感電阻時(shí)，該電路的功能為照度報(bào)警器；當(dāng)a、b兩點(diǎn)接聲傳感器時(shí)，該電路的功能為噪聲報(bào)警器……。下面以a、b兩點(diǎn)接光敏傳感器為例介紹照度報(bào)警器電路工作原理。光照強(qiáng)度大時(shí)，光敏傳感器的電阻小，依據(jù)分壓原理，電源ER的上的分壓值大，P適當(dāng)調(diào)整R的電阻值，使在b、G0.7V。三極管V因V=0.7VP 2 be電源經(jīng)電阻R，發(fā)光二極管V、三極管VC、EV1 1 2 1發(fā)光二極管被點(diǎn)亮——照度報(bào)警，說明當(dāng)前照度太強(qiáng)了?！矌资W或上百千歐ER上幾乎沒有什么分壓值，三極管V的V值幾乎為零，三極管截止，沒有電流流過P 2 be三極管C、E極，發(fā)光二極管V不亮，說明當(dāng)前光照度沒有超過“戒備線1教師：同學(xué)們想一想，上述電路中，微調(diào)電位器R的與電源E組成一個(gè)轉(zhuǎn)換電路，光p敏傳感器經(jīng)轉(zhuǎn)換電路變換后，就能將光信息變換微電信號(hào)輸出。調(diào)整R的目的是轉(zhuǎn)變?cè)诖_P定的照度條件下，轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓，即報(bào)警照度為“戒備線教師：同學(xué)們爭論一下怎樣調(diào)整照度報(bào)警器?學(xué)生：爭論，答復(fù)〔略〕教師：小結(jié)，試驗(yàn)步驟１〕100Ｌ〔報(bào)警照度〕Ｘ２〕在試驗(yàn)板上接入光敏傳感器，３〕接通電源開關(guān)Ｋ４〕調(diào)整微調(diào)電位器RP５〕用多用表直流電壓檔確認(rèn)，ＶBE

之間的電壓０.７Ｖ６〕關(guān)閉臺(tái)燈，發(fā)光二極管不亮。用多用表直流電壓檔確認(rèn)ＶBE

之間電壓小于０.７Ｖ教師：試驗(yàn)步驟５和６中用電壓表測量Ｖ的電壓這個(gè)操作可以省略。為什么要求大BE家做呢？由于RR產(chǎn)生的電壓降。P P該電壓可以理解為光敏傳感器的輸出電壓，該電壓是否０.７Ｖ打算信號(hào)處理管是導(dǎo)通還是截止，即發(fā)光二極管是亮還是暗。當(dāng)Ｖ為０.７Ｖ時(shí)，三極管時(shí)導(dǎo)通，當(dāng)Ｖ

<０.４ＶBE BE時(shí)，三極管時(shí)截止的。教師：下面分小組做試驗(yàn)。一組做一種傳感器試驗(yàn)。同學(xué)們?cè)谧鲈囼?yàn)的同時(shí)要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神，同時(shí)思考下面二個(gè)問題：１、想一想，在日常生活中，見過什么電子產(chǎn)品用過你做過試驗(yàn)的傳感器２、報(bào)警器的功能有什么地方不滿足，提出建設(shè)性意見試驗(yàn)完畢前每一個(gè)小組派代表答復(fù)上述問題學(xué)生：試驗(yàn)開頭 〔略〕學(xué)生：小組代表發(fā)言。同學(xué)們爭論〔略〕教師：最終作試驗(yàn)小結(jié)〔略〕《常見傳感器的檢測》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)們對(duì)傳感器有一個(gè)感性生疏，初步把握傳感器的檢測方法，了解傳感器將物理量轉(zhuǎn)換為電量的特性，為使用傳感器進(jìn)展電子掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定根底。依據(jù)日常生活中〔用于夜晚樓道聲響照明燈的開關(guān)、熱敏〔自動(dòng)開水壺、磁敏〔門開防盜報(bào)警〕421、使用多用電表的歐姆檔，通過測量傳感器在外界物理量變化時(shí)的電阻值變化規(guī)律，并作好數(shù)據(jù)記錄；2QXD－2到傳感器輸入信號(hào)時(shí)，可掌握發(fā)出四種音樂聲，以及進(jìn)展燈光閃耀和繼電器掌握。二、教學(xué)對(duì)象分析：雖然傳感器在日常生活中應(yīng)用廣泛術(shù)體驗(yàn)，因此對(duì)傳感器對(duì)物理量感受和轉(zhuǎn)換作用并不理解，因此使用多用電表和演示儀器進(jìn)展試驗(yàn)，可增加試驗(yàn)的趣味性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究欲望。本課教學(xué)要求學(xué)生學(xué)會(huì)使用多用電表測量傳感器的電阻隨環(huán)境物理量的變化狀況。學(xué)生對(duì)多用電表的使用嫻熟程度不一，可分組合作、相互學(xué)習(xí)，完成檢測任務(wù)。三、教學(xué)目標(biāo)及分析1、了解常見傳感器的檢測方法；能夠依據(jù)檢測信息對(duì)幾種傳感器進(jìn)展特性分析。學(xué)會(huì)使用多用電表檢測光敏電阻、正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻、磁敏傳感器；2、經(jīng)受傳感器檢測的一般過程，從系統(tǒng)、信息、掌握的角度分析傳感器的作用，從傳感器檢測儀的掌握功能領(lǐng)悟“黑箱”原理；3、培育學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的技術(shù)學(xué)習(xí)習(xí)慣〔如不要將溫度計(jì)折斷、不要被開水燙了等解決問題力量的培育，領(lǐng)悟技術(shù)試驗(yàn)的一般思想方法。教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)會(huì)生疏、檢測幾種常見的傳感器。教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)測量數(shù)據(jù)的分析歸納。四、教學(xué)策略及媒體的運(yùn)用1、教師先搜集各種生活中傳感器應(yīng)用和各種傳感器比照的圖片資料，擴(kuò)大學(xué)生的學(xué)問面；2、將檢測流程簡潔、現(xiàn)象明顯的光敏電阻的檢測安排在開頭，集中觀看，然后由學(xué)生應(yīng)用類似方法設(shè)計(jì)其它幾種傳感器的檢測；3、各小組依據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)展?fàn)幷?、推選代表發(fā)言歸納。五、教學(xué)預(yù)備1/1/1/組溫度傳感器特性測試試驗(yàn)儀器：小電熱棒111光敏傳感器特性測試試驗(yàn)儀器：調(diào)光臺(tái)燈11六、教學(xué)過程過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)及預(yù)期目標(biāo)設(shè)計(jì)思路多媒體用圖片展現(xiàn)各種生活中傳感器培育學(xué)生對(duì)展現(xiàn)應(yīng)用事例和各種傳感器名稱、符號(hào)和作用傳感器的興趣多用電11、分組爭論、確定檢測方運(yùn)用根本方表檢測的電阻或通斷狀況，并記錄數(shù)據(jù)；2理信息的強(qiáng)度；留意特別留意法、分組操作；2、加熱水杯，將熱敏傳感值隨溫度變化狀況；法解決問題，歸納檢測步驟溫度傳感器在常溫順100C0時(shí)的阻值，留意測量光敏電阻的暗電阻；3、歸納舉例。3、將調(diào)臺(tái)燈照耀光敏傳感照度變化的狀況；3、溝通、爭論、歸納傳感器的特性儀器演11、在演示儀上接插不同的示使用；2、介紹“黑箱”理論。3、組織學(xué)生演示說明結(jié)論。傳感器，觀看現(xiàn)象；2、領(lǐng)悟“黑箱”理論；3、分析試驗(yàn)現(xiàn)象，歸納論設(shè)計(jì)的路總結(jié)整1畫出電阻值隨環(huán)境物理量培育學(xué)生技理測方法；2測方法報(bào)告并歸納整理術(shù)學(xué)習(xí)的良好1、溫度傳感器檢測試驗(yàn)：多用電表置R×100溫度計(jì)測得起始加熱時(shí)的水溫為25C，此時(shí)多用電表測得熱敏電阻〔型號(hào)：TTC103〕的阻值是5Ω；用電熱棒加溫，隨著水溫不斷上升，熱敏電阻隨之下降〔負(fù)溫度系數(shù)，當(dāng)水溫100C0500Ω。10個(gè)不同溫度作為觀測點(diǎn)，測出熱敏電阻的10個(gè)不同電阻值，列出表格并畫出電阻值隨溫度變化的曲線。2、光敏傳感器檢測試驗(yàn)：多用電表置R×100100LUX,測得光敏電阻值為3KΩ，672LUX1.1KΩ。10不同光照度作為觀測點(diǎn)，測出光敏電阻的10個(gè)不同電阻值，列出表格并畫出電阻值隨光照度變化的曲線。一、內(nèi)容構(gòu)造圖數(shù)字信號(hào)的特性及優(yōu)點(diǎn)數(shù)字信號(hào)的特性及優(yōu)點(diǎn)數(shù)字信號(hào)10三極管數(shù)字電路根本規(guī)律門與、或、非門與非、或非門數(shù)字集成電路類型數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路應(yīng)用二、學(xué)問點(diǎn)列表學(xué)習(xí)結(jié)果〔學(xué)問點(diǎn)〕數(shù)字信號(hào)的特性及優(yōu)點(diǎn)

指標(biāo)當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時(shí)，他們能夠·數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的區(qū)分？·了解數(shù)字信號(hào)的特性·舉例說明數(shù)字信號(hào)相對(duì)模擬信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)

表現(xiàn)水平ⅡⅠⅡ數(shù)字信號(hào)中“1”和“0”·知道數(shù)字信號(hào)中“1”和“0”的意義 Ⅱ·了解數(shù)字電路是能便利處理“1”和“0”兩種狀態(tài)Ⅰ信號(hào)的電路三極管·了解三極管的開關(guān)特性·了解三極管的開關(guān)特性是規(guī)律門電路的根底ⅠⅠ與門、或門、非門·列舉與、或、非規(guī)律關(guān)系在日常生活中的表現(xiàn)事例·生疏與門、或門、非門的電路符號(hào)·生疏與門、或門、非門輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的ⅠⅠⅠ規(guī)律關(guān)系表達(dá)式·會(huì)填與門、或門、非門的真值表、會(huì)畫波形圖 Ⅱ與非門、或非們 ·知道與非門、或非門的電路符號(hào) Ⅰ輯關(guān)系表達(dá)式·會(huì)填與非門、或非門的真值表、會(huì)畫波形圖 Ⅱ數(shù)字集成電路類型 ·知道數(shù)字集成電路有TTL和CMOS兩種類型 Ⅰ·了解TTL型和CMOS型集成電路構(gòu)成 Ⅰ·識(shí)別TTL和CMOS數(shù)字集成電路 Ⅰ·比較TTL型和CMOS型集成電路在電氣特性方面的 Ⅱ差異·了解使用TTL型和CMOS型集成電路的留意事項(xiàng) Ⅰ數(shù)字集成電路應(yīng)用 ·能用數(shù)字集成電路安裝簡潔的有用電路裝置 Ⅱ能夠?qū)?shù)字電路進(jìn)展簡潔的組合設(shè)計(jì)和制作并進(jìn) Ⅱ行試驗(yàn)三、重難點(diǎn)分析〔一〕重點(diǎn)分析1道都是由與門、或門、非門這三種根本門電路構(gòu)成的。門電路的輸出數(shù)據(jù)由輸入數(shù)據(jù)打算，其規(guī)律關(guān)系函數(shù)表達(dá)式表達(dá)了門電路的輸出與輸入之間的關(guān)系。真值表以表格形式反映了輸入信號(hào)全部變化可能性對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的關(guān)系數(shù)表達(dá)式的表格化形式，真值表是理解數(shù)字電路工作狀態(tài)的重要依據(jù)。達(dá)式打算的。本質(zhì)都是一樣的。2TTLCMOS數(shù)字集成電路有TTLCMOSTTL與CMOS型，TTL主要由NPNCMOS這兩種集成電路的構(gòu)造和電氣性能有很大不同，使用時(shí)，理解它們的特性格外重要。TTLCMOS較大的差異，所以TTLCMOS比較工程TTLCMOS0〔輸出時(shí)〕0.3～0.4V0～0.4V0〔輸入時(shí)〕0.3～0.8V0～1.5V1〔輸出時(shí)〕2.4～3.6V3.5～Vd〔電源電壓〕1〔輸入時(shí)〕2～3.6V3.5～Vd〔電源電壓〕規(guī)律擺幅小大輸入阻抗低〔約幾KΩ〕工作電壓5V3～18V平均傳輸延遲時(shí)間快〔約十幾ns〕慢(約幾十ns)功耗大〔約十幾mW〕低〔約幾個(gè)uW〕閾值電壓1.5V2.5V〔5V時(shí)〕扇出系數(shù)850集成度低高抗輻射力量弱強(qiáng)TTLCMOS系是一樣的，不影響對(duì)電路的規(guī)律分析。3用數(shù)字集成電路構(gòu)成簡潔有用電路，是數(shù)字集成電路應(yīng)用和構(gòu)成較簡單組合數(shù)字電路的根底。學(xué)生通過電路安裝，可以生疏和生疏電子元器件，初步把握焊接、安裝技巧，體驗(yàn)成功的歡快，培育對(duì)電子技術(shù)的興趣。在教學(xué)時(shí)可選用與、或、非、與非、或非等集成門構(gòu)成多諧振蕩電路，利用多諧振蕩器搭接電子門鈴、報(bào)警器等簡潔、好玩電路，有興趣的學(xué)生調(diào)?！捕畴y點(diǎn)分析1好理解；而數(shù)字信號(hào)是對(duì)模擬信號(hào)的人為加工和處理，它以另外一種形式〔01的編碼〕的一個(gè)難點(diǎn)。2、數(shù)字電路簡潔的組合設(shè)計(jì)和制作試驗(yàn)學(xué)生通過數(shù)字電路簡潔的組合設(shè)計(jì)，要學(xué)會(huì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇、識(shí)別電子元器件，焊接、安裝電路、學(xué)會(huì)寫試驗(yàn)報(bào)告，初步體驗(yàn)電子技術(shù)試驗(yàn)的一般過程。數(shù)字電路的組合設(shè)計(jì)要建立在簡潔數(shù)字集成電路安裝的根底之上，是對(duì)簡潔數(shù)字集成電路的組合應(yīng)用。四、教學(xué)建議1、正確理解數(shù)字信號(hào)面的了解數(shù)字信號(hào)、較準(zhǔn)確地理解數(shù)字信號(hào)的特性：模擬信號(hào)：自然界中聲、光、熱、力等物理信息經(jīng)相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，信息的強(qiáng)度和變化規(guī)律。模擬信號(hào)的主要缺點(diǎn)：①噪聲簡潔疊加在模擬信號(hào)上，引起信號(hào)失真；②不便計(jì)算機(jī)處理。十進(jìn)制數(shù)與成二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換：如：9＝〔1001〕，7＝〔0111〕，5＝〔0101〕，3＝〔0011〕等等。2 2 2 2把握十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)的特性，可以幫助學(xué)生理解數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的過程〔示意〕如下：①例如聲音信號(hào)經(jīng)聲敏傳感器〔話筒〕轉(zhuǎn)換成電壓Ua9.3〔a〕所示：②依據(jù)采樣定理，由采樣電路對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)展采樣，輸出采樣電壓信號(hào)波形如圖9.3〔b〕所示，采樣信號(hào)是離散的模擬信號(hào)，只要采樣頻率足夠高，采樣信號(hào)能正確無誤地表示模擬信號(hào)；③A/D轉(zhuǎn)換器將采樣后的模擬信號(hào)經(jīng)量化、編碼后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，如圖9.3〔c〕所2V0010,7V0111,9V1001。9.3對(duì)模擬信號(hào)采樣、編碼示意圖12數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)：0101的信號(hào)，相對(duì)模擬信號(hào)有顯著的優(yōu)點(diǎn)：①數(shù)字信號(hào)簡潔抑制失真問題：在傳輸、放大處理過程中失真的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)限幅、整形處理后，即可復(fù)原；②數(shù)字信號(hào)抗噪聲干擾力量強(qiáng)：可承受多種算法對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)展檢錯(cuò)糾錯(cuò)；③數(shù)字信號(hào)便于計(jì)算機(jī)和大規(guī)模數(shù)字集成電路存儲(chǔ)、處理。④經(jīng)數(shù)字電路處理后的數(shù)字信號(hào)，依據(jù)需要，可用D/A25V1.5V7805集5V電源供試驗(yàn)室使用。59.47805地端，③腳為+5V穩(wěn)壓輸出端；它具有1.5A的輸出力量，內(nèi)部有限流保護(hù)、過寵保護(hù)和過壓保護(hù)，承受低噪聲、溫度漂移小的基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源，工作穩(wěn)定牢靠。1 2IC7805+C12200uF

3 C20.1uF

+5v_9.45V變壓器可選用8W以上電源變壓器，使用前要測一下線圈的直流電阻，線圈電阻大的為初級(jí)線圈接220V溝通電源。橋式整流器可選用全橋整流塊，整流塊的②、③腳接變壓器次級(jí)線圈，④腳接地，①腳接三端穩(wěn)壓器的輸入端，濾波電容C1選用大容量電解電容，C2為小容量電解電容以消退可能產(chǎn)生的高頻自激振蕩。3通過推斷規(guī)律門的試驗(yàn)，可以加深學(xué)生對(duì)真值表和規(guī)律函數(shù)關(guān)系表達(dá)的感性生疏。1：試驗(yàn)推斷規(guī)律門一、教師先將學(xué)生分組～6個(gè)為一組2焊錫絲、274LS0874LS324鈕、410KΩ電阻、200Ω100Ω電阻、22145V電源一個(gè)、多用電表一塊等等。教師在黑板上畫出兩個(gè)電路圖，如圖9.59.613圖9.5與門試驗(yàn)電路 圖9.6或門試驗(yàn)電路1、教師讓學(xué)生比照電路圖，生疏元器件，留意集成電路的型號(hào)和引腳的排列挨次，電阻的阻值和發(fā)光二極管的極性、電源的正極和地。2、教師講解焊接的留意事項(xiàng)，如元件管腳去氧化處理鍍錫，為避開焊接時(shí)損壞芯片，對(duì)于集成電路最好加上插座，先將插座焊接在蜂巢板上，使用時(shí)再插上芯片等；輸入輸出V⑥電壓A10B10V1011101輸入輸出V⑥電壓A20B20V2011輸入輸出V⑥電壓A10B10V1011101輸入輸出V⑥電壓A20B20V2011101表9.1與門試驗(yàn)真值表 表9.2或門試驗(yàn)真值表二、學(xué)生自主探究：1、以小組為單位，利用分發(fā)的零配件，分別按圖9.59.62、焊接完畢后，進(jìn)展試驗(yàn)：按表格要求觀看A、B通斷的四種不同組合的二極管V亮滅狀況，同時(shí)測量芯片第⑥腳的電壓值，并將試驗(yàn)結(jié)果填入表格中；3、依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展小組爭論觀看分析真值表，導(dǎo)出規(guī)律關(guān)系函數(shù)表達(dá)式；推斷數(shù)字集成電路的功能；依據(jù)V⑥的電壓值，推斷數(shù)字集成電路的類型〔是TTL還是CMOS〕。三、教師進(jìn)展總結(jié)：74LS082〔2〕，74LS322TTL00.1V，13.6V〔假設(shè)是CMOS00V，15V〕。R31.6V～2V,50mA。假設(shè)不加限流電阻，發(fā)光二極管會(huì)燒毀。四、學(xué)生完成試驗(yàn)報(bào)告：報(bào)告應(yīng)包括：試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)器材、試驗(yàn)電路、試驗(yàn)結(jié)果、結(jié)果分析等五個(gè)方面主要內(nèi)容。4、用數(shù)字集成電路安裝簡潔的有用電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)是數(shù)字集成電路的典型應(yīng)用之一，脈沖信號(hào)既可作為數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘脈多諧振蕩器頻率的計(jì)算方法，以便調(diào)整頻率、轉(zhuǎn)變門鈴聲音。14構(gòu)成多諧振蕩器，目的是使學(xué)生把握多種設(shè)計(jì)方案，以便試驗(yàn)、比較、選擇。例2 CMOS門電路構(gòu)成非對(duì)稱式多諧振蕩器試驗(yàn)用多諧振蕩器構(gòu)成天亮叫醒電路如圖9.7所示元器件作用：ICCD4011型CMOS2U1間接有反響電阻R1,它工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，把它的輸出電壓直接接到U2的輸入端作為U2U2也工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，其輸出經(jīng)電容C1U1BRG選用硫化鎘光敏電阻MG41—23,其暗電阻≥5MΩ、亮電阻≤5KΩ。工作原理：天黑時(shí)，因R≥5ΩU＝“B不叫；天亮?xí)r，因R≤5ΩU＝“1U1與U2之間引起自激振蕩，使電路在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)中轉(zhuǎn)換，于是電路不停地振蕩。由理論推導(dǎo)可知，電路的振蕩周期為：T≈1.4R1C1〔適用TTL。試驗(yàn)：①可調(diào)整W②可轉(zhuǎn)變R1、C1＋5VRGUkW82K圖9.7非對(duì)稱式多諧振蕩器天亮報(bào)警電路例3 CMOS門電路構(gòu)成對(duì)稱式多諧振蕩器試驗(yàn)15圖9.8 對(duì)稱式多諧振蕩器電路9.8所示，它由兩個(gè)與非門和—對(duì)RC定時(shí)元件組成，其中R＝R＝R，C＝C＝C，BSS5VS1 2 1 2振蕩器停振。接通電源后，與非門U1U2R1R2,工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，U1、C1、U2、C2構(gòu)成正反響回路，假設(shè)有一點(diǎn)小的干擾，就會(huì)引起自激振蕩，使電路在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)中轉(zhuǎn)換，于是電路不停地振蕩。由理論推導(dǎo)可知，電路的振蕩周期為：T≈1.4RC〔適用TTL。在作試驗(yàn)時(shí)，R、C可選用不同的值進(jìn)展試驗(yàn)，用示波器觀看輸出波形的變化，聽蜂鳴器發(fā)出不同的聲音。5、數(shù)字電路簡潔的組合設(shè)計(jì)和制作試驗(yàn)數(shù)字電路的組合設(shè)計(jì)要建立在簡潔數(shù)字集成電路安裝的根底之上組合設(shè)計(jì)。例4可變調(diào)的天亮叫醒電路232電路U23電路的掌握端S，9.9U1U2U3U4產(chǎn)生較高頻率，讓U1、U2產(chǎn)生的較低頻率振蕩掌握U3、U4的信號(hào)，就是較高頻率信號(hào)對(duì)較低頻率信號(hào)的調(diào)制。工作原理：天黑時(shí)，因R≥5ΩU＝UU2振蕩器不起振，掌握端SU3、U4天亮?xí)r，因R≤5Ω，U＝1U、U2S①S＝1，U、U4振蕩器起振，輸出較高頻率信號(hào)；②S＝0，U、U4振蕩器暫停工作，無信號(hào)輸出。其輸出信號(hào)V09.10T1為U1、U2T2U3、U4＋RVW圖9.9可變調(diào)天亮報(bào)警電路Vt圖9.10組合電路輸出調(diào)制信號(hào)1619一、內(nèi)容構(gòu)造圖電磁繼電器電磁繼電器常見繼電器種類無觸點(diǎn)繼電器電磁繼電器繼電器常識(shí)直流電磁繼電器繼電器的使用單向可控硅可控硅雙向可控硅二、學(xué)問點(diǎn)列表學(xué)習(xí)結(jié)果〔學(xué)問點(diǎn)〕學(xué)習(xí)結(jié)果〔學(xué)問點(diǎn)〕指標(biāo)〕表現(xiàn)水平常見繼電器種類·知道繼電器是“以弱電信號(hào)掌握高電壓、強(qiáng)電流工作電路”的執(zhí)行部件·知道電磁繼電器有直流、溝通、時(shí)間繼電器等種類型ⅠⅠⅠ直流電磁繼電器·了解單組觸點(diǎn)直流電磁繼電器的構(gòu)造·描述述直流電磁繼電器的工作過程·了解直流電磁繼電器的規(guī)格參數(shù)和規(guī)格·學(xué)會(huì)用直流電磁繼電器搭接簡潔有用的掌握電路·知道單向可控硅的構(gòu)造和電路符號(hào)·了解單向可控硅的簡潔工作原理·知道雙向可控硅的構(gòu)造和電路符號(hào)·了解雙向可控硅的簡潔工作原理·嘗試用雙向可控硅簡潔搭接簡潔有用的掌握電路ⅠⅠⅠⅡ直流電磁繼電器的使用單向可控硅雙向可控硅ⅡⅠⅠⅠⅠⅠ三、重難點(diǎn)分析〔一〕重點(diǎn)分析1、直流電磁繼電器的構(gòu)造和工作過程直流電磁繼電器是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)閉合和斷開的掌握元件，它可以小電流、低電壓掌握較大電流、高電壓，用直流掌握溝通等，并可將被控電路與掌握電路完全隔離，在自動(dòng)掌握、保護(hù)電路等方面有廣泛的應(yīng)用。繼電器由電磁線圈、銜鐵、常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、切換觸點(diǎn)組成，當(dāng)電磁線圈通電吸合銜鐵，帶動(dòng)觸點(diǎn)接觸變換。2、直流電磁繼電器搭接簡潔有用的掌握電路用直流電磁繼電器搭接簡潔掌握電路，驗(yàn)證繼電器的原理和工作過程。3、雙向可控硅的簡潔應(yīng)用可控硅具有以小電流〔電壓〕掌握大電流〔電壓〕作用，并具有體積小、重量輕、功耗低、開關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在無觸點(diǎn)開關(guān)、可控整流、調(diào)壓、調(diào)光、調(diào)速等方面應(yīng)用廣泛。〔二〕難點(diǎn)分析1假設(shè)繼電器選用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生不能牢靠工作、通電不能吸合、燒壞接觸點(diǎn)、尺寸不適宜無法安裝等問題，繼電器種類很多，依據(jù)不同的電路選擇適宜的繼電器，有肯定難度。2如何使用可控硅。四、教學(xué)建議〔參數(shù)和根本工條件，從構(gòu)造和掌握結(jié)果上說明它是無觸點(diǎn)繼電器，進(jìn)而介紹它的優(yōu)點(diǎn)。小組試驗(yàn)為主，讓學(xué)生通過觀看、分析試驗(yàn)的結(jié)果，把握本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。教師可參照下面的試驗(yàn)過程進(jìn)展教學(xué)設(shè)計(jì)。1、直流電磁繼電器的選用原則路數(shù)、負(fù)載的性質(zhì)〔電阻性還是電感性〕以及使用環(huán)境等因素選擇繼電器?，F(xiàn)以JZC-22FA005型超小型中功率直流電磁繼電器為例進(jìn)展說明：觸點(diǎn)形式：1H,1D,1Z;111額定工作電壓：5V,繼電器正常工作時(shí)線圈電壓;吸合電壓：4v,繼電器產(chǎn)生吸合時(shí)的最小電壓，一般為額定值的75%～80%;線圈電阻：75Ω，是繼電器線圈的直流電阻值；額定工作電流：66mA，繼電器正常工作時(shí)線圈電流;觸點(diǎn)負(fù)荷：3A×220V10A×28V〔7〕外形尺寸：(L×W×H)=22.5×16.5×16.5mm。2、直流電磁繼電器在數(shù)字電路掌握系統(tǒng)中的使用建議數(shù)字電路的電源一般是5V，為簡化電路以免設(shè)置多路電源，如無特別要求，一般3V～5V的小型直流繼電器；一般不直接用數(shù)字電路的輸出去驅(qū)動(dòng)直流繼電器，要加驅(qū)動(dòng)電路。＋5VVDJ驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入＋5VVDJ驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入VT90139.11電路所示，三極管VT1VTVT的集電極電壓Vc≈0.2V，繼電器K吸合工作。當(dāng)輸入驅(qū)動(dòng)的數(shù)字信號(hào)為0時(shí)，VTJ9.11繼電器驅(qū)動(dòng)電路并接保護(hù)二極管VD，在開關(guān)三極管VT截止斷開的瞬間，繼電器線圈產(chǎn)生的反向高壓可以通過二極管VDVT2數(shù)字電路掌握繼電器試驗(yàn)?zāi)康模毫私鈹?shù)字電路的輸出是如何驅(qū)動(dòng)電磁繼電器工作的R1R110K+5VVD1J+5VVD1J1143VD274LS00AVT2 7 R2100ΩR3330Ω如圖9.12〔1〕元器件選擇：74LS002將①腳接＋5V,這樣將與非門變成了非門U③=A。VD11N4001,發(fā)光二極管〔LED〕VD2BFP55mm，開關(guān)三極管VT9013〔625mW〕,繼電器選用JRC-21F—5VDC.〔1〕工作過程：AA=0,U③=A=1,VTJ通電吸合工作，常開觸點(diǎn)閉合〔能聽到觸點(diǎn)觸動(dòng)聲〕接通LED電路，點(diǎn)亮發(fā)光二極管。松開按鈕AA=1,與非門輸出U③=A=0,開關(guān)三極管VTJ斷電釋放，常開觸點(diǎn)復(fù)位〔能聽到觸點(diǎn)觸動(dòng)聲〕切斷LED電路，發(fā)光二極管熄滅。3、雙向可控硅的觸發(fā)特性和工作過程：雙向可控硅的電路符號(hào)是VS，有三個(gè)電極陽極A1、A2、掌握極G；9.13A1A1A2GVS圖9.13雙向可控硅電路符號(hào)觸發(fā)條件：當(dāng)A1—A2A1—G流時(shí)〔不管極性，可控硅雙向?qū)ǎ豢煽毓鑼?dǎo)通后，去掉A1—G間的觸發(fā)電壓，可控硅仍始終保持導(dǎo)通；當(dāng)A1—A2A1—A2例1 用多用電表檢測雙向可控如圖9.14為雙向可控硅的管腳電極。A1A2 G〔1〕檢測掌握極G與主電極A1、A2之間的電阻：將多用電表置“R×1Ω”擋，測G與A1A1A2 G正、反向電阻均應(yīng)為較小阻值； 圖9.14雙向可控硅正面引腳圖測G與A2之間的正、反向電阻，均應(yīng)為無窮大?！?〕檢測導(dǎo)通特性：將多用電表黑表筆接A1，紅表筆接A2，阻值應(yīng)為無窮大，用螺絲刀將GA2短接一下，表針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)并保持在十幾歐姆處，否則說明可控硅已損壞。如TLC386A雙向可控硅，其耐壓為700V，額定導(dǎo)通電流為3A。例2 用可控硅設(shè)計(jì)、安裝可調(diào)光臺(tái)燈試驗(yàn)9.15所示〔1〕元器件的選擇與作用：雙向可控硅VS選用TLC386A，雙向二極管VD2CTS,一般狀況下，VD呈高阻截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)外加電壓〔無論極性〕高于VD的擊穿電壓〔約幾十伏， 燈泡

WA2A2VSA1R雙向二極管就擊穿導(dǎo)通。 2.7K〔2〕工作原理：溝通電經(jīng)燈泡、W、R對(duì)電容C充電，當(dāng)C上的電壓高于

S～220V

GC VDVD的擊穿電壓時(shí)，C通過VD向 0.1u/300v可控硅的掌握極G放電，觸發(fā)雙向可控硅VS導(dǎo)通。轉(zhuǎn)變W值，就轉(zhuǎn)變了C的充電速度， 圖9.15雙向可控硅調(diào)壓電路控硅的導(dǎo)通角，完成溝通調(diào)壓。在作本電路試驗(yàn)時(shí)，要留意安全、防止觸電?？蓪㈦娐钒惭b在臺(tái)燈的絕緣底座內(nèi)，檢查焊接和絕緣沒問題時(shí)，再通電試驗(yàn)。一、內(nèi)容構(gòu)造圖根本組成根本組成電子掌握系統(tǒng)概述工作過程設(shè)計(jì)電子掌握系統(tǒng)應(yīng)用開環(huán)電子掌握系統(tǒng)安裝調(diào)試設(shè)計(jì)、安裝閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)調(diào)試和改進(jìn)組成、分類及應(yīng)用遙控電子掌握系統(tǒng)簡潔遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試二、學(xué)問點(diǎn)列表學(xué)習(xí)結(jié)果〔學(xué)問點(diǎn)〕電子掌握系統(tǒng)的根本組成電子掌握系統(tǒng)的工作過程開環(huán)電子掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)的調(diào)試和改進(jìn)遙控電子掌握系統(tǒng)

指標(biāo)當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時(shí)，他們能夠〕 表現(xiàn)水平輸出執(zhí)行環(huán)節(jié)的作用與聯(lián)系了解閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)的組成了解反響環(huán)節(jié)的作 Ⅰ用能用方框圖分析生活中常見的開環(huán)電子掌握系統(tǒng)的Ⅱ工作過程能用方框圖分析生活中常見的閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)的Ⅱ工作過程·能用數(shù)字集成電路等安裝簡潔的有用電路 Ⅱ能用常用電子儀器如多用電表和示波器等對(duì)該電路Ⅱ進(jìn)展調(diào)試·能應(yīng)用該電路設(shè)計(jì)和安裝開環(huán)電子掌握系統(tǒng) Ⅱ·能用集成電路等設(shè)計(jì)和安裝簡潔的閉環(huán)掌握系統(tǒng) Ⅱ·能對(duì)簡潔的閉環(huán)掌握系統(tǒng)進(jìn)展調(diào)試和改進(jìn) Ⅱ·了解常見的遙控系統(tǒng)的組成、分類及應(yīng)用 Ⅰ調(diào)試 Ⅱ三、重難點(diǎn)分析〔一〕重點(diǎn)分析1、用方框圖分析生活中常見的閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)的工作過程可使學(xué)生站在系統(tǒng)的高度，分析系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的相互聯(lián)系、相互作用、選擇、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，學(xué)會(huì)技術(shù)決策、科學(xué)決策的方法?！?〕了解閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的作用：①輸入環(huán)節(jié)：輸入掌握信號(hào)，這個(gè)掌握信號(hào)可以是人為預(yù)先設(shè)定也可以是由傳感器采集外界物理信息轉(zhuǎn)換來的；②掌握環(huán)節(jié)：由電子集成電路構(gòu)成，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)展比較、分析、處理輸出掌握信號(hào)，這個(gè)掌握信號(hào)可以是提示性信號(hào)〔如一組“音樂”或“報(bào)警”電信號(hào)〕也可以是掌握繼電器工作的觸發(fā)信號(hào)；③輸出環(huán)節(jié)：是電子掌握系統(tǒng)的執(zhí)行環(huán)節(jié)，可以是繼電器、也可以是喇叭等被控對(duì)象；④被控對(duì)象：往往是電爐絲、電燈、電動(dòng)機(jī)等大功率設(shè)備；⑤檢測、反響環(huán)節(jié)：主要由傳感器組成，監(jiān)測被控量〔如溫度等信號(hào)；處理。用數(shù)字集成電路等安裝簡潔的有用電路來設(shè)計(jì)和安裝開環(huán)電子掌握系統(tǒng)，學(xué)生通過用數(shù)字集成電路等安裝簡潔的有用電路來設(shè)計(jì)和安裝開環(huán)電子掌握系統(tǒng)，可使學(xué)生站在系統(tǒng)的高度，分析開環(huán)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的作用和掌握關(guān)系、選擇、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。選擇、識(shí)別電子元器件，焊接、安裝、調(diào)試電路、完成試驗(yàn)報(bào)告，體驗(yàn)電子技術(shù)試驗(yàn)的全過程。是對(duì)本章所學(xué)傳感器、數(shù)字集成電路和繼電器學(xué)問的綜合應(yīng)用?！捕?、用集成電路等設(shè)計(jì)和安裝簡潔的閉環(huán)掌握系統(tǒng)，依據(jù)任務(wù)要求，畫出閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)的方框圖；依據(jù)任務(wù)要求，具體分析各個(gè)環(huán)節(jié)的作用，提出技術(shù)要求、指標(biāo)；選擇符合技術(shù)要求、指標(biāo)的傳感器類型、掌握環(huán)節(jié)的構(gòu)造電路、繼電器類型和適宜的被控對(duì)象；畫出具體的閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)電路圖；安裝電路：可用面包板接插或用蜂巢板焊接。2、電子掌握系統(tǒng)的調(diào)試和改進(jìn)〔如離散度較大求，甚至不能工作，所以調(diào)試、改進(jìn)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，也是一個(gè)難點(diǎn)。電子掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要經(jīng)過比較、選擇和優(yōu)化，因此調(diào)試、改進(jìn)這個(gè)環(huán)節(jié)，一般不對(duì)電路構(gòu)造作大的改動(dòng)，只對(duì)元器件的參數(shù)進(jìn)展調(diào)整，以到達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。把握電路工作原理，了解有關(guān)參數(shù)的調(diào)整方法，如在多諧振蕩器電路中有那些元蕩器是否工作。電子測量儀器是調(diào)試電子掌握系統(tǒng)的主要技術(shù)手段，多用電表可以推斷電子元器技術(shù)指標(biāo)到達(dá)設(shè)計(jì)要求。四、教學(xué)建議器、數(shù)字集成電路和繼電器學(xué)問的綜合應(yīng)用。另一方面，是培育學(xué)生如何從整體動(dòng)身，分析和設(shè)計(jì)電子掌握系統(tǒng)。雖然電子掌握系統(tǒng)課程中的“系統(tǒng)能設(shè)計(jì)和安裝簡潔的閉環(huán)掌握系統(tǒng)，并進(jìn)展調(diào)試和改進(jìn)。1、在電子掌握系統(tǒng)及其應(yīng)用的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生親歷設(shè)計(jì)的過程活的四周無處不見電子掌握技術(shù)，教學(xué)中考慮如何引導(dǎo)學(xué)生親歷設(shè)計(jì)的過程是格外重要的，其重要性在于這種引導(dǎo)要能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)技術(shù)問題的興趣和爭論愿望提出問題，然后再用多種方法解決問題。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)多考慮以引導(dǎo)者的身份消滅，制造一種開放、民主、活潑、進(jìn)取的學(xué)習(xí)氣氛，鼓舞學(xué)生開放想象，大膽創(chuàng)，使教學(xué)成為生動(dòng)活潑，師生互動(dòng)的過程，使全班同學(xué)在學(xué)習(xí)中都得到進(jìn)展。例：教學(xué)設(shè)計(jì)可以考慮安排學(xué)生回家用電飯煲煮一頓飯，用全自動(dòng)洗衣機(jī)洗一次衣服，用……，并觀看記錄試驗(yàn)的過程。經(jīng)同學(xué)們課堂爭論后，教師提出一系列為什么。如：為什高。2、從應(yīng)用的角度理解電子掌握系統(tǒng)技能，它是需要實(shí)踐的積存，不能要求太高。1開環(huán)掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作9.5它由傳感圖9.16開環(huán)電子掌握系統(tǒng)組成方框圖于掌握精度不高的場合。能要求。教師：開環(huán)電子掌握系統(tǒng)的原理框圖如圖9.16所示。下面同學(xué)們爭論一下每個(gè)框圖采用什么單元電路。同學(xué)：喧鬧爭論。教師小節(jié)：依據(jù)開環(huán)掌握系統(tǒng)的原理框圖和同學(xué)們爭論的結(jié)果，應(yīng)承受如圖9.17所示的掌握電路。24圖9.17掌握燒水報(bào)警電路教師：圖中溫度傳感器R是選擇負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。當(dāng)水溫上升時(shí)電阻減小，反T之電阻增大，電位器RRRVTVDVDGGRP 1 2 1 2 1 1 2 3CRCf=1.4RC1 3 1 31VD為發(fā)光二極管，由它完成光報(bào)警。下面分析電路的工作過程。1調(diào)整R可轉(zhuǎn)變電阻，設(shè)定報(bào)警溫度。當(dāng)水溫上升，R電阻值減小，V電壓數(shù)值上升，P T beV電壓數(shù)位小，這時(shí)VTV不亮。D點(diǎn)低電壓,使VD導(dǎo)通，將非門Gbe 1 D1 2 1使非門GG諧振蕩器處于停振狀態(tài)，揚(yáng)聲器無聲，說明水的溫度低于設(shè)定的報(bào)警溫度。1 2當(dāng)水的溫度升至設(shè)定的報(bào)警溫度時(shí)，V電壓數(shù)值增大導(dǎo)使VT導(dǎo)通，電源經(jīng)VTE、Cbe 1 1極、VDR構(gòu)成回路，電流經(jīng)過發(fā)二極管VDVD亮。同時(shí)，電流經(jīng)過R產(chǎn)生較大的壓降，1 2 1 1 2DVD截至，由非門GG2 1 29.6R1

為限流阻，其功能是保護(hù)VT1

放射結(jié)，防止因操作失誤而損壞，R的阻值打算VT飽和時(shí)的導(dǎo)通電流。因此它實(shí)質(zhì)是調(diào)整報(bào)警時(shí)發(fā)光二極管的亮2 1度。通常發(fā)光二極管設(shè)計(jì)的工作電流為10mA左右。這時(shí)，對(duì)應(yīng)R的阻值約為5002術(shù)要求嗎？掌握電路輸出的掌握信號(hào)強(qiáng)嗎？聲光報(bào)警強(qiáng)度夠嗎？這一切還需要試驗(yàn)來驗(yàn)證調(diào)試和修改。符合技術(shù)要求的傳感器型號(hào)，想一想制作與調(diào)整的步驟，為下一堂課試驗(yàn)做預(yù)備。2閉環(huán)掌握系統(tǒng)恒溫箱。教師：恒溫掌握是什么掌握？設(shè)計(jì)時(shí)要承受什么掌握系統(tǒng)？同學(xué)：恒溫掌握是準(zhǔn)確掌握，系統(tǒng)要承受閉環(huán)掌握系統(tǒng)。9.18所示。它由掌握、執(zhí)行器、被控對(duì)象和檢測裝置組成，同學(xué)們爭論一下，這些方框?qū)?yīng)恒溫水箱那些單元電路。圖9.18閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)方框圖25同學(xué)：爭論答復(fù)教師小結(jié)：檢測裝置對(duì)應(yīng)恒溫水箱的熱敏傳感器、執(zhí)行器對(duì)應(yīng)繼電器，被控對(duì)象電熱棒。恒溫水箱閉環(huán)掌握系統(tǒng)原理框圖為圖9.19圖9.19水箱恒溫閉環(huán)掌握電路方框圖教師：同學(xué)們爭論一下各框圖組成的單元電路，說明為什么要這樣設(shè)計(jì)同學(xué)：爭論9.20。下面分析電路的自動(dòng)恒溫掌握過程。圖9.20教師：在圖9.20R為正溫度系數(shù)的熱敏電阻，其功能是接收水溫信息〔安裝時(shí)它T是浸在水中VTVT和R是信號(hào)處理電路〔掌握器，J是繼電器，它的開關(guān)是電熱棒的1 2電源開關(guān)，R用來設(shè)定溫控點(diǎn)。P當(dāng)水溫低時(shí)，R阻值小，電源在R兩端的壓降大，使VTVT導(dǎo)通，電流流過繼電器，T P 1 2繼電器開關(guān)動(dòng)作，電熱棒〔圖中沒有畫出〕通電加熱，水溫漸漸上升，由于水溫的上升，使浸在水中的熱敏電阻R阻值增大，RR兩端的T P P壓降減小到是VTVT截止，繼電器J1 2RR端電壓上升到使VTVT導(dǎo)通……。T P 1 2這樣周而復(fù)始，到達(dá)水箱中水溫恒溫。9.8J光二極管和無穩(wěn)態(tài)的電源開關(guān)，電子掌握系統(tǒng)是開環(huán)還是閉環(huán)，同學(xué)們爭論一下。同學(xué)：喧鬧爭論，答復(fù)以下問題9.92628溫報(bào)警裝置。的繼電器和傳感器型號(hào)，想一想制作與調(diào)整的步驟，為下一堂課試驗(yàn)做預(yù)備。例三、閉環(huán)掌握系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)―――水塔水箱水位自動(dòng)掌握系統(tǒng)1、明確問題：掌握量：水位傳感信號(hào)；被控量：水位傳導(dǎo)電壓大小與高、低水位線位置的關(guān)系；水塔高度與水泵揚(yáng)程的選擇。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)：確定解決問題的目標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；解決問題的目標(biāo)：利用水的導(dǎo)電特性，使用導(dǎo)電體探測水位的凹凸，掌握繼電器閉合、斷開，帶動(dòng)水泵抽水。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：①當(dāng)水位低于低水位線時(shí)，抽水；②當(dāng)水位到達(dá)高水位線時(shí)，停頓抽水；③當(dāng)水位介于高、低水位線之間時(shí)，要維持水泵原工作狀態(tài)；原來抽水，則連續(xù)抽水，等水位到達(dá)高水位線時(shí)再停機(jī)；原來停機(jī)，則連續(xù)停機(jī)，等水位降到低水位線時(shí)，再抽水。鼓舞學(xué)生設(shè)計(jì)多方案①掌握量：可使用裸導(dǎo)線或液面?zhèn)鞲衅髯鳛樗惶筋^。②掌握器：可用三極管放大電路，可用數(shù)字集成電路，也可用專用集成芯片等。③執(zhí)行器：可用不同電壓、功率的繼電器。④被控對(duì)象：水泵3、系統(tǒng)綜合：對(duì)可能使目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的各種方案、治理措施或全系統(tǒng)進(jìn)展綜合；綜合考慮系統(tǒng)的水漏電的安全性、電路簡捷工作牢靠、造價(jià)等因素，選用適宜的傳感器、掌握電路構(gòu)造、繼電器的種類和被控水泵。4、系統(tǒng)分析：制作模型；以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、解決問題、滿足需要為前提，深入地進(jìn)展分析；水箱中的水位探頭示意圖：水箱中水位探頭位置如圖9.21所示， a為電源電壓引出端，b為低水位探頭，c為高水位探頭。a、b、c為三根暴露的硬銅電線。A B CA B CC高水位b低水位a水箱水位閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)方框圖：

9.21水箱中水位探頭位置示意圖輸入掌握電壓掌握處理探頭C確定高水位，b確定低水位與非門構(gòu)成被控對(duì)象繼電器、水泵輸出檢測反響由bc兩個(gè)探頭組成水位傳感器檢測水位的凹凸9.22水箱水位閉環(huán)電子掌握系統(tǒng)方框圖用RSRS9.23U2、U3與非門的輸出穿插反響構(gòu)成具有記憶功能的電路——根本RS〔a〕當(dāng)水位低于b