【正文】 時(shí)器的制作 【 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 】 數(shù)字電子計(jì)時(shí)器是一種常見的高精度計(jì)時(shí)儀器。 (2) 自選集成電路組成小的邏輯系統(tǒng)。 二、實(shí)訓(xùn)器件、儀器儀表及設(shè)備 名稱及型號(hào) 數(shù)量 作用 備注 穩(wěn)壓電源 1 臺(tái) 電源 萬用表 1 臺(tái) 測(cè)量電位 電烙鐵 1 把 焊接 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 三、實(shí)訓(xùn)原理 1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容與技術(shù)指標(biāo) 本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子計(jì)時(shí)器。 (4) 具有顯示日期的功能 (注意：不同的月份天數(shù)不同 )。 (1) 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源電路。 (2) 時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)單元電路。這是為了使數(shù)字計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間相符而設(shè)置的快速計(jì)數(shù)電路。該電路模仿電臺(tái)報(bào)時(shí)的頻率，前四聲為低聲 (如選 500 Hz的信號(hào) )，而最后一聲為高聲 (如選 1000 Hz的信號(hào) )，共鳴響 5次。 (2) 選擇所用元器件的型號(hào)，寫出元器件的功能表，列出元器件清單。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 五、實(shí)訓(xùn)報(bào)告 (1) 畫出原理圖并進(jìn)行工作原理分析。 (5) 寫出本次實(shí)訓(xùn)課的體會(huì)及建議和意見。 一、實(shí)訓(xùn)目的 (1) 熟練掌握印制電路板圖的設(shè)計(jì)； (2) 掌握 55 CD4017的引腳功能及其應(yīng)用； (3) 掌握?qǐng)鲂?yīng)管的使用。其 Q0輸出高電平，由于 R10和 R20的分壓，使VT4的柵極產(chǎn)生 3 V的電位。 IC1的 4腳變?yōu)楦唠娖?，其輸出?3腳開始輸出周期約為 5 s的時(shí)鐘脈沖，使CD4017的 Q0~Q9端順序輸出高電平。 四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 (1) 根據(jù)觸摸式音量自動(dòng)調(diào)節(jié)器電路在萬能板上設(shè)計(jì)電路，要求元器件排列整齊、美觀，然后焊接電路。 五、實(shí)訓(xùn)報(bào)告 (1) 畫出 CD4017內(nèi)部電路框圖并講述其功能； (2) 說明電路調(diào)試步驟。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 二、實(shí)訓(xùn)器件、儀器儀表及設(shè)備 名稱及型號(hào) 數(shù)量 作用 備注 萬用表 1 臺(tái) 測(cè)量電位 電烙鐵 1 把 焊接 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 三、實(shí)訓(xùn)原理 水位報(bào)警器電路如圖 。由 C4及 R4組成的微分電路在 VT2由截止到導(dǎo)通的跳變過程中產(chǎn)生的正向脈沖，將觸發(fā)音樂集成電路 IC9300(如圖 )工作，揚(yáng)聲器發(fā)出 30 s的報(bào)警聲，告知使用者水箱將要缺水了。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 五、實(shí)訓(xùn)報(bào)告 (1) 整理測(cè)試數(shù)據(jù)，填寫下表： 在 1 電極懸空， 2 、 3 電極均在水中的情況下測(cè) VT VT VT3各極對(duì)地電壓： Ub1= Uc1= Ue1= Ub2= Uc2= Ue2= Ub3= Uc3= Ue3= 在 1 、 2 電極均懸空的情況下測(cè) VT VT VT3各極電壓： Ub1= Uc1= Ue1= Ub2= Uc2= Ue2= Ub3= Uc3= Ue3= 在三個(gè)電極均在水中的情況下測(cè) VT 1 、 VT 2 、 VT 3 各極電壓： U b1 = U c1 = U e1 = U b2 = U c2 = U e2 = U b3 = U c3 = U e3 = 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 分析三個(gè)三極管的工作狀態(tài)。查資料，了解 NE55 CD4017集成電路的引腳功能等詳細(xì)內(nèi)容。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 二、實(shí)訓(xùn)儀器與設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備與器材 作 用 備注 1 萬能板 制作印制電路板 2 電烙鐵 焊接工具 3 萬用表 測(cè)量元器件等 4 電阻 、 電容 、 晶體管 、 集成塊等 備用元器件 5 直流穩(wěn)壓電源 為電路提供直流電壓 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 三、電路與原理 1． 電路圖 電路如圖 。 555構(gòu)成 10 Hz左右方波振蕩器，其第 7腳驅(qū)動(dòng) LED1閃爍發(fā)光，第 3腳輸出到 CD4017去循環(huán)計(jì)數(shù)。不過，因?yàn)槭敲}沖式的 LED發(fā)光，脈沖電流為 50 mA，也可使用額定電流 10～ 20 mA的一般 LED產(chǎn)品。只要電源電壓在 10 V以內(nèi)，長期工作直接驅(qū)動(dòng)任何 LED都可以。另外，也有其余光色的 LED，例如藍(lán)色 (B)，但正向電壓多在 5 V以上，應(yīng)用時(shí)要注意這一點(diǎn)，并且這種 LED售價(jià)也高。 【 預(yù)習(xí)要求 】 了解市場(chǎng)上常用的光電自動(dòng)水龍頭功能； 了解光電自動(dòng)水龍頭工作原理。 二、實(shí)訓(xùn)器件、儀器儀表及設(shè)備 名稱及型號(hào) 數(shù)量 作用 備注 穩(wěn)壓電源 1 臺(tái) 電源 萬用表 1 臺(tái) 測(cè)量電位 電烙鐵 1 把 焊接 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 三、實(shí)訓(xùn)原理 電路如圖 ， IC1組成振蕩頻率為 40 kHz的脈沖振蕩器，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管 LED1發(fā)出調(diào)制紅外光。洗手完畢，人手離開， LED1再次照射 LED2，電路又恢復(fù)到一般狀態(tài)。 五、實(shí)訓(xùn)報(bào)告 說明調(diào)試步驟及調(diào)試中要注意的事項(xiàng)。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 一、實(shí)訓(xùn)目的 (1) 熟悉電子節(jié)能鎮(zhèn)流器的電路及其工作原理。只要選擇和改變電路中部分元器件的規(guī)格、參數(shù)，電子節(jié)能鎮(zhèn)流器就可適配于任何規(guī)格的日光燈管。 電子節(jié)能鎮(zhèn)流器電路的工作原理大致相同，其結(jié)構(gòu)如圖。 圖 ，電路負(fù)載功率為7～ 40 W。接通電源的瞬間， 300 V直流電壓經(jīng)過R R C3使開關(guān)功率管 V2的基極獲得電流而導(dǎo)通，同時(shí)， 300 V直流電壓經(jīng) C燈管燈絲 2端、燈絲電容 C5，燈管燈絲 4端，扼流電感L，變壓器 T的 L2繞組及 V2功率管構(gòu)成的回路，對(duì)起諧振作用的燈絲電容C5充電。Vl、 V2振蕩的頻率決定于 L、 C5串聯(lián)諧振回路。選用合適的、高質(zhì)量的元器件是使電子鎮(zhèn)流器正常工作的保證。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 (3) 一般情況下，只要按照電子產(chǎn)品的裝配、焊接工藝制作，元器件安裝正確，無虛焊、脫焊，電子節(jié)能鎮(zhèn)流器裝配完畢，通電即可正常工作，無需調(diào)試。 C1濾波電解電容極性接反或漏電過大，或耐壓不夠，或是整流二極管VD1~VD4有接反或擊穿現(xiàn)象，查找并更換元器件。測(cè) C5兩端應(yīng)有60~80 V交流電壓，若無電壓，則 C5擊穿或 C5容量不對(duì)，或L2的 Q值太低。 ⑦ 燈亮正常，但 V1發(fā)熱嚴(yán)重，可能 C4容量太大，或 VV2功率不夠。 (3) 元器件清單見表 。 一、實(shí)訓(xùn)目的 (1) 進(jìn)一步熟悉計(jì)數(shù)器、七段譯碼器、數(shù)碼顯示管和優(yōu)先編碼器的工作原理。 (2) 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān) S，該開關(guān)由主持人控制。主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間為 s左右。 圖 聲光顯示智力競(jìng)賽搶答器原理框圖 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 2) 單元電路 (1) 秒脈沖發(fā)生電路：包括多諧振蕩器和分頻電路，最后產(chǎn)生 1 s的信號(hào)。數(shù)碼鎖存可通過具有鎖存功能的譯碼器 (如 CCA51CC4513等 )實(shí)現(xiàn)，也可以通過鎖存器 (如 CC4042等 )直接鎖存。 2) 鎖存電路的設(shè)計(jì) 鎖存電路的作用是把 1~9個(gè)按鈕中最先按下的按鈕號(hào)鎖存起來，即使搶答者的手松開按鈕，顯示器仍在顯示，如在之后按下，按鈕便不再起作用。本題選擇 PL＝ 1。共陰極管是 8端接地，共陽極管是 8端接電源正極。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 圖 D4098外形結(jié)構(gòu)與引腳 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 表 CD4098真值表 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 輸出脈沖寬度 TW= Rext Cext，其中， Rext、 Cext分別為外接電阻、電容。 (3) 所有元器件都必須規(guī)范放置，如電阻、二極管水平放置，其它元器件也要整形后再裝配。 (2) 檢查控制電路，按復(fù)位開關(guān)， 3端為高電平，當(dāng)任意一臺(tái)按下后 3端又變?yōu)榈碗娖?，這說明控制電路沒有問題。 (6) 最后查發(fā)音電路，當(dāng) 555的 3端為低電平時(shí)，通過 10 kΩ電阻來控制 9012導(dǎo)通，蜂鳴器兩端加上電壓而發(fā)音，說明電路正常。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。參考電路如圖 。當(dāng)開關(guān) S置于“開始”時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí) (如按下 S5)， 74LS148的輸出 Y2Y1Y0=010， YEX=0，經(jīng) RS鎖存后， 1Q=1， BI=1， 74LS148處于工作狀態(tài)， 4Q3Q2Q=101，經(jīng)譯碼顯示為“ 5”。74LS148為 83線優(yōu)先編碼器，表 。 由 555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖 。時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能： 。 PR為控制信號(hào)，當(dāng) PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)， 74LS148的 YEX=1，此時(shí)由于仍為 1Q＝１，使 ST＝１，所以 74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出現(xiàn)二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)的情況，保證了搶答者的優(yōu)先性。定時(shí)電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)； 二是使其他選手按鍵操作無效。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開始”狀態(tài)開關(guān)才行。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 圖 數(shù)字搶答框圖 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器燈滅，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間； 主持人將開關(guān)置于“開始”狀態(tài)，宣布“開始”，搶答器工作。 (4) 檢查譯碼和顯示電路，如輸入為 0011，看其輸出端abcdg應(yīng)為高電平，并且保持不變。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 6) 電路故障分析 首先要懂得電路原理，弄清各點(diǎn)的電位情況，再用萬用表測(cè)量電壓。 21第 3章 綜 合 應(yīng) 用 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 5) 電路板的設(shè)計(jì) (1) 為減少電路板尺寸，減少材料浪費(fèi)，電路板尺寸定為 90 mm 130 mm。本電路采用共陰極數(shù)碼管，其接法見圖。 注意 ：不同型號(hào)的譯碼器，其外圍的引腳也不一樣。 其真值表見表 。報(bào)警情況是或的關(guān)系，所以可以用或門或者或非門來實(shí)現(xiàn)，如圖 所示。 (3) 搶答電路：原理框圖如圖 。 (6) 如果定時(shí)時(shí)間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示 00。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 (3) 學(xué)會(huì)電路的分析方法，掌握有關(guān)故障排除方法，增強(qiáng)動(dòng)手能力。在進(jìn)行搶答、競(jìng)賽活動(dòng)中這種搶答器得到了廣泛的應(yīng)用。 第 3章 綜 合 應(yīng) 用 五、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 (1) 按設(shè)計(jì)電路制作一電子節(jié)能鎮(zhèn)流器。 ⑤ 扼流電感 L正常，但燈的亮度明顯暗、功率偏小，可能變壓器 T的磁環(huán)破裂?？赡苡刑摵?，也可能 L1或 L3的同名端有接錯(cuò)現(xiàn)象。 (4) 在制作或維修電子鎮(zhèn)流器時(shí)，可能出現(xiàn)一些故障現(xiàn)象。此外，還應(yīng)特別注意振蕩變壓器各繞組的同名端，若連接錯(cuò)誤，電路將不能振蕩，燈管將不會(huì)發(fā)光。鎮(zhèn)流器的功率可以通過改變扼流電感 L的匝數(shù) (或者說電感量 )來進(jìn)行調(diào)節(jié)。如此往復(fù)， Vl、 V2交替通斷，產(chǎn)生自激振蕩。 由圖 ，交流 220 V／ 50 Hz市電直接進(jìn) AC／ DC變換電路，即 VD1~VD4 橋式整流、 C1電容濾波后，輸出約 300 V左右的直流電壓。諧振啟輝技術(shù)使燈管無閃爍一次性點(diǎn)亮，很大程度上延長了燈管的使用壽命。高效熒光燈管是用三基色熒光粉制造的，其發(fā)光效率比日光燈管更高，可達(dá)到白熾燈泡的 5~6倍。 (3) 學(xué)會(huì)常用電子元件的識(shí)別，掌握其性能和極限參數(shù)在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，掌握元器件優(yōu)劣的判別方法。 第 3章 綜