【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3 章 硬件設(shè)計(jì) 電話來(lái)電自動(dòng)燈開(kāi)關(guān)及次數(shù)顯示電路圖如圖 31 所示。該電路主要由鈴流檢測(cè)模塊，負(fù)脈沖產(chǎn)生電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，光控電路，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路 ，數(shù)字顯示電路構(gòu)成。 圖 31 電話來(lái)電自動(dòng)燈開(kāi)關(guān)及次數(shù)顯示電路原理圖 電路的基本工作原理如下： 有人打電話時(shí)，電話線路中的振鈴信號(hào)經(jīng) C1 耦合， R1 限流， VD VD2整流，在 C2上形成直流電壓，經(jīng) R3使 VT1 飽和導(dǎo)通。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 NE555的 2 腳變成低電平，在該變化下的下降沿的作用下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 NE555 進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)， 3 腳輸出高電平，繼電器 K 動(dòng)作，其觸點(diǎn)接通電燈開(kāi)關(guān)，燈被點(diǎn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 亮。 555 輸出高電平的時(shí)間由 R4C3 決定，燈亮的時(shí)間約為 50S。 VT2 和 cds 構(gòu)成光控電路，白天自然光較強(qiáng)（或夜晚開(kāi)燈的條件下 ），光明電阻 cds 阻值較小， VT2 飽和導(dǎo)通， NE555④腳為低電平而處于復(fù)位狀態(tài)，此時(shí)， NE555 不會(huì)被出發(fā)而時(shí)其輸出狀態(tài)發(fā)生變化，就不會(huì)自動(dòng)開(kāi)燈。即白天有電話打入時(shí)，燈不會(huì)亮。 RP用于調(diào)節(jié)光控起控點(diǎn)（靈敏度）。 有人打電話時(shí)，鈴電流信號(hào)經(jīng) C1 耦合、 R1 限流后送光耦合器 N1， N1內(nèi)部的發(fā)光管發(fā)光、光敏管導(dǎo)通， NE555 的 2 腳為低電平而被觸發(fā)，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)， 3 腳輸出高電平，雙 BCD 計(jì)數(shù)器 IC4518 的 1 腳受脈沖上升沿的作用而技術(shù) 1 次，技術(shù)輸出結(jié)果分別經(jīng)兩個(gè)譯碼顯示驅(qū)動(dòng)器 IC 4558 譯碼，數(shù)碼管顯示出數(shù)字來(lái)。 鈴 流檢測(cè)模塊 鈴流檢測(cè)模塊電路如圖 32 所示。電路左面接電話線。 C1 為 1uF,R1 阻止為 KΩ ， R2 阻值為 100KΩ ， VD1 和 VD2 為 1N4148 型整流二極管。 N1為型號(hào)為 4N25 的光耦合器。 圖 32 鈴流檢測(cè)模塊電路圖 該模塊主要是檢測(cè)有無(wú)電話打進(jìn)。當(dāng)有電話打進(jìn)時(shí)，電話線路中的振鈴 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 信號(hào)經(jīng) C1 耦合， R1 限流， VD VD2 整流，在 C2 上形成直流電壓。至負(fù)脈沖產(chǎn)生器正脈沖。另一面電流至光耦合器 N1， NI 內(nèi)部發(fā)光管發(fā)亮、光敏管導(dǎo)通，輸出一低電平至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 光耦合器 光 耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類(lèi)最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（ LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出 間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性 。 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。光耦合器是 70 年代發(fā)展起來(lái)產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已 廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器 (SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開(kāi)關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。 由于光耦種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，優(yōu)點(diǎn)突出，因而其應(yīng)用十分廣泛，主要應(yīng)用以下場(chǎng)合： (1) 在邏輯電路上的應(yīng)用 光電耦合器可以構(gòu)成各種邏輯電路，由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能 比晶體管好，因此，由它構(gòu)成的邏輯電路更可靠。 (2) 作為固體開(kāi)關(guān)應(yīng)用 在開(kāi)關(guān)電路中，往往要求控制電路和開(kāi)關(guān)之間要有很好的電隔離，對(duì)于一般的電子開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實(shí)現(xiàn)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 (3) 在觸發(fā)電路上的應(yīng)用 將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路，由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路，可有效地解決輸出與負(fù)載隔離地問(wèn)題。 (4) 在脈沖放大電路中的應(yīng)用 光電耦合器應(yīng)用于數(shù)字電路，可以將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。 (5) 在線性電路上的應(yīng)用 線性光電耦合器應(yīng)用于線性電路中， 具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。 (6) 特殊場(chǎng)合的應(yīng)用 光電耦合器還可應(yīng)用于高壓控制，取代變壓器，代替觸點(diǎn)繼電器以及用于 A/D 電路等多種場(chǎng)合。 負(fù)脈沖產(chǎn)生電路 負(fù)脈沖產(chǎn)生電路如圖 33 所示。 R R5 為 RTX1/8W 型碳膜電阻器， R3阻值為 ,R5 阻值為 22KΩ 。 VT1 為 9014 型晶體管。 當(dāng)鈴流檢測(cè)端輸出為一正脈沖，通過(guò)該電路可將正脈沖反相放大成負(fù)脈沖至單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；當(dāng)鈴流檢測(cè)端輸出為一負(fù)脈沖，可將負(fù)脈沖反相放大成正脈沖。 圖 33 負(fù)脈沖產(chǎn)生電路 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn) 態(tài)觸發(fā)器電路圖如圖 34 和圖 35 所示。 圖 (a)中當(dāng)前端負(fù)脈沖產(chǎn)生管 VT1 處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極輸出為高電平時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 NE555 的 2 腳輸入一個(gè)高電平，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處于穩(wěn)定態(tài)。當(dāng)前端負(fù)脈沖產(chǎn)生管 VT1 導(dǎo)通時(shí)，其集電極輸出低電平，即向單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器NE555 的 2 腳輸入一負(fù)脈沖，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，則輸出端 3 腳即輸出高電平，此時(shí)正電源就通過(guò) R4 向 C3充電，燈照明 50s 后， NE555 的 6 腳電平上升到 2/3E，暫穩(wěn)狀態(tài)結(jié)束， 3 腳輸出為低電平，燈滅。 由于要定時(shí)燈亮約 50s，由公式 T==50s，可得 R4=1MΩ ， C3=47uF。R R6 為 RTX1/8W 型碳膜電阻器， R4 阻值為 1MΩ ， R6 阻值為 10kΩ 。主要部分為 NE555 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 C3 為 CD1125型電解電容器電容值為 47uF。C4 為 CT1 型瓷介電容器， C4 電容值為 。 圖 34 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路原理圖 (a) 圖 (b)中 ，當(dāng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 NE555 的 2 腳為低電平則被觸發(fā)，狀態(tài)翻轉(zhuǎn)， 3腳輸出高電平。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 NE555 的暫穩(wěn)時(shí)間最好設(shè)定為 3min,因?yàn)殁忞娏餍盘?hào)每隔幾秒來(lái) 1 次， NE555 的作用就是在 3min 內(nèi)只對(duì)第一個(gè)鈴電流信號(hào)起作用，而只輸出 1個(gè)高電平脈沖，可避免打一次電話而出現(xiàn)多次計(jì)數(shù)的錯(cuò)誤。 由于要定時(shí) 3min，由公式 T==3min，可得 R8=100kΩ ， C3=47uF。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 35單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路原理圖 (b) NE555 的引腳圖如圖 36所示： 圖 36 NE555 引腳 圖 555 的 1 腳為接地。 2 腳為觸發(fā)輸入端； 3 腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器 6腳和下比較器 2 腳的控制。當(dāng)觸發(fā)器高電平時(shí)，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)， 3 腳輸