【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 開關(guān)晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過(guò)電路中的其他 元器件 產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾，這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽，就會(huì)嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源 振蕩器 沒(méi)有工頻 變壓器 的隔離，這些干擾就會(huì)串 入工頻電網(wǎng)，使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重的干擾。 方案確定：由于開關(guān)電源的輸出紋波大，而且開關(guān)電源的故障可能性較高，輸出電壓失控，容易燒毀設(shè)備。 邏輯電平開關(guān)電路 方案一：無(wú)按鍵消抖。 方案二： 利用電容的放電延時(shí)，采用并聯(lián)電容法，實(shí)現(xiàn)硬件消抖 。 方案確定： 通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象而作的措施就是按鍵 消抖。 這種抖動(dòng)會(huì)影響信號(hào)的輸出，所以我們選用方案二來(lái)減小干擾。 4 邏輯電平顯示電路 方案一：利用 LM339 芯片組成一個(gè)電壓比較電路，外加發(fā)光二極管來(lái)進(jìn)行高低電平的顯示。 方案二：三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)可以降低成本用兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱的三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)高電平，低電平，高阻態(tài)的顯示。 方案確定：方案二相對(duì)方案一更加實(shí)用，且成本較低。 數(shù)碼管顯示電路 方案一：不帶譯碼部分的數(shù)碼管顯示模塊。 方案二：具有譯碼功能的數(shù)碼管顯示模塊。 方案確定：將譯碼功能整合到數(shù)碼管顯示模塊中使使用者操作更加方便。 555 檢測(cè)電路 利用 555 構(gòu)成多諧振蕩電路，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)發(fā)光二極管來(lái)判斷芯片的好壞。此電路原理簡(jiǎn)單，而且直觀可靠。 時(shí)鐘與分頻電路 方案一：晶振分頻 采用標(biāo)準(zhǔn)晶振對(duì)它分頻然后整形輸出分頻采用的是 CD4060 而整形采用的是74hc74（ D 觸發(fā)器） 2， 4 分頻輸出可以同開關(guān)選擇 CD4060 的幾分頻輸出就可以實(shí)現(xiàn)多頻率選擇頻率了。 方案二： 555多諧振蕩 價(jià)格便宜，電路簡(jiǎn)單 ，內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路的形式，它的震蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小，將輸出信號(hào)接入分頻芯片，即可實(shí)現(xiàn)分頻。 方案確 定：方案二的成本較低，而且抗干擾的能力較強(qiáng)，產(chǎn)生的信號(hào)可調(diào)，維修也比較方便。 集成數(shù)字 IC 電路 方案確定：此電路較為簡(jiǎn)單，電路主要包括實(shí)驗(yàn)所用的所有芯片，為其他模塊提供芯片支持。 5 第 4 章 硬件電路設(shè)計(jì) 原理分析 電源電路 電源電路為整個(gè)設(shè)備提供電源，如圖 220V 交流電經(jīng)兩個(gè)變壓器降壓，橋堆整流，電容濾波， 7805 和 7912 穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓，電容二次濾波得到標(biāo)準(zhǔn)的輸出。 1234D1IN4007C133pFC233pFC31000uFC41000uFVin1GND2Vout3U1 7805Vin1GND2Vout3U2 7905C5100uFC6100uFC733pFC833pFD2IN4007D3IN4007+ +VCCGNDVCC6V1234D4IN4007C933pF C101000uFVin1GND2Vout3U3 7812C11100uFC1233pFD5IN400712V +VCCGND+一T1T2~220v~220v 圖 電源電路 濾波電容的大小通常比較多的是根據(jù)電源濾波輸出波紋 系數(shù)這個(gè)公式來(lái)計(jì)算濾波電容。 C {f（ U/I） ACv}={50*(12/)*}= 。 所以濾波電容取 1000uf，而濾波電容所跟的抵消電解電容的感抗的瓷片電容取 。 在 78 ** 、 79 ** 系列三端穩(wěn)壓器中最常應(yīng)用的是 TO220 和 TO202 兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號(hào)、引腳功能如 圖 45所示。 從正面看 ①②③ 引腳從左向右按順序標(biāo)注，接入電路時(shí) ① 腳電壓高于 ② 腳，③ 腳為輸出位。如 78**系列的三端穩(wěn)壓管一腳輸入 二腳 接地三腳輸出，如下圖圖表 42 所示。 對(duì) 79**負(fù)壓系列， ① 腳接地， ② 腳接負(fù)電壓，輸出都是 ③腳。 6 555 檢測(cè)電路 設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測(cè) 555 芯片好壞的電路，如圖 41。主要思路為采用 NE555 構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生信號(hào)脈沖，當(dāng) 3腳為低電頻時(shí)， LED1 亮， LED2 暗；當(dāng) 3 腳為高電頻時(shí)， LED2 亮， LED1 暗。調(diào)節(jié) R2 可以改變發(fā)光二極管的閃光頻率， T=（ R 1+2R 2） C。電路原理圖如圖 。 TRIG2OUT3RST4CVOLT5THR6DISC7VCC8GND1U1NE555NR15K1R247KC133uF D1LED1D2LED1+5圖 555 檢測(cè)電路 7 NE555 引腳位配置說(shuō)明下： NE555 接腳圖 Pin 1 (接地 ) 地線 (或共同接地 ) ，通常被連接到電路共同接地。 Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn) ) 這個(gè)腳位是觸發(fā) NE555 使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于 2/3 VCC，下緣須低于 1/3 VCC 。 Pin 3 (輸出 ) 當(dāng)時(shí)間周期開始 555 的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少 伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到 O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約 200 mA 。 Pin 4 (重置 ) 一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置 定時(shí)器 和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 Pin 5 (控制 ) 這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng) 計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下 ,這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。 Pin 6 (重置鎖定 ) Pin 6 重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的 電壓從 1/3 VCC 電壓以下移至 2/3 VCC 以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。 Pin 7 (放電 ) 這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為 ON 時(shí)為 LOW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為 OFF 時(shí)為 HIGH，對(duì)地為高阻抗。 Pin 8 (V +) 這是 555 個(gè)計(jì)時(shí)器 IC 的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是 +伏特 (最小值 )至 +16 伏特 (最大值 )。 NE555 是屬于 555 系 列的計(jì)時(shí) IC 的其中的一種型號(hào)， 555 系列 IC 的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的 8 振蕩頻率也不大相同；而 555 是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí) IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈沖信號(hào)。 NE555 的特點(diǎn)有： 、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。 ，可與 TTL， CMOS 等邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài) 組合。 ，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。 、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。 邏輯電平開關(guān)電路 通常的按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng) 。抖動(dòng)的時(shí)間與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為 5~10ms。當(dāng)開關(guān)未閉合時(shí)，電容通過(guò) RC回路充電，使得電容充滿電荷。當(dāng)開關(guān)閉合后，利用電容兩端電壓無(wú)法突變的特性實(shí)現(xiàn)延時(shí)去抖，電 容通過(guò) RC 回路放電。 因此在按鍵兩端并聯(lián)上一個(gè)電容和在輸出端加上一個(gè)上拉電阻可減小抖動(dòng)。如圖 。 R0100R1100R2100R3100R4100R5100R6100R7100R81KS1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S85V0VK0K1K2K3K4K5K6K7C16C17C18C19C20C21C22C23 圖 邏輯電平顯示電路 本電路主要功能進(jìn)行高低電平顯示，在一個(gè)輸入端有 3種狀態(tài)：高電平，低電平，高阻態(tài)。當(dāng)輸出端無(wú)信號(hào)處于開路狀態(tài)時(shí)，三極管全截止，發(fā)光二極管滅燈，指示為高阻態(tài)；當(dāng)輸入高電平時(shí)， Q11 導(dǎo)通， Q12 繼續(xù)截止， D11 燈亮，指示高電平狀態(tài)；當(dāng)輸入為低電平時(shí)， Q12 導(dǎo)通， Q11 截止， D12 燈亮，指示為低電平狀態(tài)，完 成三態(tài)顯示。如圖 。 9 Q129012Q119013R3530KR3430KR36330R32R31330R33D12LEDD11LEDIN3VCC 圖 310 9012 是一種最常用的普通三極管。它是一種低電壓 ,大電流 ,小信號(hào)的 PNP型硅三極管。 集電極電流 Ic： Max 500mA。 集電極 基極電壓 Vcbo： 40V。 工作溫度： 55℃ to +150℃。 9012 管腳圖如下： 10 9013 是一種最常用的普通三極管。它是一種低電壓 ,大電流 ,小信號(hào)的 NPN型硅三極管。 特性特性特性特性。 集電極電流 Ic： Max 500mA。 集電極 基極電壓 Vcbo： 40V。 工作溫度： 55℃ to +150℃。 功率 (W):。 9013 管教圖如下： 11 數(shù)碼管顯示電路 此電路包含兩個(gè)部分，一個(gè)是數(shù)