【文章內(nèi)容簡介】 到負(fù)電源。（8）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳輸出。（9）在輸入端的靜電放電希位增加可靠性而不影響器件的工作。電氣特性：LM324采用兩個內(nèi)部補償、二級運算放大器。每個運放的第一級由帶輸入緩沖晶體管Q21和Q17的差動輸入器件Q20和Q18，以及差動到單端轉(zhuǎn)換器Q3和Q4。第一級不僅完成第一級增益的功能，而且要完成電平移動和減小跨導(dǎo)的功能。由于跨導(dǎo)的減小，僅需使用一個較小的補償電容()，從而就可以減小芯片尺寸?？鐚?dǎo)的減小可由將Q20和Q18的集電級分離而實現(xiàn)。該輸入級的另一特征是，在單電源工作模式下，輸入共模范圍包含負(fù)輸入和地，無論是輸入器件或者差動到單端變換器都不會飽和。第二級含標(biāo)準(zhǔn)電流源負(fù)載放大器級。每個放大器都有內(nèi)部電壓穩(wěn)壓器提供偏置。穩(wěn)壓器的溫度系數(shù)低，因此，每個放大器就擁有良好的溫度特性以及優(yōu)異的電源抑制。引腳說明：它采用14腳雙列直插塑料封裝。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。每一組運算放大器可用圖39所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負(fù)電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi（）為反相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖310。 圖39 LM324封裝圖 圖310 LM324引腳排列圖典型應(yīng)用電路：由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。（1）反相交流放大器電路見圖311。此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大，可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。電路無需調(diào)試。放大器采用單電源供電，由RR2組成1/2V+偏置，C1是消振電容。放大器電壓放大倍數(shù)Av僅由外接電阻Ri、Rf決定：Av=Rf/Ri。負(fù)號表示輸出信號與輸入信號相位相反。按圖中所給數(shù)值，Av=10。此電路輸入電阻為Ri。一般情況下先取Ri與信號源內(nèi)阻相等，然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定Rf。Co和Ci為耦合電容。圖311 反相交流放大器（2）同相交流放大器見附圖312。同相交流放大器的特點是輸入阻抗高。其中的RR2組成1/2V+分壓電路，通過R3對運放進(jìn)行偏置。電路的電壓放大倍數(shù)Av也僅由外接電阻決定：Av=1+Rf/R4，電路輸入電阻為R3。R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。圖312 同相交流放大器（3）交流信號三分配放大器此電路可將輸入交流信號分成三路輸出，三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。而對信號源的影響極小。因運放Ai輸入電阻高，運放A1A4均把輸出端直接接到負(fù)輸入端，信號輸入至正輸入端，相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時Rf=0的情況，故各放大器電壓放大倍數(shù)均為1，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。RR2組成1/2V+偏置，靜態(tài)時A1輸出端電壓為1/2V+，故運放A2A4輸出端亦為1/2V+，通過輸入輸出電容的隔直作用，取出交流信號，形成三路分配輸出。見圖313。圖313 交流信號三分配放大器（4）有源帶通濾波器許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個不同頻段的信號，在顯示上利用發(fā)光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。這種有源帶通濾波器的中心頻率，在中心頻率fo處的電壓增益Ao=B3/（2*B1），品質(zhì)因數(shù)，3dB帶寬B=1/（N*R3*C）也可根據(jù)設(shè)計確定的Q、fo、Ao值，去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。R1=Q/（2NfoAoC），R2=Q/（（2Q2Ao）*2NfoAoC），R3=2Q/（2 NfoC ）。上式中，當(dāng)fo=1KHz時。此電路亦可用于一般的選頻放大。 此電路亦可使用單電源，只需將運放正輸入端偏置在1/2V+并將電阻R2下端接到運放正輸入端既可。見圖314。圖314 有源帶通濾波器（5）比較器當(dāng)去掉運放的反饋電阻時,或者說反饋電阻趨于無窮大時(即開環(huán)狀態(tài)),理論上認(rèn)為運放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大(實際上是很大,如LM324運放開環(huán)放大倍數(shù)為100dB，既10萬倍)。此時運放便形成一個電壓比較器，其輸出如不是高電平（V+），就是低電平（V或接地）。當(dāng)正輸入端電壓高于負(fù)輸入端電壓時，運放輸出低電平。圖315 比較器圖315中使用兩個運放組成一個電壓上下限比較器，電阻RR1ˊ組成分壓電路，為運放A1設(shè)定比較電平U1；電阻RR2ˊ組成分壓電路，為運放A2設(shè)定比較電平U2。輸入電壓U1同時加到A1的正輸入端和A2的負(fù)輸入端之間，當(dāng)UiU1時，運放A1輸出高電平；當(dāng)UiU2時，運放A2輸出高電平。運放AA2只要有一個輸出高電平，晶體管BG1就會導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED就會點亮。若選擇U1U2，則當(dāng)輸入電壓Ui越出[U2，U1]區(qū)間范圍時，LED點亮，這便是一個電壓雙限指示器。若選擇U2U1，則當(dāng)輸入電壓在[U2，U1]區(qū)間范圍時，LED點亮，這是一個“窗口”電壓指示器。此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。（6）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器此電路可用在一些自動控制系統(tǒng)中。電阻RR2組成分壓電路，為運放A1負(fù)輸入端提供偏置電壓U1，作為比較電壓基準(zhǔn)。靜態(tài)時，電容C1充電完畢，運放A1正輸入端電壓U2等于電源電壓V+，故A1輸出高電平。當(dāng)輸入電壓Ui變?yōu)榈碗娖綍r，二極管D1導(dǎo)通，電容C1通過D1迅速放電，使U2突然降至地電平，此時因為U1U2，故運放A1輸出低電平。當(dāng)輸入電壓變高時，二極管D1截止，電源電壓R3給電容C1充電，當(dāng)C1上充電電壓大于U1時，既U2U1，A1輸出又變?yōu)楦唠娖剑瑥亩Y(jié)束了一次單穩(wěn)觸發(fā)。顯然，提高U1或增大RC1的數(shù)值，都會使單穩(wěn)延時時間增長，反之則縮短。見圖316。 圖316單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖317加電延時如果將二極管D1去掉，則此電路具有加電延時功能。剛加電時，U1U2，運放A1輸出低電平，隨著電容C1不斷充電，U2不斷升高，當(dāng)U2U1時，A1輸出才變?yōu)楦唠娖?。如圖317。 電壓比較器件LM339LM339作為集成四電壓比較器，廣泛的用于消費類、汽車和工業(yè)電子應(yīng)用場合的電平檢測、低電平感應(yīng)和內(nèi)存用途。LM339集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是：失調(diào)電壓小，典型值為2mV；電源電壓范圍寬，單電源為2～36V，雙電源電壓為177。1V～177。18V；對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬；共模范圍很大，為0～（）Vo；差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；輸出端電位可靈活方便地選用。LM339集成塊采用C14型封裝，圖320為外型及管腳排列圖。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司競相推出自己的四比較器，如IR233ANI33SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。LM339類似于增益不可調(diào)的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸出端。兩個輸入端一個稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個稱為反相輸入端，用“”表示。用作比較兩個電壓時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點），另一端加一個待比較的信號電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“”端電壓高于“+”端時，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號檢測等場合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選3～15K）。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。因為當(dāng)輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。典型應(yīng)用電路：（1） 單限比較器電路圖318給出了一個基本單限比較器。輸入信號Uin，即待比較電壓，它加到同相輸入端，在反相輸入端接一個參考電壓（門限電平）Ur。當(dāng)輸入電壓UinUr時，輸出為高電平Uoh。圖318基本單限比較器（2） 遲滯比較器遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。前面介紹的單限比較器，如果輸入信號Uin在門限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會產(chǎn)生相應(yīng)的抖動（起伏）。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點。圖319給出了一個遲滯比較器，人們所熟悉的“史密特”電路即是有遲滯的比較器。圖319 遲滯比較器不難看出，當(dāng)輸出狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過腢之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。但隨之而來的是分辨率降低。因為對遲滯比較器來說，它不能分辨差別小于腢的兩個輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應(yīng)速度，這是它的一個優(yōu)點。除此之外，由于遲滯比較器加的正反饋很強(qiáng)，遠(yuǎn)比電路中的寄生耦合強(qiáng)得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。如果需要將一個跳變點固定在某一個參考電壓值上，可在正反饋電路中接入一個非線性元件，如晶體二極管，利用二極管的單向?qū)щ娦?，便可實現(xiàn)上述要求。圖320為其原理圖圖320 遲滯比較器（3）雙限比較器（窗口比較器）圖321電路由兩個LM339組成一個窗口比較器。當(dāng)被比較的信號電壓Uin位于門限電壓之間時（UR1UinUR2），輸出為高電位（UO=UOH）。當(dāng)Uin不在門限電位范圍之間時，（UinUR2或UinUR1）輸出為低電位（UO=UOL），窗口電壓腢=UR2UR1。它可用來判斷輸入信號電位是否位于指定門限電位之間。圖321 雙限比較器（4）振蕩器圖322為有1/4LM339組成的音頻方波振蕩器的電路。改變C1可改變輸出方波的頻率。本電路中，當(dāng)C1=。f=53Hz；當(dāng)C1=，f=530Hz；當(dāng)C1=，f=5300Hz。LM339還可以組成高壓數(shù)字邏輯門電路，并可直接與TTL、CMOS電路接口。 圖322振蕩器 步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動ULN2003（1）步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。（2）簡單的驅(qū)動電路綜合系統(tǒng)使用的是小型步進(jìn)電機(jī)，對電壓和電流要求不是很高，為了說明應(yīng)用原理，故采用最簡單的驅(qū)動電路，目的在于驗證步進(jìn)電機(jī)的使用，在正式工業(yè)控制中還需在此基礎(chǔ)上改進(jìn)。一般的驅(qū)動電路可以用圖323的形式。圖323 簡單驅(qū)動電路（3） 集成驅(qū)動ULN2003ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。ULN2003A由7組達(dá)林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)，具有同時驅(qū)動7組負(fù)載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路。ULN2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)5OOmA，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受5OV的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運行。ULN2003A型高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路的典型應(yīng)用電路框圖如圖324所示。鉗位二極管用于保護(hù)線圈通斷時的反電動勢擊穿集成電路，可以看出，該電路的應(yīng)用非常簡單。圖324 典型應(yīng)用圖 1602型LCD現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。1602型LCD可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0～D7和RS，R/W，EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對比度調(diào)節(jié)和背光功能。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15～16腳：空腳。1602液晶模塊內(nèi)部的控制器的控制指令：它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）。指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移。S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示。C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)。B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線N。低電平時為單行顯示，高電平時