【文章內(nèi)容簡介】 功 能 與 特 點 以 及 設 計 思 路 。 觸摸開關電路設計觸 摸 開 關 電 路 由 CD401 電 容 、 電 阻 、 觸 摸 金 屬 片 等 組 成 。 其 實 際 是CD4013 內(nèi) 部 的 雙 D 觸 發(fā) 器 與 外 圍 電 路 構 成 一 個 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 和 一 個 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路實 現(xiàn) 的 ， 顧 名 思 義 觸 摸 電 路 是 整 個 電 路 的 控 制 系 統(tǒng) ， 擔 負 著 電 路 的 開 關 作 用 。如 圖 31 觸 摸 開 關 電 路 工 作 原 理 如 下 ： M 是觸摸電極片，手指摸一下M，人體泄漏的交流電在電阻 R12 上的壓降，其正半周信號進入 CD4013A 的 3腳即單穩(wěn)態(tài)電路的 CP 端，使單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，其輸出端 Q 即 1 腳由原來的低電平跳變?yōu)楦唠娖?，此高電平?jīng) R13 向 C4 充電，使 4 腳即 R 端電位上升，當上升到復位電平時，單穩(wěn)態(tài)電路復位，1 腳恢復低電平。所以每觸摸一次電極片 M，1 腳就輸出一個固定寬度的正脈沖。此正脈沖將直接加到CD4013B 的 3 腳即雙穩(wěn)態(tài)電路的 CP 端，使雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)一次，其輸出端 Q即 1 腳電平就改變一次。圖 31 觸 摸 開 關 電 路1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 19Dec2022 Sheet of File: E:\交交\交交交交交交\protel交交交\ By: S6CLK3D5R4Q 1Q 2ACD4013AS6CLK3D5R4Q 1Q 2ACD4013BR122M R13R11C4交交交交交M12V交交交VCCXxx 大學畢業(yè)設計（論文）6 CD4013雙上升沿 D 觸發(fā)器的引腳圖及引腳功能CD4013雙 上 升 沿 D 觸 發(fā) 器 定 時 器 是 一 種 中 規(guī) 模 集 成 電 路 ， 只 要 在外 部 配 上 適 當 的 阻 容 元 件 ， 就 可 以 方 便 的 構 成 觸 摸 開 關 電 路 ， 在 工 業(yè) 控 制 定時 電 子 樂 器 及 防 盜 報 警 等 方 面 應 用 很 廣 。 外 引 腳 排 列 圖 如 圖 32 所 示 ：表 31 CD4013 功能表輸入 輸出CP D Rn Sn Q ↑↑↓010001010000110 11 0保 持0 11 01 1圖 32 CD4013 的 外 引 腳 排 列 圖1 腳 是 原碼輸出端 8 腳 是 直 接 復 位 端○1 ○82 腳 是 反 碼 輸 出 端 9 腳 是 數(shù) 據(jù) 輸 入 端○2 ○93 腳 是 時 鐘 輸 入 端 10 腳 是 直 接 復 位 端○3 ○104 腳 是 直 接 復 位 端 11 腳 是 時 鐘 輸 入 端○4 ○115 腳 是 數(shù) 據(jù) 輸 入 端 12 腳 是 反 碼 輸 出 端○5 ○126 腳 是 直 接 復 位 端 13 腳 是 原 碼 輸 出 端○6 ○137 腳 接 地 14 腳 是 電 源○7 ○141 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleN u m b er R ev is io nSizeBD ate: 1 1 D ec2 0 1 0 Sh eet o f File: C :\D o cu m en ts an d Settin g s \A d m in is trato r\交 交 \M y D es ig n 3 . d d bD aw n B y :U ?C OM P ON EN T_ 11 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8Q1Q1CP1R1D1S1 VSSVDDQ2Q2CP2R2D2S2C D4 0 1 3Xxx 大學畢業(yè)設計（論文）7圖 33 CD4013雙 上 升 沿 D 觸 發(fā) 器 的 封 裝 圖 CD4013雙上升沿 D 觸發(fā)器構成的單穩(wěn)態(tài)電路工作原理單 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器 具 有 以 下 特 點 ： 第 一 ， 它 只 有 一 個 暫 穩(wěn) 狀 態(tài) ； 第 二 ， 在 外來 觸 發(fā) 信 號 的 作 用 下 ， 能 夠 由 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 翻 轉(zhuǎn) 到 暫 穩(wěn) 態(tài) ； 第 三 ， 暫 穩(wěn) 狀 態(tài) 維 持一 段 時 間 后 ， 將 自 動 返 回 到 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ， 而 暫 穩(wěn) 態(tài) 時 間 的 長 短 與 觸 發(fā) 脈 沖 無 關 ，僅 取 決 于 電 路 的 參 數(shù) 。 這 種 電 路 在 數(shù) 字 系 統(tǒng) 和 裝 置 中 ， 一 般 用 于 定 時 （ 產(chǎn) 生一 定 寬 度 的 方 波 ） 、 整 形 （ 把 不 規(guī) 則 的 波 形 轉(zhuǎn) 換 成 寬 度 、 幅 度 都 相 等 的 脈 沖 ）以 及 定 時 等 。 M 為 觸 摸 電 極 片 ， 手 指 摸 一 下 M， 使 人 體 泄 漏 的 交 流 電 在 R4 上的 壓 降 ， 其 正 半 周 信 號 進 入 IC 的 第 3 腳 即 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 的 CP 端 ， 使 單 穩(wěn) 態(tài) 電路 反 轉(zhuǎn) 進 入 瞬 時 ， 其 輸 出 端 Q 即 1 腳 由 原 來 的 低 電 位 跳 變 為 高 電 位 ， 此 高 電位 經(jīng) R3 向 C2 充 電 ， 使 4 腳 即 R3 端 的 電 位 上 升 ， 當 上 升 到 復 位 (Reset)電 位時 ， 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 復 位 ， 1 腳 恢 復 低 電 位 。 所 以 每 觸 摸 一 次 電 極 片 M， 1 腳 就輸 出 一 個 固 定 寬 度 的 正 脈 波 。圖 34 所 示 是 用 CD4013雙 上 升 沿 D 觸 發(fā) 器 構 成 的 單 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器脈 沖 整 形 電 路 。 R R R C 是 外 接 元 件 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber Revisio nSizeBDate: 17 Dec201 0 Sh eet of File: H:\ b Drawn By:S6CLK3D5R4Q 1Q 2ADR1R22M R3 UVCC交交交交交交交交Xxx 大學畢業(yè)設計（論文）8圖 34 用 D 觸 發(fā) 器 構 成 的 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 CD4013雙上升沿 D 觸發(fā)器構成的雙穩(wěn)態(tài)電路工作原理在 電 子 電 路 中 。 其 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 的 特 點 是 ： 它 有 兩 個 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ， 在 沒 有 外來 觸 發(fā) 信 號 的 作 用 下 。 電 路 始 終 處 于 原 來 的 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 由 于 它 具 有 兩 個 穩(wěn) 定狀 態(tài) ， 故 稱 為 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 。 在 外 加 輸 入 觸 發(fā) 信 號 作 用 下 ， 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 從 一 個穩(wěn) 定 狀 態(tài) 翻 轉(zhuǎn) 到 另 一 個 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 在 自 動 化 控 制 中 有 著 廣 泛 的 應用 。 D 觸 發(fā) 器 有 兩 個 互 補 的 輸 出 端 與 ， 可 構 成 兩 個 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ： 當 =1時 ， =0 ， 反 之 當 =0 時 ， =1 。 圖 中 將 端 與 數(shù) 據(jù) 端 口 相 連 ， 即 構 成 一Q雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 。 假 定 此 時 D 觸 發(fā) 器 =0 時 ， =1 ， 從 觸 發(fā) 端 CL 輸 入 一 正脈 沖 ， 觸 發(fā) 器 將 D 端 高 電 平 送 入 觸 發(fā) 器 ， 觸 發(fā) 器 翻 轉(zhuǎn) ， 端 變 為 1 、 Q端 變 為 0 。 如 果 撤 去 外 加 觸 發(fā) 信 號 ， 電 路 就 保 持 在 =1 時 ， =0 的 穩(wěn) 定狀 態(tài) 。 如 果 再 在 CL 端 輸 入 一 正 脈 沖 信 號 ， 將 D 端 低 電 平 送 入 觸 發(fā) 器 ， 為 0 ， 為 1 ， 電 路 保 持 在 這 一 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 從 圖 中 可 知 ， 此 時 的 觸 發(fā) 器 構Q成 的 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 的 翻 轉(zhuǎn) 與 置 位 端 S 、 復 位 端 R 無 關 。 圖 35 用 D 觸 發(fā) 器構 成 的 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleN umber R evisio nSizeBD ate: 17 D ec201 0 Sh eet of File: H :\MyD b D raw n B y:S6C LK3D5R4Q 1Q 2ADR2K交 交 交 交 交 交 交 交Xxx 大學畢業(yè)設計（論文）9圖 35 用 D 觸 發(fā) 器 構 成 的 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 整流穩(wěn)壓電路設計　 整流橋的介紹整 流 橋 作 為 一 種 功 率 元 器 件 ， 非 常 廣 泛 。 應 用 于 各 種 電 源 設 備 。 其 內(nèi)部 主 要 是 由 四 個 二 極 管 組 成 的 橋 路 來 實 現(xiàn) 把 輸 入 的 交 流 電 壓 轉(zhuǎn) 化 為 輸 出 的直 流 電 ， 整流橋就是將整流管封在一個殼內(nèi)了，分全橋和半橋，全橋是將連接好的橋式整流電路的四個二極管封在一起。半橋是將兩個二極管橋式整流的一半封在一起,用兩個半橋可組成一個橋式整流電路,一個半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路, 選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓。如圖 36 全波整流穩(wěn)壓電路的工作原理如下：電源為正半周時，對 DD3和方向電壓，Dl，D3 導通；對 DD4 加反向電壓，DD4 截止。電路中構成Dl、rfz 、D3 通電回路，在 rfz 上形成上正下負的半波整洗電壓，e2 為負半周時，對 DD4 加正向電壓，DD4 導通；對 DD3 加反向電壓，DD3截止。電路中構成 Drfz 、D4 通電回路，同樣在 rfz 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。如此重復下去，結果在 rfz，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖 36 中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值，比全波整洗電路小一半。電路中 VS 為 12V 穩(wěn)壓二極管，他的作用是保持直流電壓輸出的穩(wěn)定，保證后序電路良好的工作，電阻 R1 為限流電阻，防止大的電流對后序電路的沖擊損壞元器件。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 18Dec2022 Sheet of File: C:\Users\Administrator\Desktop\交交\MyDesign1. ddbDrawn By:1234交交 2 2 0 V D1D2D3 D4R151KVS12V交交交交 rfz5kXxx 大學畢業(yè)設計（論文）10 圖 36 全 波 整 流 穩(wěn) 壓 電 路 穩(wěn)壓二極管介紹穩(wěn) 壓 二 極 管 工 作 原 理 一 種 用 于 穩(wěn) 定 電 壓 的 單 偽 結 二 極 管 。 它 的 伏 安 特 性 ，電 路 符 號 如 圖 所 示 。 結 構 同 整 流 二 極 管 。 加 在 穩(wěn) 壓 二 極 管 的 反 向 電 壓 增 加 到一 定 數(shù) 值 時 ， 將 可 能 有 大 量 載 流 子 隧 穿 偽 結 的 位 壘 ， 形 成 大 的 反 向 電 流 ， 此時 電 壓 基 本 不 變 ， 稱 為 隧 道 擊 穿 。 當 反 向 電 壓 比 較 高 時 ， 在 位 壘 區(qū) 內(nèi) 將 可 能產(chǎn) 生 大 量 載 流 子 ， 受 強 電 場 作 用 形 成 大 的 反 向 電 流 ， 而 電 壓 亦 基 本 不 變 ， 為雪 崩 擊 穿 。 因 此 ， 反 向 電 壓 臨 近 擊 穿 電 壓 時 ， 反 向 電 流 迅 速 增 加 ， 而 反 向 電壓 幾 乎 不 變 。 這 個 近 似 不 變 的 電 壓 稱 為 齊 納 電 壓 （ 隧 道 擊 穿 ） 或 雪 崩 電 壓（ 雪 崩 擊 穿 ） 。 如 圖 37 所 示 穩(wěn) 壓 二 極 管 原 理 圖 。圖 37 穩(wěn) 壓 二 極 管 原 理 圖 同步觸發(fā)電路設計同步觸發(fā)電路如圖 38 所示由單結晶體管、晶閘管、電阻、電容、和電位器組成，它的工作原理如下，在交流電的每半個周期內(nèi)，當電容 C1 上充電電壓達到單結晶體管 VU1 的導通電壓時，VU1 由截止變?yōu)閷?，電?C1 通過 VU1放電，其放電電流在電阻如 R3 上形成一個尖脈沖，觸發(fā)晶閘管 VTH