【正文】 較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開(kāi)關(guān)管T，比較器的參考電壓由三只5K電阻器構(gòu)成的分壓器提供。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開(kāi)關(guān)狀態(tài)。RD是復(fù)位端（4腳），當(dāng)RD＝0,555輸出低電平?！D32 555定時(shí)器內(nèi)部框圖及引腳排列Vc是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出2/3VCC作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。555定時(shí)器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個(gè)比較器來(lái)檢測(cè)電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開(kāi)關(guān)管的通斷。 2）構(gòu)成多諧振蕩器圖3－3（a）為由555定時(shí)器和外接定時(shí)元件R、C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。電路沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過(guò)RR2向C充電，以及C通過(guò)R2向放電端C1放電，使電路產(chǎn)生振蕩。其波形如圖3－3（b）所示。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時(shí)器配以少量的元件即要獲得較高精度的振　蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。（a） 圖33 多諧振蕩器 （b）3）紅外線發(fā)射電路分析圖31是電路為紅外線發(fā)射電路，主要組成部分就是NE555構(gòu)成的多諧振蕩器和紅外線發(fā)射管SE303。而NE555作為多諧振蕩器發(fā)射固定頻率的方波脈沖信號(hào)，激發(fā)SE303產(chǎn)生特定頻率的紅外線。之后C6通過(guò)R2放電，V2降低，當(dāng)V2降到4V時(shí)，輸出端輸出高電平，SE303向外發(fā)射紅外線。如此3號(hào)腳輸出特定頻率的脈沖方波信號(hào)。故連上R5來(lái)限流，保護(hù)紅外線發(fā)光二極管。第一部分，紅外接受裝置PH302，第二部分是反相放大電路，此處用的是六相反相器CD4069的三個(gè)非門(mén)組成放大電路，第三部分是有兩個(gè)反相器構(gòu)成的施密特電路，利用其回差特性，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波整流。當(dāng)接受到光信號(hào)時(shí)，PH302處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于短路，C3左端相當(dāng)于直接接地，為低電平。在經(jīng)過(guò)施密特電路整形濾波，整個(gè)發(fā)射電路輸出低電平。（PH302）圖35 PH302光電元件特點(diǎn)是其高精度、高分辨率、大動(dòng)態(tài)范圍，利用光敏元件上的光電流隨光強(qiáng)變動(dòng)而變化這一現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)幾何增量，光電傳感器可廣泛地應(yīng)用于靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量及自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。（1）光電傳感器的工作原理光電傳感器的基本轉(zhuǎn)換原理是將被測(cè)量參數(shù)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后將光信號(hào)作用于光電元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的輸出。如果在該點(diǎn)有障當(dāng)沒(méi)有障礙物遮擋時(shí)，光照到光敏二極管上時(shí)，PN結(jié)附近產(chǎn)生電子——空穴對(duì)，漂移過(guò)PN結(jié)，產(chǎn)生光電流。具體方法是在光源側(cè)使用發(fā)光二極管，在受光側(cè)使用光敏二極管，并將信號(hào)處理電路集成制作在一塊芯片上。2. CD4069CD4069由六個(gè)COS/MOS反相器電路組成，管腳圖，如圖35所示。電源電壓范圍：?15V ，有高抗干擾性，最大輸出電流為230mA圖35 CD4069管腳圖（1）CD4069施密特觸發(fā)器的電路實(shí)現(xiàn)1）施密特電路施密特觸發(fā)器是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路，它是利用脈沖整形電路將非矩形脈沖變換成符合要求的矩形脈沖。閾值電壓UTUT2和回差電壓△UT是其主要參數(shù)。輸出電平的變化滯后于輸入，形成回環(huán)。③輸入信號(hào)增加和減小時(shí)，電路有不同的閾值電壓。　 圖37 波形圖(a) 傳輸線上電容較大，波形的上升沿和下降沿變壞；(b) 阻抗不匹配，波形的上升沿和下降沿產(chǎn)生振蕩；(c) 受到干擾，脈沖波形上疊加有噪聲。2） 用兩級(jí)CMOS反相器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器電路中兩級(jí)反相器串聯(lián)，分壓電阻RWR4將輸出端的電壓反饋到輸入端對(duì)電路產(chǎn)生影響。② Vin=1，GG2在正反饋的作用下，使電路狀態(tài)迅速變化Vout=VoH=1。后面是NE555芯片組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，R12為上拉電阻，2號(hào)腳為輸入端，當(dāng)2號(hào)腳輸入為低電平時(shí)（低于9v*1/3=3v），經(jīng)過(guò)555輸出端（引腳3）為一個(gè)高電平，555進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。之后電源通過(guò)上拉電阻R12充電，使2號(hào)腳的電平升高超過(guò)12*1/3=4v，電源通過(guò)R11充電使6號(hào)腳變成超過(guò)8V，此時(shí)，NE555發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出低電平。電磁繼電器一般需要大電流，Ne555輸出為高電平，繼電器工作，開(kāi)關(guān)KT閉合，電動(dòng)機(jī)工作D3起到保護(hù)作用，當(dāng)Ne555輸出低電平時(shí)，繼電器兩端均為低電平，開(kāi)關(guān)KT處于斷開(kāi)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)不工作。圖311 NE555單穩(wěn)觸發(fā)器4） 微分電路它和放大電路中的 RC耦合電路很相微分電路是脈沖電路中最常用的波形變換電路，似，見(jiàn)圖 5 。輸入脈沖前沿則輸出正向尖脈沖，輸入脈沖后沿則輸出負(fù)向尖脈沖。圖312 微分電路在設(shè)計(jì)電路中紅外線接收電路中的C4和與延時(shí)電路中的R12組成微分電路，其作用是將整形電路輸出的方波信號(hào)微分為觸發(fā)脈沖去觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。它們共同構(gòu)成電源電路，為整個(gè)電路提供9v的直流電壓。根據(jù)設(shè)計(jì)要求組成電路的主要部分有555夠成的多諧振蕩器，—18V，放大電路與紅外發(fā)射管相配套光敏二極管PH302接收，其工作電壓為3V—18V，電磁閥9V—12V，由此可知，電源電壓應(yīng)為9V使電路正常工作。變壓器把220V交流電（市電）變?yōu)榉€(wěn)壓所需的低壓交流電；整流器把低壓交流電變?yōu)橹绷麟姡徽骱蟮闹绷麟娭腥詴?huì)含有交流成分，可以通過(guò)濾波電路將交流成分濾除；經(jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計(jì)需要把220V交流電變?yōu)?V 交流電，變壓器匝數(shù)比 n=原邊匝數(shù)/副邊匝數(shù)≈25。再經(jīng)濾波電路濾除較大的波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。(4)穩(wěn)壓電路經(jīng)整流濾波輸出的電壓通常是不穩(wěn)定的，不能直接對(duì)系統(tǒng)供電，因此需要經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定到整個(gè)系統(tǒng)所需的要求。直流穩(wěn)壓電路分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路，本設(shè)計(jì)采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器1）7809的作用：（芯片7809的輸入電源電壓的范圍是 12V= VIN =35V,最高輸入安全電壓35V）整流濾波后得到的直流電壓通常是不穩(wěn)定的，這是因?yàn)榻涣麟娋W(wǎng)的供電電壓常有波動(dòng)，使得整流濾波后的直流電壓也相應(yīng)變動(dòng)，為了得到穩(wěn)定的直流電壓，避免電壓的變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響，需要利用穩(wěn)壓器達(dá)到穩(wěn)壓的作用。它在使用時(shí)要與電容連接，電容C1即可以減小整流后電壓的波動(dòng)，又有一只輸入端瞬態(tài)過(guò)電壓的作此只對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行聲明,DS2為紅外線發(fā)射，D2為紅外線接收，為防止在沒(méi)有人要洗手時(shí)D2對(duì)紅外線的吸收，在安裝時(shí)需要將DS2與D2并排朝下放置。是為了使穩(wěn)壓器能夠在比較大的電壓變化范圍內(nèi)正?？煽康墓ぷ鳌i，Rb 為輸出采樣電阻。輸入ViT調(diào)整管調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)恒流電源RSC誤差放大基礎(chǔ)電壓?jiǎn)?dòng)電路V 0短路保護(hù)輸出RA過(guò)熱保護(hù)地RB圖314 三端穩(wěn)壓器框圖 整體電路實(shí)現(xiàn)圖315 紅外線干手器電路 電路工作原理1． 220V 交流電路經(jīng)變壓器T 降壓，變?yōu)榈蛪航涣麟?，?jīng)整流濾波，成為低壓直流，再經(jīng)三端集成穩(wěn)壓電路7809穩(wěn)壓，得到9V直流電供給控制電路工作。2． DS2（SE303）是紅外發(fā)射電路中的紅外二極管，D2（PH302）為紅外接收電路中的紅外接收二極管，沒(méi)有人干手時(shí)，紅外接收電路中D2接收不到紅外發(fā)射電路通過(guò)NE555組成的多謝振蕩器使DS2向外發(fā)射一定頻率的紅外線，當(dāng)PH302未接收到光信號(hào)時(shí)相當(dāng)于，反向截止，電路從R7過(guò)，C3左端高電平，大概是8v。經(jīng)過(guò)CRU2:U2:2 、U2:3 U2: U2:RR9，反相放大后輸出低電平為1V。（即人伸進(jìn)手時(shí)輸出低電平）這是施密特電路通過(guò)整形濾波到矩形脈沖，為NE555延時(shí)電路中輸入低電平的觸發(fā)信號(hào)。干手完畢，人手離開(kāi)干手器后，延時(shí)電路延時(shí)幾秒鐘后復(fù)位，使干手器停止。第四章 Multisim軟件電路仿真 Multisim 2001 程序概論 簡(jiǎn)介從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路的分析與設(shè)計(jì)方法發(fā)生了重大變革，Pspice、EWB等一大批各具特色的優(yōu)秀電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件的出現(xiàn)，改變了一定量估算和電路實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)方法。 Multisim 2001是加拿大Interactive Image Technologies公司2001年推出的Multisim最新版本，是該公司電子線路仿真軟件EWB的升級(jí)版。 （1）Multisim 2001的元件庫(kù)提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫(kù)，而且建庫(kù)所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此可以方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。 （3）原理圖的編輯非常方便，鼠標(biāo)點(diǎn)擊——拖動(dòng)界面，點(diǎn)——點(diǎn)自動(dòng)連線。 （4）Multisim 2001提供了非常豐富的分析功能，虛擬測(cè)試設(shè)備能提供快捷、簡(jiǎn)單的分析。 （5）Multisim 2001還可以對(duì)被仿真電路中的元器件人為設(shè)置故障。 （6）專業(yè)版的Multisim 2001還支持VHDL和Verilog語(yǔ)言的電路仿真與設(shè)計(jì)。能使系統(tǒng)設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，工作效率得到提高。 針對(duì)不同的用戶需要，Multisim 2001發(fā)行了多個(gè)版本，分為增強(qiáng)專業(yè)版（Power Porfessional）、專業(yè)版（Porfessional）、個(gè)人版（Personal）、教育版（Education）、學(xué)生版（Student）和演示版（Demo）等。圖41 multiSIM 2001主窗口圖41 為multiSIM 2001主窗口，圖中為一個(gè)由電阻、電容、三極管等元件組成的單管放大電路，使用的測(cè)試儀器為雙蹤示波器，其中雙蹤示波器上顯示了當(dāng)前的分析結(jié)果，從圖中可以看出要繪制一個(gè)完整的電路必須使用到元件、節(jié)點(diǎn)、連線等。2. 繪制仿真電路 進(jìn)行電路仿真實(shí)驗(yàn)前必須先搭接好線路，仿真電路的建立主要包括以下幾個(gè)過(guò)程。⑵ 設(shè)置電路工作窗口。⑷ 連接線路。⑹ 仿真實(shí)現(xiàn)及調(diào)用儀器。New創(chuàng)建新原理圖文件，保存其文件名為“”，在該工作窗口內(nèi)可以進(jìn)行仿真電路的創(chuàng)建。屬性，單擊工作區(qū)選項(xiàng)卡，屏幕彈出圖42所示窗口。 (2) 設(shè)置柵格、頁(yè)邊緣和標(biāo)題欄的顯示狀態(tài)圖42中，顯示欄設(shè)置電路圖柵格、頁(yè)邊緣和標(biāo)題欄顯示狀態(tài)，點(diǎn)擊復(fù)選框打“214。執(zhí)行View174。圖27所示為使用柵格和標(biāo)題欄的電路。Preferences，單擊Circuit選項(xiàng)，屏幕彈出圖28所示的電路圖選項(xiàng)對(duì)話框。 3. 放置元器件 (1) 放置理想元件（如窗口43） 用鼠標(biāo)單擊元器件所在庫(kù)，即可打開(kāi)相應(yīng)的部件箱，其中背景為綠色的元件為理想元件。1) 設(shè)置元件標(biāo)稱值 雙擊元件，屏幕上彈出圖43所示元件特性設(shè)置對(duì)話框，單擊圖212中的Value選項(xiàng)卡，在Resistance欄中鍵入元件的標(biāo)稱值即可，理想元件的標(biāo)稱值可以任意設(shè)置。Label（標(biāo)號(hào)）可以由用戶根據(jù)電路自行設(shè)定，Reference ID（參考編號(hào)）是由系統(tǒng)自動(dòng)定義，而且必須是唯一的，一般情況下不要修改參考編號(hào)。（3）放置多功能單元的元件 某些元器件（如某些集成電路）存在多個(gè)功能單元，放置這些元件時(shí)，屏幕將提示選擇對(duì)應(yīng)的功能單元。圖45 功能單元選擇4． 連接線路原理圖線路連接接如圖46圖46 原理圖連線 設(shè)置元器件參數(shù)及仿真要求. 元器件參數(shù)設(shè)置參考附件元件清單. 仿真要求（1） 實(shí)現(xiàn)220V交流電通過(guò)電源電路向其他模塊電路供應(yīng)9v工作電壓。（3） 紅外線接收電路實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外信號(hào)的接收、放大并輸出給延時(shí)電路的脈沖信號(hào)。 仿真實(shí)現(xiàn)1. 9v工作電壓的實(shí)現(xiàn)(1) 變壓器參數(shù)設(shè)置圖47 變壓器參數(shù)設(shè)置（2） 整流橋整流后電壓圖48 整