电子技术基础项目项目八课件.ppt

1、项目八项目八 组装声光控节电开关组装声光控节电开关任务任务1 学习数字电路基础学习数字电路基础任务任务2 分析逻辑门电路分析逻辑门电路任务任务3 认识集成逻辑门电路认识集成逻辑门电路操作指导操作指导看一看：看一看：声光控节电开关及其电路 a）外形图b）实物示意图c）组成框图电路中各个组成部分的作用如下：整流电路整流电路将交流电变成单方向的脉动直流电。传声器传声器 将外界的声音信号转变为电信号。放大电路放大电路将音频电信号进行放大以推动下一级电路工作。光敏电阻光敏电阻感光元件，并将光的变化变为电阻值的变化。CD4011与非门集成电路，接收光控电信号和声控电信号，给晶闸管的门极提供触发脉冲电压。晶

2、闸管晶闸管作为电子开关控制灯的亮与灭。元件器选择元件器选择表8-1 元器件明细表序号分类名 称型号规格数 量1IC集成电路CD401112VT2单向晶闸管MCR100-613VT1晶体管901414VD1VD5整流二极管IN400155R1电阻180K16R2、R3电阻20K27R4电阻18R5、R6、R7 电阻56K39R8电阻 110C1、C2电解电容22F/16V211C3圆片电容104112BM、RG驻极体传声器、光敏电阻各113其它印制板、220V/25W灯泡等任务1 学习数字电路基础一、数字信号与模拟信号的区别一、数字信号与模拟信号的区别举例：图8-2 图8-3 1模拟信号模拟信号

3、是指在时间上和数值上都连续变化连续变化的信号。2数字信号数字信号是指在时间上和数值上都是离散离散的信号。常用“1”与“0”表示，在电路中反应的是电平的高与低，信号的有与无。模拟信号模拟信号数字信号数字信号二、数制与码制二、数制与码制 1、数制与转换、数制与转换 数制数制就是数的进位制。（1）十进制数）十进制数 基本数码有十个基本数码有十个：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。计数原则计数原则“逢十进一逢十进一”。任何一个十进制数 M，可以写成：（n 是二进制数的位数，10n-1、10n-2、101、100 是各位的位权，an-1、an-2、a1、a0 是各位数的数码。）例题8-1：写出十进

4、制数（2345）10的展开式 解：（2345）10=2103+3102+4101+51000011221110101010 aaaaMnnnn（2）二进制数）二进制数基本数码有两个：基本数码有两个：0、1。计数原则计数原则“逢二进一逢二进一”。任何一个n位整数的二进制数 S，可以写成：（n 是二进制数的位数，2n-1、2n-2、21、20 是各位的位权，an-1、an-2、a1、a0 是各位数的数码。）例题8-2：写出二进制数（1101）2的展开式 解:（1101）2=123+122+021+120（3）二进制数和十进制数的互化规则）二进制数和十进制数的互化规则（1）二进制数化为十进制数“乘权

5、相加法乘权相加法”（2）十进制数化为二进制数“除除2取余倒记法取余倒记法。”001122112222 aaaaSnnnn 2、码制、码制BCD码码 （1）BCD码：码：用四位二进制数表示一位十进制数的二进制代码称为二十进制代码，简称为BCD码。常用的BCD码有：8421码、5421码、余3码等。（2）8421BCD码表示方法为：码表示方法为：四位二进制数码的位权从高位到低位依次是8（23）、4（22）、2（21）、1（20）。例题8-5 将十进制数（168）10用8421BCD码表示 解：十进制数 1 6 8 8421码 0001 0110 1000 即：（168）10=（0001011010

6、00）8421BCD学习要点：1电信号可分为模拟信号和数字信号两类。2数字信号只有两种对立状态，可用数字“0”和“1”表示两个对立的状态。数字信号抗干扰能力很强，可以进行算术与逻辑运算，并进行各种智能化控制。计算机中处理的就是数字信号。3二进制数化为十进制数“乘权相加法”；十进制数化为二进制数“除2取余倒记法”。4用四位二进制数表示一位十进制数的编码方法叫BCD码。8421BCD码位权顺序是：8421。任务2 分析逻辑门电路 基本的门电路有：与门、或门和非门。常用的复合门电路有与非门、或非门、与或非门、异或门。1 1、连接电路、连接电路图8-4 图8-5 图8-62 2、检测电路、检测电路 将

7、三个电路的输入端分别按表8-、表8-、表8-所列情况接入电压，用万用表测量输出端的电压值，并与表中输出端的Y值对比。表 8-表 8-表 8-总结得结论：（1）图8-4的输入输出的逻辑关系是：有0出0，全1出1。（2）图8-5的输入输出的逻辑关系是：有1出1，全0出0。（3）图8-6的输入输出的逻辑关系是：有0出1，有1出0。UAUBY0V0V3V3V0V3V 0V3V0V0V0V3VUAUBY0V0V3V3V0V3V0V3V0V3V3V3VUAY0V 3V 12V 0V0V和和3V分别用低电平分别用低电平0和高电平和高电平1表示表示一、常用逻辑门电路 1、与逻辑和与门、与逻辑和与门（1）与逻辑

8、关系：）与逻辑关系：只有当决定一个事件结果的所有条件都具备时，结果才会发生，这种条件和结果的逻辑关系称为与逻辑关系。实现与逻辑运算的电路叫与门电路。如图8-4所示。（2）逻辑表达式为：）逻辑表达式为：。（3）真值表：）真值表：是表明输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格。设条件满足为1,不满足为0；结果发生为1,不发生为0。如表8-6所示。与门的逻辑符号如图8-7所示。（4）与门电路的逻辑功能为：）与门电路的逻辑功能为：“全全1出出1，有，有0出出0”。BAYA BY0 00 11 01 10001表86图8-7 2、或逻辑和或门、或逻辑和或门（1）或逻辑关系：）或逻辑关系：在决定一个事件结

9、果发生的所有条件中，只要其中一个或者一个以上的条件满足，结果就会发生，这种条件和结果的逻辑关系称为或逻辑关系。实现或逻辑运算的电路叫或门电路。例如图8-5所示电路。（2）逻辑表达式为：）逻辑表达式为：。（3）真值表及逻辑符号：）真值表及逻辑符号：（4）或门电路的逻辑功能：）或门电路的逻辑功能：“全全0出出0，有，有1出出1”。A BY0 00 11 01 10111表8-7 或门真值表图8-8 或门逻辑符号BAY 3、非逻辑和非门、非逻辑和非门（1）非逻辑关系：）非逻辑关系：在事件中，结果总是和条件呈相反状态，这种逻辑关系称为非逻辑关系。实现非逻辑运算的电路叫非门电路。例如图8-6所示电路。（

10、2）逻辑表达式）逻辑表达式：。（3）真值表及逻辑符号：）真值表及逻辑符号：（4）非门电路的逻辑功能：）非门电路的逻辑功能：“有有1出出0，有，有0出出1”。AY AY0 1 10表8-8 非门真值表图8-9 非门逻辑符号 4、与非门、与非门（1）电路构成：与门后面接一非门，就组成了与非门电路。）电路构成：与门后面接一非门，就组成了与非门电路。（2）逻辑表达式为：）逻辑表达式为：（3）真值表）真值表（4）与非门电路逻辑功能为）与非门电路逻辑功能为“有有0出出1，全，全1出出0”。A BY0 00 11 01 11110表8-9 与非门真值表BAY逻辑符号 5、或非门、或非门（1）电路构成：或门后

11、面接一非门，就组成了或非门电路。）电路构成：或门后面接一非门，就组成了或非门电路。（2）逻辑表达式为：）逻辑表达式为：（3）真值表）真值表（4）或门电路逻辑功能为）或门电路逻辑功能为“有有1出出0，全，全0出出1”。BAYA BY0 00 11 01 11000表8-10 或非门真值表逻辑符号 6、异或门、异或门（1）电路构成）电路构成（2）异或门的逻辑表达式为：）异或门的逻辑表达式为：（3）真值表）真值表（4）或门电路逻辑功能为）或门电路逻辑功能为“输入相同，输出为0；输入不同，输出为1”。简称为简称为“同出同出0，异出，异出1”。BABABAYA BY0 00 11 01 10110逻辑符

12、号表8-11 异或门真值表学习要点：1在数字电路中，基本的逻辑门有与门、或门和非门三个；常用的复合门电路有与非门、或非门和异或门。2常用门电路比较。名 称逻辑函数表达式逻辑功能符号图与 门有0出0，全1出1或 门有1出1，全0出0非 门有0出1，有1出0与非门有0出1，全1出0或非门有1出0，全0出1异或门 同出0，异出1BAYBAYAY BAYBAYBAY 逻辑代数基础 逻辑代数不同于普通代数，它是研究逻辑函数与逻辑变量之间的关系，是研究逻辑电路的数学工具。逻辑代数中的变量是二元常量，只有两个值，即0（逻辑0）和1（逻辑1），没有中间值；而且0和1不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻辑状态

13、。一、基本运算和定律一、基本运算和定律 1、基本逻辑运算规则、基本逻辑运算规则 常用基本逻辑运算规则见表8-13A+0=A A+A=A A 0=0A A=AA+1=1 1 AAAA10 AAAA 二、逻辑函数的化简二、逻辑函数的化简任务3 认识集成辑门电路TTL集成门电路集成门电路是指晶体管晶体管逻辑门电路，它的输入端和输出端都是由晶体管组成。一、一、TTL与非门与非门1.外引脚排列图外引脚排列图 举例：举例：2引线编号及含义引线编号及含义 引线的编号判断方法：把标志置于左端，逆时针转向自下而上顺序读出序号。图中A、B为输入端，Y为输出端，并以字头数字区分内部的与非门。图8-14 74LS00

14、外引线排列图共用电源共用接地点 1电压传输特性电压传输特性 （1）AB段：段：uI0.6V，输出电压保持在高电平UOH，uO不随uI变化，与非门处于截止截止状态（2）BC段：段：uI在0.6V1.3V之间，输出电压uO随输入电压uI的增大而线性的减小。（3）CD段：段：uI在1.4V左右，uO随uI的增大而迅速的减小，并很快到达低电平UOL。CD段称为传输特性曲线的转折区转折区。（4）DE段：段：uI1.4V，uO为低电平UOL，也不随uI变化，称为传输特性曲线的饱和区饱和区。8-15 电压传输特性曲线 2TTL与非门的主要参数 （1）输出高电平电压UOH 和输出低电平电压UOL：（2）阈值电

15、压UTH：（3）关门电平UOFF和开门电平UON：（4）平均传输延迟时间tpd：（5）扇出系数NO：二、二、MOS与非门与非门 MOS集成逻辑门电路是指绝缘栅型场效应晶体管逻辑门电路。电路有三种类型：NMOS电路 PMOS电路 CMOS电路由NMOS管和PMOS管组成的互补电路叫MOS 电路。1.MOS管的开关特性管的开关特性（1）CMOS与非门与非门1）电路结构电路结构2）工作原理）工作原理 当输入信号A和B同时是高电平时，VT1和VT2同时饱和，VT3和VT4截止，这时输出端Y为低电平；当输入信号A和B中有一端或两端是低电平时，由于VT1和VT2是串联，所以总有一个或两个管子截止，而VT3

16、和VT4总有一个或两个管子饱和导通，因此输出Y为高电平。结论：具有结论：具有“与非与非”逻辑功能，即逻辑功能，即 3）常用）常用CMOS集成与非门集成与非门 CD4011及应用及应用BAY实物图及外引线排列图 CD4011内部四个与非门D1、D2、D3、D4在声光控节电开关电路中的应用情况如下图所示图中，D1是音频电信号和光控电信号的控制门，D2是反相器，D3、D4是两级整形电路。C2、R8是整形脉冲的延时电路，控制晶闸管的导通时间，即灯亮后延时关断的时刻。4）TTL和CMOS集成电路的使用注意事项（1）输入端不能悬空：（2）避免静电感应：（3）电源不能接反也不能超压：学习要点 1集成逻辑门电

17、路有两大系列：TTL系列和CMOS系列。2.集成逻辑门电路引线的编号判断方法：把标志置于左端，逆时针转向自下而上顺序读出序号。3.CMOS集成电路使用时输入端不能悬空，存放时要用金属将引脚端接起来或用金属盒加以屏蔽，电源不能接反也不能超压。操作指导1.认识声光控节电开关电路结构及工作过程认识声光控节电开关电路结构及工作过程声光控节电开关原理图 工作过程：工作过程：声音信号由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C3耦合到VT1的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(D1)的2脚，R4是VT1的偏置电阻，C1是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，

18、R6和光敏电阻RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平,此时和被放大的音频电信号一起加到CD4011的第一个门电路控制门D1的输入端，控制门打开D1输出为低电平，使D2输出为高电平，经D2整形后通过二极管VD5送至两极整形门电路D3、D4（同时很快给C2充电），整形后输出的高电平作为触发延迟信号加到单向晶闸管的门极，使晶闸管导通。同时在声控信号或光控信号消失后D1关闭，输出为 高电平，使D2输出为低电平，VD5截止，充满电后的C2只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门D3使D4输出为低电平，单向晶闸管失去触发信号而截止，完成一次完整的灯由亮到灭

19、的自动熄灭过程。印制板参考图2.安装电路安装电路（1）元件选择 见表8-1。（2）元件检测与整形 1）选用的话筒是驻极体话筒，它的测量方法同项目三。2）光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100M，说明该元件是完好的。3）清点、检测其他元件并进行整形和搪锡处理。（3）焊接与连线。注意电源线和灯泡的连接，做好绝缘处理。3.调试与检测电路调试与检测电路（1）通电前检查：对照电路原理图检查电源的连接；注意整流二极管、电解电容、晶体管及晶闸管的连接极性。特别要注意集成块的引脚插接顺序。（2）检测：将结果填入表8-14 3）试一试，改变R6的大小，是否可以改变对光的亮度。4）试一试，改变C2或R8的大小，是否可以改变延时时间的长短。4.思考思考C2和和R8起什么作用？起什么作用？条件U1U2U3U4U5U6U7U8U9U10U11U12U13U14有声有光有声无光无声有光无声无光