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专业基础实训指导书(适用于自动化、测控技术与仪器、电子信息工程、通信工程专业使用)沈阳理工大学2009年09月前 言 专业基础实训是新开设的一门专业基础实训课程。 专业基础实训是自动化、测控技术与仪器、电子信息工程、通信工程专业的重要综合实践环节之一。通过专业基础实训，将专业基础课程的知识进行整合，将相关知识综合应用，解决工程问题。其目标是培养学生综合运用所学的知识解决实际问题的能力。通过本实训学习电子电路的设计、电子电路的组装、电子电路焊接技术，电子电路故障的检测与排除，电子电路的调试，电子电路的测量等。专业基础实训以实际工程电子电路为实训课题，通过学生制作实物，培养学生解决实际工程问题的能力。本门课程初次开设，限于编者的水平，时间的仓促，书中错误和不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。 编 者 2009年12月目 录第一章 电子电路的安装与调试技术 1 1.1 电子电路的安装技术 1 1.1.1 电子元器件的焊接技术 1 1.1.2 元器件的安装 2 1.1.3 元器件的布局与布线 3 1.2 电子电路的调试 4 1.2.1 调试技术 4 1.2.2 电路故障的分析与排除方法 4第二章 专业基础实训 6 2.1 电子秒表 6 2.1.1 实训目的 6 2.1.2 电路的组成及工作原理 6 2.1.3 安装与调试 10 2.2 数字电子钟 11 2.2.1 实训目的 11 2.2.2 电路的组成及工作原理 11 2.2.3 安装与调试 14 2.3 编码电子锁 15 2.3.1 实训目的 15 2.3.2 电路的组成及工作原理 152.3.3 安装与调试 17 2.4 红外线遥控器 18 2.1.1 实训目的 18 2.1.2 电路的组成及工作原理 18 2.1.3 安装与调试 20 2.5 红外线遥控报警器 21 2.2.1 实训目的 21 2.2.2 电路的组成及工作原理 21 2.2.3 安装与调试 22 2.6 篮球比赛记分显示器 23 2.3.1 实训目的 23 2.3.2 电路的组成及工作原理 232.3.3 安装与调试 26第三章 课题的选择与成绩评定 27 3.1 课题的选择 27 3.2 实训成绩评定 27 3.3 实训报告 27第一章 电子电路的安装与调试技术1.1 电子电路的安装技术 一个电子装置是否制作成功，整机的结构布局、整机的布线、元件的焊接以及调试工作是致关重要的。1.1.1 电子元器件的焊接技术一、焊接工具和材料1、电烙铁电烙铁是焊接电子元器件的重要工具，直接影响着焊接的质量。电烙铁从结构上分为外热式和内热式两种，常用的有75W、45W、25W、20W等。选择电烙铁要根据焊接任务的不同，选用不同功率的电烙铁。一般焊接半导体元器件选用20W电烙铁即可。新的电烙铁使用前要进行“上锡”。首先将烙铁头锉干净，然后把电烙铁通电加热，预热一会儿后将烙铁头粘上松香，再用烙铁头将焊锡丝熔化，使烙铁头上薄薄的镀上一层锡。防止电烙铁长时间加热因氧化使烙铁头被“烧死”，不再“吃锡”。 2、焊料 焊料是将被焊物体牢固的焊接到电路板上。焊料熔点比被焊物熔点低很多，否则容易和被焊物连在一起。 一般的电子元件用焊料是锡铅比例为3：2的焊锡，其低熔点仅为180摄氏度左右，用25W-30W的电烙铁就可以熔化。焊锡通常制作成管状焊锡丝，内芯有松香做助焊剂。 3、助焊剂 助焊剂的作用是去除焊件表面的氧化物，加热时防氧化，帮助焊料流动，减少表面张力，提高焊接质量。一般用松香（固态）或松香水（松香加酒精做的液态助燃剂）。二、手工焊接方法1、焊接的手法焊接的手法为左手食指中指夹住焊锡丝，右手拿住电烙铁，烙铁头随着锡丝走。2、五步焊接法正确的焊接方法是五步焊接法：准备施焊、加热焊件、加焊锡、去焊锡和去烙铁，如图1.1所示。 、准备施焊：准备好焊锡丝，预热好电烙铁。 、加热焊件：将烙铁头接触焊接点，使被焊引线和焊盘加热。、加焊锡：当焊件加热到一定温度后，放上焊锡丝，焊锡丝能够立即沾附到被焊件上。、加焊锡：当熔化一定量的焊锡后，将焊锡丝移开。、去烙铁：当焊锡完全湿润焊点后，朝大约45方向迅速移开电烙铁。图1.1 五步焊接法3、焊接要注意的事项 、对焊件要先进行表面处理 一般焊件表面都被氧化，需要表面处理，去除表面污迹，氧化膜等。采用机械刮磨或酒精清洗。、对元件引脚进行镀锡对导线、引脚的焊接部位要进行焊锡润滑，也称上锡。、焊料量的控制焊点的焊锡量要适量，不可过多或过少，如图1.2所示。图1.2 焊料量的控制、焊点的质量焊接质量的好坏以焊点圆滑、光亮为好。1.1.2 元器件的安装1、元器件引线成型为了使元器件排列整齐、美观，需要对元器件的引线进行加工，元器件引线成型的各种形状如图1.3所示。元器件引线成型应注意以下几点：、所有元器件引线均不得从根部弯曲，根部容易折断，一般应留1.5mm以上。、弯曲一般不要成死角，成圆弧状。、要将元器件上有字符面置于容易观察的位置。图1.3 元器件引线成型2、元器件插装元器件插装有卧式插装法和立式插装法两种。卧式插装法是将元器件紧贴印刷电路板插装。卧式插装法的优点是稳定性好，比较牢固。建议使用卧式插装法。1.1.3 元器件的布局与布线在进行组装前的一项重要工作是进行元器件的布局设计。元器件的布局设计的原则是元器件的分布均匀、合理，接线尽量短，接线交叉尽量少。 1、一般按照电路图的走向顺序排列各级的布局，尽量缩短接线，以减少分布参数对电路的影响。2、集成电路外接元器件尽可能安排在对应管脚附近，缩短连线的距离。输入信号与输出信号的引线应当尽可能安排远一些。3、连线尽量做到横平、竖直，接线交叉尽量少。 图1.4 多谐振荡器电路图和元件布局与布线图建议元器件的布局与布线在与实际电路板1：1的方格纸上画出元器件的布局与布线，调整合适后再进行实际布局与布线。以多谐振荡器为例，图1.4为多谐振荡器的电路图和用万能板的布局与布线图。1.2 电子电路的调试1.2.1调试技术1、检查电路接线电路安装完毕，首先要认真检查电路接线是否正确。通常采用的检查方法是按照电路原理图检查。可借助万用表的电阻档检查，即在电路原理图上找到一些点，用万用表测量在电路原理图上应与它连接的部分是否都连接上。检查是否有错焊、漏焊处。2、调试方法调试是在安装完毕后对电路的参数及工作状态进行测量，并在测试的基础上对电路的参数进行修正，使之满足设计要求。3、调试步骤、先将电源调到规定数值，然后关闭电源，将电源接入待测电路。接通电源后仔细观察有无异常现象，包括有无冒烟，是否有异常气味，用手摸元器件是否发烫等。如果发现异常，应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。、分级调试分级调试又分为静态调试和动态调试。静态调试是在没有外加信号的条件下测试电路的工作状态，对于模拟电路测量电路的工作点，对于数字电路测量高低电平值。动态调试是在各级的输入端加入规定信号的条件下测试输出的结果是否正确，通常用示波器观察输出波形和用万用表测量输出信号的数值。如果不满足设计要求，可以调整相关元器件，达到设计要求。、整机联调在各级调试完成后，将各级连接在一起，加入规定输入信号，测量总输出是否满足要求。通常用示波器观察输出波形和用万用表测量输出信号的数值。1.2.2 电路故障的分析与排除方法在电子技术训练中，通过查找和排除故障，对全面提高电子技术实践能力十分有益。因此，掌握检查和排除故障的基本方法是十分必要的。1、故障的检查方法、直观检查法为了避免和减少接线的错误，应画出正确的电路原理图和安装接线图。按照安装接线图检查电源线、信号线有无接错，元件有无错焊、漏焊，二极管、三极管、电解电容器极性有无接反等。通电后检查是否有打火等异常声响；有无焦糊异味出现；模晶体管、电阻、集成电路是否温度过高等。发现异常立即断电检查故障。、仪器检查法用万用表、示波器等仪器发现和寻找故障部位及元件。、测电阻 在断电情况下，可用万用表的电阻档测量电路中关键点的对地电阻，以排除错误接线或短路故障。关键点可选电源正极、集成电路的电源端、电阻、电容串并联的节点等。、测电压、电流用万用表的电压档检查电源、各级静态工作点电压、集成电路引脚电压是否正确。、示波器测量法用示波器观察电路各点的信号波形，根据其幅度、频率、脉冲宽度、波形失真等情况判断故障部位。2、逐级孤立法分析与排除故障在不能直接判断故障部位时，可采用逐级检查的方法确定故障的部位。步骤为：、判断故障级 可采用三种方法。 、由前向后逐级寻找故障级。从第一级输入信号，测量其后各级输出信号是否正常，如发现某一级的输出波形不正确，可判断故障发生在该级电路。 、由后向前逐级寻找故障级。可在某级输入端加入信号，测量其后各级输出信号是否正常，无故障则向前级推进。若在某级输出波形不正常，可判断故障发生在该级电路。、2分法。即在中间级测量工作状态或输出信号，由此判断故障是在前半部分还是在后半部分。、寻找故障的具体部位或元器件故障级确定后，可通过测量工作点电压、电流，信号波形等方法确定故障的具体元器件。、排除故障更换故障元器件，检查电路是否正常了。如果正常了，故障排除；如果仍不正常，继续寻找故障元器件，排除故障。第二章 专业基础实训2.1 电子秒表2.1.1 实训目的1、掌握基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器、计数器、译码显示等单元电路的综合应用。2、熟悉电子秒表的安装与调试。2.1.2 电路的组成及工作原理电子秒表的原理图如图2.1.1所示。按功能分为四个单元电路，时钟发生器、计数与译码显示电路、基本RS触发器和单稳态触发器。图2.1.1 电子秒表原理图 1、时钟发生器图2.2.2为用555定时器构成的多谐振荡器。为计数器提供计数脉冲。多谐振荡器的振荡频率公式为 多谐振荡器的振荡频率设计为100Hz，R为51K，RW大约为41 K，C为0.1F。调节电位器RW，使多谐振荡器产生频率为100Hz的方波信号。555定时器的引脚图如图2.1.3所示。 图2.1.2 时钟发生器 图2.1.3 555定时器的引脚图2、计数与译码显示电路图2.1.4为用十进制计数、显示译码器CD4026构成的计数与译码显示电路。图2.1.4 计数与译码显示电路由4片计数器CD4026组成四位十进制器，输入计数脉冲为100Hz，由计数器CD4026(1)进行秒表的百分位的计时，由计数器CD4026(2)进行秒表的十分位的计时，由计数器CD4026(3)进行秒表的个位的计时，由计数器CD4026(4) 进行秒表的十位的计时，实现0.0199.99秒的计时。各级计数器之间的进位方式为前级进位输出信号CO为后级计数脉冲信号。CD4026同时具有显示译码功能，可将计数器的十进制计数转换为驱动数码管显示的七位显示码，省去了专门的显示译码器。CD4026的输出abcdefg直接与LED数码管连接。CD4026的CR为异步清零端，CR=1时立即使计数器清零。十进制计数、显示译码器CD4026的引脚图如图2.1.5所示。LED数码管的引脚图如图2.1.6所示。 图2.1.5 CD4026的引脚图 图2.1.6 数码管引脚图 3、基本RS触发器图2.1.7为用与非门CD4011构成的基本RS触发器。图2.1.7 基本RS触发器基本RS触发器在电子秒表中的功能是启动秒表和停表，按键K1为启动秒表，按键K2为停表。其工作原理为：基本RS触发器的输出Q为与非门4的输入控制信号。当按下按键K2，基本RS触发器Q=0， 使与非门4的输入控制信号为0，封锁与非门4，计数脉冲不能输入，秒表停表。当按下按键K1，基本RS触发器Q=1， 使与非门4的输入控制信号为1，使计数脉冲可以输入，开始计数。 4、单稳态触发器图2.1.8为用施密特触发器74HC14或CD40106构成的单稳态触发器。图2.1.8 单稳态触发器单稳态触发器在电子秒表中的功能是为计数器提供清零信号。其工作原理为：单稳态触发器的输入信号取自基本RS触发器的端，输出端接计数器的清零端。当单稳态触发器输入为1时，输出为0，不起清零作用；当单稳态触发器输入为负脉冲时，触发单稳态触发器，单稳态触发器输出端产生一个窄正脉冲，使各计数器清零。当按下按键K1，基本RS触发器端由1变为0，产生负脉冲，启动单稳态触发器，使计数器清零（即秒表回表）。同时与非门4打开，使计数脉冲可以输入，开始计数。与非门CD4011的引脚图如图2.1.9所示。施密特触发器74HC14或CD40106的引脚图如图2.1.10所示。 图2.1.9 CD4011引脚图 图2.1.10 74HC14、CD40106引脚图2.1.3 安装与调试 1、基本RS触发器的调试按下按键K2，检查基本RS触发器输出是否是Q=0，松开按键K2，基本RS触发器输出是否保持不变。按下按键K1，检查基本RS触发器输出是否是Q=1。2、单稳态触发器的调试在单稳态触发器输入端接1kHz方波信号，用示波器观察单稳态触发器输出端是否是连续窄负脉冲的矩形波信号。3、时钟发生器的调试用示波器观察时钟发生器输出是否输出方波信号。然后调节RW，使方波信号频率为100Hz。4、计数器、译码显示单元的调试首先检查各计数器与对应的显示译码器和数码管的工作情况，在各计数器CP端加入单脉冲，检查计数与显示是否正常。然后将各计数器连接起来，检查计数与显示是否正常。5、整体调试将各单元电路连接起来。首先按下按键K2，观察秒表是否停表。然后按下按键K1，观察秒表是否清零和启动计时。6、秒表的校准用计时准确的电子表校准秒表，不准确调节电位器RW。2.2 数字电子钟2.2.1 实训目的1、掌握时钟发生器、计数器、译码显示等单元电路的综合应用。2、熟悉数字电子钟的安装与调试。2.2.2 电路的组成及工作原理数字电子钟的组成框图如图2.2.1所示。它由多谐振荡器、计数器、显示译码器、显示器和校时电路组成。多谐振荡器产生秒脉冲信号，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”显示译码器译码，由显示器显示时间。 图2.2.1 数字电子钟的组成框图 图2.2.2 多谐振荡器电路与分频电路 1、多谐振荡器与分频电路多谐振荡器电路与分频电路如图2.2.2所示。多谐振荡器与分频电路为计数器提供计数脉冲和为校时电路提供校时脉冲。多谐振荡器的振荡频率设计为2Hz，R为51K，RW大约为50 K，C为4.7F。 多谐振荡器产生的2Hz脉冲信号为校时电路的校时脉冲。2Hz脉冲信号经过CD4013组成的分频器，进行2分频，输出1 Hz的秒脉冲为计数器的计数脉冲。555定时器的引脚图如图2.2.3所示。D触发器CD4013的引脚图如图2.2.4所示。2、计数、译码显示电路计数器由秒计数器、分计数器、和时计数器串联组成。秒计数器和分计数器为60进制计数器，由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联组成。时计数器为24进制计数器，由两个十进制计数器串联并利用反馈接成24进制计数器。 图2.2.3 555定时器引脚图 图2.2.4 CD4013引脚图秒计数器、分计数器、和时计数器的使用计数器CD4026，CD4026具有显示译码功能，输送给各自的数码管，显示出时、分、秒的计时。电路如图2.2.5所示。图2.2.5 计数、译码显示电路计数、译码显示电路用到的数码管的引脚图如图2.2.6所示。计数、显示译码器CD4026的引脚图如图2.2.7所示。非门CD4069的引脚图如图2.2.8所示。三输入与门CD4073的引脚图如图2.2.9所示。 图2.2.6 数码管引脚图 图2.2.7 CD4026引脚图 图2.2.8 CD4069的引脚图 图2.2.9 CD4073引脚图3、校时电路当时钟走时不准时，需要进行校时，校时电路如图2.2.10所示。由与非门和二个开关组成，实现对“时”、“分”的校准。当校时开关K1、K2扳到A端时，校时的2Hz脉冲输送到时计数器和分计数器个位的CP端，进行时计数器和分计数器 “时”、“分”的校准。当校时开关K1、K2扳到B端时，时计数器和分计数器的进位脉冲输送到时计数器和分计数器个位的CP端，时钟正常计时。与非门CD4011的引脚图如图2.2.11所示。图2.2.10 校时电路图2.2.11 CD4011引脚图 4、数字电子钟的整体电路图2.2.12为数字电子钟的整体电路。图2.2.12 数字电子钟电路2.2.3 安装与调试1、首先调试多谐振荡器。用示波器观察多谐振荡器输出波形，确定多谐振荡器是否正常工作，振荡频率是否是2Hz。调节电位器RW，使多谐振荡器产生频率为2Hz的方波信号。2、调试分频器。用示波器观察分频器输出波形，确定信号频率是否是1Hz。3、调试计数、译码显示电路。将秒信号输送给秒计数器、分计数器、和时计数器，观察各计数器是否工作正常。4、调试校时电路。观察校时电路是否起到校时作用。5、整体调试。各部分电路连接起来，观察电子钟是否正常工作。2.3 编码电子锁电路2.3.1 实训目的1、掌握触发器等单元电路的综合应用。2、熟悉编码电子锁的安装与调试。2.3.2 电路的组成及工作原理编码电子锁的原理电路如图2.3.1所示。图中10个按键分别代表数字键09。触发器为74LS74双D触发器。图2.3.1 编码电子锁电路原理图1、编码电子锁编码电子锁用一组数字编码控制门锁的开启。如果编码输入正确，门锁打开，并有发光二极管点亮显示和响起声响。如果编码输入不正确，门锁打不开。需要重新输入新的编码。本设计为4位编码电子锁（2689）。四个触发器的清零由与非门4控制。与非门4输出端接四个触发器的端，当与非门4输出为零时，四个触发器清零。以下四种情况都可使四个触发器清零。 上电清零：刚一接通电源时，由于四个触发器端接有一个电容，电容此时电位为零，使四个触发器清零，门锁处于关闭状态。 按键清零：按下S0键接地，使与非门4输出为零，四个触发器清零。 编码只要有一位按错，使与非门4输出为零，四个触发器清零。 编码正确，门锁打开后，通过与非门1、2延迟一段时间后，使使与非门4输出为零，自动把四个触发器清零。当编码正确时，使触发器F输出端为1，打开门锁，同时驱动发光二极管点亮和触发多谐振荡器，发出声响。双D触发器74LS74的引脚图如图2.3.2所示。四输入与非门74LS20的引脚图如图2.3.3所示。二输入与非门74LS00的引脚图如图2.3.4所示。555定时器的引脚图如图2.3.5所示。 图2.3.2 74LS74引脚图 图2.3.3 74LS20引脚图 图2.3.4 74LS00引脚图 图2.3.5 555引脚图2、发声与发光电路发声与发光电路如图2.3.5所示。图2.3.5 发声与发光电路 多谐振荡器由555定时器组成，其振荡频率为 当编码正确时，使触发器F输出端为1，驱动发光二极管点亮和触发多谐振荡器，发出声响。2.3.3 安装与调试1、首先调试多谐振荡器。用示波器观察多谐振荡器输出波形，确定多谐振荡器是否正常工作，振荡频率是否是1287Hz。2、调试发光二极管电路。当F为1时，发光二极管点亮。3、调试编码电子锁电路。输入编码2689，输出端F是否为1。4、调试清零电路。是否满足四种情况下，D触发器都能清零。5、整体调试。各部分电路连接起来，调试编码电子锁是否正常工作。2.4 红外线遥控器2.4.1 实训目的1、掌握时钟发生器、发射电路、接受电路等单元电路的综合应用。2、熟悉红外线遥控器的安装与调试。2.4.2 电路的组成及工作原理红外线遥控器在生活和生产中广泛应用，如遥控电风扇、遥控空调、遥控电视机等。红外线遥控器分为红外线遥控发射器和红外线遥控接收器。1、红外线遥控发射器红外线遥控发射器的电路如图2.4.1所示。图2.4.1 红外线遥控发射器红外线发射器的工作原理为：与非门F1、F2、R3、R4、C3组成非对称式多谐振荡器，振荡频率由R4、C3决定，产生频率大约为1KHz的方波。同样，与非门F3、F4、R5、R6、C4组成非对称式多谐振荡器，振荡频率由R6、C4决定，产生频率大约为40KHz的方波发生器。R2、C2组成延时电路，使每次按下控制按钮S后，电路的工作时间受到控制，约为0.2秒。当未按下S时，A、B、C点均为低电平，三极管截止，电路静态电流为零；当按下S时，C2通过R2充电，A点电位为高电平，B点1KHz脉冲，C点输出受B点脉冲调制的40KHz脉冲，三极管VT推动红外线发射二极管LED发出受调制的红外线。随着C2充电，A点电位下降，延迟0.2秒后电路停振，VT截止，红外线发射二极管LED停止发射。与非门4011的引脚图如图2.4.2所示。图2.4.2 CD4011引脚图2、红外线遥控接收器红外线遥控接收器如图2.4.3所示。图2.4.3 红外线遥控接收器红外线接收器的工作原理为：VD1是红外线接收二极管，CX20106是接收红外信号专用集成电路。VD1接收红外线转化为电信号，经IC1(CX20106)放大、限幅、带通滤波、检波和整形后，在其输出端7脚输出1KHz的音频电信号。IC2(LM567)为锁相环音频译码器，其内部压控振荡器中心频率f0由5脚外接电阻RP+R5，6脚外接电容C6决定。当3脚输入幅度大于25mV时，频率在带宽（0.95f01.05f0）内的信号时，经跟踪后f0和3脚的输入信号频率一致，此时8脚输出一个负脉冲，为下一级触发器的触发信号。否则8脚电平不变，提高电路的抗干扰能力。IC3为双D触发器，接成T触发器使用，其CP端每输入一个脉冲，触发器状态发生翻转。C9、R7组成开机置零电路，使触发器开机置零。用三极管驱动发光二极管模拟控制电路接通与断开。CX20106的引脚图如图2.4.4所示。LM567的引脚图如图2.4.5所示。D触发器CD4013的引脚图如图2.4.6所示。 图2.4.4 C CX20106引脚图 图2.4.5 LM567引脚图 图2.4.6 CD4013引脚图2.4.3 安装与调试 1、调试红外线遥控发射器 将红外线发射器F1输入端A直接接+3V，用示波器观察F2输出端B是否输出1KHz的方波。 将红外线发射器F3输入端B直接接+3V，用示波器观察F4输出端C是否输出40KHz的方波。 将两个振荡器连接起来，F1输入端A直接接+3V，用示波器观察F4输出端C是否输出受1KHz的方波调制的40KHz的方波。 调试按钮S控制红外线发射时间。按一次按钮S，用示波器观察F4输出端波形是否保持约0.2S左右。2、调试红外线遥控接收器先将红外线发射器F1输入端A直接接+3V，使发射器一直处于发射红外线状态。 用示波器观察IC1的输出端7脚是否输出1KHz的音频电信号。 调节RP使IC2的输出端8脚由高电平变为低电平。当不接受红外信号时，又恢复为高电平。 观察发光二极管是否接受一次红外信号状态改变一次，由灭变亮，或由亮变灭。2.5 红外线遥控报警器2.5.1 实训目的 掌握时钟发生器、发射电路、接受电路等单元电路的综合应用。 熟悉红外线遥控报警器的安装与调试。2.5.2 电路的组成及工作原理红外线遥控报警器的功能为当有人遮挡红外光时发出报警信号，无人遮挡红外光时报警器不发声。红外发射器调制频率为30KHz，控制距离在2米以上。红外接收器报警信号的频率为800Hz。红外线遥控报警器由红外发射器和红外接收器组成。1、红外发射器红外发射器电路如图2.5.1所示。它由多谐振荡器、功率放大器、红外发射二极管组成。图2.5.1 红外发射器电路由555定时器组成多自激多谐振荡器产生几十千赫兹的不对称脉冲，此脉冲为红外光的调制脉冲，调制脉冲经功率放大器控制红外发射二极管发射红外脉冲。多谐振荡器的振荡频率设计为约30 KHz。C1=820PF，R1+RW=18K，R2=20K。 2、红外接收器 红外接收器电路如图2.5.2所示。它由红外接收二极管、放大、整流、报警电路组成。 红外接收二极管接收红外光转换为电信号，然后把此信号放大，整流变为直流信号，控制报警器工作。当红外光被人遮挡时，报警器工作发出报警声。图2.5.2 红外接收器电路 红外二极管接收电路由红外接收二极管接收PH302与20K电阻组成，将接收的红外光转换为电信号；放大电路由三极管VT1与VT2组成阻容耦合两级放大电路，放大30KHz的红外电信号，其放大能力约为10002000倍；整流电路由二极管D1、D2与1F电解电容组成，将放大的红外电信号变为直流信号；经过由VT3组成的反相器，控制声光报警电路。报警电路由555定时器组成多谐振荡器，振荡频率约为800Hz。当红外光未被遮挡时，反相器输出低电平，声光报警电路不发光，也无报警声；当红外光被遮挡时，反相器输出高电平，声光报警电路发光，同时发出报警声。555定时器的引脚图如图2.5.3所示。图2.5.3 555定时器引脚图2.5.3 安装与调试 1、调试红外线发射器将红外线发射器中555定时器3脚接示波器，用示波器观察输出端波形是否输出30KHz的方波。2、调试红外线接收器 红外线接收管对准红外线发射管，测量反相器VT3的集电极电平是否是低电平。 遮挡住红外线接收管，测量反相器VT3的集电极电平是否是高电平。 调试报警器电路。将555定时器的4脚接高电平，报警器应发出报警声。 整机调试。将全部电路连接好，红外线接收管对准红外线发射管，报警发光二极管LED不发光，也无报警声；当红外光被遮挡时，声光报警电路发光，同时发出报警声。2.6 篮球比赛记分显示器2.6.1 实训目的 掌握集成计算数器、显示电路的综合应用。 熟悉篮球比赛记分显示器的安装与调试。2.6.2 电路的组成及工作原理 篮球比赛记分显示器具有得1分、2分、3分的功能，并且可以加分和减分，并显示得分情况。 1、记3分电路记3分电路由十进制计数器CD4510组成三进制计数器，控制加3分的计数脉冲。电路如图2.6.1所示。 图2.6.1 记3分电路 图2.6.2 CD4510引脚图CD4510组成三进制计数器，计数状态由0111100010010000。开始工作时按下清零键S0，使清零端CR=1，计数器状态为0000，或非门F1输出为1，使计数控制端CI=1，计数器不工作，同时通过非门F3，使与门F4封锁，无计数脉冲送比分计数器，比分计数器不计数。当进行3分计数时，按下3分计数键，与门F2的输出为1，使CD4510立即置数为0111，或非门F1输出为0，使CI=0，计数器工作，开始计数，同时与门F4打开，计数脉冲送比分计数器，比分计数器进行计数。CD4510进行3个计数回到状态0000，或非门F1输出为1，使CI=1，计数器停止工作，同时与门F4封锁。与门F4打开期间刚好有3个计数脉冲通过，使比分计数器计3个数，加3分。CD4510的引脚图如图2.6.2所示。 2、记2分电路记2分电路由十进制计数器CD4510组成二进制计数器，控制加2分的计数脉冲。电路如图2.6.3所示。 图2.6.3 记2分电路 图2.6.4 CD4069引脚图CD4510组成二进制计数器，计数状态由100010010000。工作过程与记3分电路相同。非门CD4069的引脚图如图2.6.4所示。3、记分计数显示电路 篮球比赛记分计数显示电路用3片十进制计数器CD4026组成3位十进制计数器，同时CD4026具有显示译码功能，其输出为七位显示码abcdefg，直接驱动共阴极数码管。电路如图2.6.5所示。 图2.6.5 记分计数显示电路数码管的的引脚图如图2.6.6所示；计数、显示译码器CD4026的引脚图如图2.6.7所示；与门CD4081的引脚图如图2.6.8所示。三输入或非门CD4025的引脚图如图2.6.9所示。 图2.6.6 数码管的引脚图 图2.6.7 CD4026引脚图 图2.6.8 CD4081引脚图 图2.6.9 CD4025引脚图4、时钟电路时钟电路如图2.6.10所示。时钟电路是用555定时器组成的多谐振荡器，振荡频率为2Hz。555定时器的引脚图如图2.6.11所示。 图2.6.10 时钟电路 图2.6.11 555定时器引脚图5、篮球比赛记分显示器整体电