项目七-声光控制开关制作.ppt

项目7声光控制开关制作 主讲王启洋 项目样机 项目目标 知识目标1 掌握数字电路基础知识 2 掌握各种门电路逻辑功能 符号及逻辑表达式 技能目标1 能正确选择和使用集成逻辑门 2 能识别集成逻辑门引脚 3 学会制作声光控制开关 项目介绍 在住宅小区楼道里 当天黑有人走过楼道时 脚步声或其他声音会使楼道灯自动点亮 当人们进入家门或走出楼道 楼道灯延时一会儿后自动熄灭 在白天 即使有声音 楼道灯也不会亮 因此 使用楼道灯可以达到节能的目的 楼道灯的内部电路是一个声光控制开关 声光控制开关不仅适用于住宅小区 也适用于工厂 办公楼 教学楼等公共场所 任务1数字电路基础 知识链接1模拟信号与数字信号学一学模拟信号和数字信号 温度曲线 模拟量 生产计算机台数记录 数字量 任务1数字电路基础 知识链接2数制与码制学一学数制和码制1 十进制十进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9计数规律 逢十进一基数 10按权展开例 ND 6765 D 6 103 7 102 6 101 5 100 任务1数字电路基础 2 二进制二进制数 0 1计数规律 逢二进一基数 2按权展开例 NB 1011 B 1 23 0 22 1 21 1 20 任务1数字电路基础 3 十六进制十六进制数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 10 B 11 C 12 D 13 E 14 F 15 计数规律 逢十六进一基数 16按权展开例 NH 4E6 H 4 162 E 161 6 160 任务1数字电路基础 十六进制与二进制之间对应关系表 任务1数字电路基础 4 二进制数和十进制数相互转换 1 二进制数 十进制数将二进制数按权展开相加即得相应十进制数 例 1010 B 1 23 0 22 1 21 0 20 10 D 任务1数字电路基础 2 十进制数 二进制数除2取余法 将十进制数逐次除以2 依次记下余数 直到商为0 首次所得余数为最低位 末次所得余数为最高位 例 13 D 1101 B 任务1数字电路基础 8421BCD码与十进制关系表 5 码制 例 139 D 000100111001 8421BCD 例 0100011000110000 8421BCD 4630 D 任务1数字电路基础 练一练数制和码制相互转换1 将十进制数45转换为二进制数 2 将二进制数10110101转换为十进制数 3 将十进制数1084转换为8421BCD码 4 将8421BCD码0100100100110111转换为十进制数 任务1数字电路基础 知识链接3基本逻辑关系与复合逻辑关系学一学基本逻辑关系与复合逻辑关系1 与逻辑 1 概念当决定一件事的全部条件都具备后 这件事才发生 这种因果关系称为与逻辑 能实现与逻辑的电路称为与门 任务1数字电路基础 做一做用EWB软件仿真二极管与门电路 任务1数字电路基础 2 二极管与门及逻辑符号 任务1数字电路基础 3 真值表 有0出0 全1出1 任务1数字电路基础 4 逻辑函数表达式Y A B AB 5 逻辑运算规律0 0 00 l 0l 0 01 l l 任务1数字电路基础 2 或逻辑 1 概念当决定一件事的全部条件中 只要有一个或一个以上条件具备 这件事就发生 这种因果关系称为或逻辑 能实现或逻辑的电路称为或门 任务1数字电路基础 做一做用EWB软件仿真二极管或门电路 任务1数字电路基础 2 二极管或门及逻辑符号 任务1数字电路基础 3 真值表 有1出1 全0出0 任务1数字电路基础 4 逻辑函数表达式Y A B 5 运算规律0 0 00 l 11 0 ll l 1 任务1数字电路基础 3 非逻辑 1 概念当某一条件不具备时 事件就发生 这种逻辑关系称为非逻辑 能实现非逻辑的电路称为非门 任务1数字电路基础 做一做用EWB软件仿真三极管非门电路 任务1数字电路基础 2 三极管非门及逻辑符号 任务1数字电路基础 3 真值表 0出1 1出0 任务1数字电路基础 4 逻辑函数表达式 5 运算规律 任务1数字电路基础 4 复合逻辑关系 有0出1 全1出0 1 与非门逻辑表达式逻辑符号 真值表 任务1数字电路基础 有1出0 全0出1 2 或非门逻辑表达式逻辑符号 真值表 任务1数字电路基础 相异出1 相同出0 3 异或门逻辑表达式逻辑符号 真值表 任务1数字电路基础 相同出1 相异出0 4 同或门逻辑表达式逻辑符号 A B 真值表 任务1数字电路基础 1组全1出0 每组有0出1 5 与或非门逻辑表达式逻辑符号 真值表 任务1数字电路基础 知识链接4逻辑函数表示法及相互转换学一学逻辑函数表示法1 真值表 任务1数字电路基础 例 红 黄和绿三盏交通灯 正常工作时只有一盏灯亮 试列出交通灯出错真值表 解 设用A B和C代表红 黄和绿三盏交通灯 用Y代表交通灯出错 灯亮为1 灯灭为0 出错为1 无错为0 任务1数字电路基础 2 表达式 例 与或表达式 3 逻辑图 例 表达式的逻辑图 任务1数字电路基础 4 波形图 横轴 输入 输出的时间纵轴 输入 输出逻辑值 任务1数字电路基础 练一练画门电路输出波形试画出与非门输出Y1和或门输出Y2的波形 输入信号A B和C的波形如下图所示 任务1数字电路基础 学一学逻辑函数表示法的相互转换1 真值表和表达式例 求的真值表 0 0 0 1 1 1 1 0 任务1数字电路基础 例 求真值表的表达式 任务1数字电路基础 2 表达式和逻辑图例 画Y AB BC AC的逻辑图 有3个与项 需要3个与门3个与项相或 需要1个或门 任务1数字电路基础 例 根据逻辑电路图 写出表达式 任务1数字电路基础 练一练1 列下述问题真值表 并写出逻辑表达式 设三个变量A B和C 当输入变量的状态不一致时 输出为1 反之为0 任务1数字电路基础 2 写下图逻辑电路输出表达式Y 任务1数字电路基础 知识链接5集成逻辑门电路的选用看一看数字集成电路 任务1数字电路基础 数字集成电路分类TTL 晶体管 晶体管逻辑电路三极管 二极管构成CMOS 互补对称型金属氧化物半导体NMOS PMOS构成 任务1数字电路基础 认一认数字集成电路引脚 74LS00引脚图 任务1数字电路基础 1 UIH 输入高电压2 4V 3 6V2 UIL 输入低电压0 0 4V3 UOH 输出高电压2 4V 3 6V4 UOL 输出低电压0 0 4V5 UT 阈值电压1 4V6 IIS 输入短路电流IIS 1 4mA 学一学主要参数 任务1数字电路基础 7 IIH 输入漏电流IIH 40uA8 IOH 输出高电压输出电流IOH 0 4mA9 IOL 输出低电压输出电流IOL 15mA10 NO 扇出系数 任务1数字电路基础 11 Tpd 平均传输延迟时间约几 几十个纳秒 nS 任务1数字电路基础 TTL集成电路使用注意事项1 不用输入端处理 与其他输入端并联 与门和与非门不用输入端通过10k 电阻接电源正极 或门和或非门不用输入端接地 2 电源电压 5V 5 3 除OC门外 输出端不能直接连接在一起 任务1数字电路基础 优点 集成度高 工艺简单 功耗低 电源电压范围宽应用 门电路 触发器 计数器 存储器 微处理器 CPU 等 学一学CMOS数字集成电路 任务1数字电路基础 做一做CMOS与非门仿真用EWB软件仿真CMOS与非门电路 任务1数字电路基础 1 不用输入端 处理与TTL相同 2 电源电压 3V 18V 标准电压是5V 10V和15V 3 储存和运输 金属屏蔽层包装 组装和调试时接地良好 服装防静电 CMOS集成电路使用注意事项 任务2集成逻辑门电路测试 实训操作1TTL与非门和或非门测试 CD4011引脚排列图 74LS28引脚排列图 任务2集成逻辑门电路测试 做一做连接CD4011测试电路连接电路图连接方法 1 输入引脚1接S1 引脚2接S2 2 输出引脚3接指示灯 3 电源引脚14接 5V 引脚7接地 任务2集成逻辑门电路测试 做一做测试与非门逻辑功能1 与非门真值表开关S A B 上 输入1下 输入0指示灯H Y 亮 输出1灭 输出0 任务2集成逻辑门电路测试 2 与非门工作波形输入A接1S连续脉冲 B接单脉冲输出Y接指示灯H 任务2集成逻辑门电路测试 做一做连接74LS28测试电路 连接电路图 连接方法 1 输入引脚2接S1 引脚3接S2 2 输出引脚1接指示灯 3 电源引脚14接 5V 引脚7接地 任务2集成逻辑门电路测试 做一做测试或非门逻辑功能1 或非门真值表开关S A B 上 输入1下 输入0指示灯H Y 亮 输出1灭 输出0 任务2集成逻辑门电路测试 2 与非门工作波形输入A接1S连续脉冲 B接单脉冲输出Y接指示灯H 任务2集成逻辑门电路测试 实训操作2与非门逻辑变换应用学一学公式化简法1 基本定律 定理与公式基本公式 任务2集成逻辑门电路测试 交换律AB BAA B B A结合律A BC AB CA B C A B C分配律A B C AB ACA BC A B A C 任务2集成逻辑门电路测试 常用公式摩根定理 任务2集成逻辑门电路测试 2 逻辑函数的公式化简法与或表达式最简标准 与项个数最少 每个与项中变量个数最少公式化简法 1 合并项法 任务2集成逻辑门电路测试 2 吸收法 3 消元法 4 配项法 任务2集成逻辑门电路测试 4 配项法 任务2集成逻辑门电路测试 例 化简 任务2集成逻辑门电路测试 学一学逻辑门变换应用 1 与非门构成其他逻辑门 2 或非门构成其他逻辑门 任务2集成逻辑门电路测试 做一做CMOS与非门逻辑功能变换1 CD4011与非门逻辑功能变换例 主裁判A 副裁判B C试举成功指示灯Y当举重运动员试举时 只有主裁判和至少一名副裁判通过时 才算试举成功 任务2集成逻辑门电路测试 1 列真值表通过 A B C 1否决 A B C 0试举成功 Y 1试举失败 Y 0 任务2集成逻辑门电路测试 2 写表达式并化简 3 转换成与非与非式 任务2集成逻辑门电路测试 4 举重裁判逻辑图 任务2集成逻辑门电路测试 5 举重裁判电路外部接线图 任务2集成逻辑门电路测试 2 逻辑电路功能分析及化简 1 写输出表达式 任务2集成逻辑门电路测试 2 化简表达式 3 画电路图 全用与非门 任务2集成逻辑门电路测试 4 逻辑电路实现与测试画外接线图 用与非门连接电路 测试 5 填写真值表 任务2集成逻辑门电路测试 想一想1 逻辑函数化简的意义是什么 2 在完成相同逻辑功能的情况下 使用同一种逻辑门还是不同种逻辑门节省集成电路个数 3 试说明与非门 或非门能否当作非门使用 如果能 应如何连接 练一练门电路应用全用与非门实现下列逻辑函数 1 Y A B2 Y A B3 任务3声光控制开关制作 电路识读声光控制开关原理图1 框图 任务3声光控制开关制作 2 原理图 任务3声光控制开关制作 1 声控 传声器BM V1及外围元件 2 光控 光敏电阻器R5 3 与门 与非门G1和非门G2 4 延时 R6和C2 5 触发 非门G3和G4 6 电源 桥式整流V5 V8 稳压二极管V2及阻容元件 7 主电路 晶闸管V3及负载 任务3声光控制开关制作 3 工作过程 1 白天直流供电 V5 V8桥整流 R9降压 C3滤波 V4稳压7 5V灯灭 R5电阻小 G1和G2与门入0出0 封锁 V2截止 C2电压0 G3和G4同相门入0出0 V3门极无触发截止 灯灭 任务3声光控制开关制作 2 夜晚灯亮 R5电阻大 打开G1和G2与门 声响 G1和G2与门入1出1 V1导通 C2充满电 G3和G4同相门入1出1 V3门极有触发导通 灯亮灯延时灭 C2经R6放电 G3输入电压降至阈值 G3和G4同相门入0出0 V3门极无触发截止 V3过零 灯灭 任务3声光控制开关制作 实训操作1元器件识别与测试1 CD4011阈值电压UT的测试 测试电路 阈值电压 任务3声光控制开关制作 2 光敏电阻器测试 测试电路 光敏电阻阻值 任务3声光控制开关制作 3 驻极体话筒测试 1 灵敏度 万用表R 100档 吹气 看表针摆动幅度大 灵敏度高幅度不大 性能差 不宜应用 2 断路 短路 无电阻 开路 电阻为0 短路 任务3声光控制开关制作 4 晶体管测试 任务3声光控制开关制作 5 电阻器和电容器的测试与识别 1 电阻器测试与识别步骤 识别色环 万用表测量 插至纸张上 并标明阻值 2 电容器测试与识别步骤 识别标识 万用表测试电解电容器漏电 插至纸张上 并标明阻值 任务3声光控制开关制作 6 印刷电路板 任务3声光控制开关制作 任务3声光控制开关制作 任务3声光控制开关制作 7 白炽灯座 任务3声光控制开关制作 元器件清单 任务3声光控制开关制作 任务3声光控制开关制作 元器件实物照片 任务3声光控制开关制作 实训操作2组装电路1 焊接前准备工作 1 清点组件 2 识别集成电路和晶体管引脚 3 万用表检测 记录数值 4 引脚整形 5 在印刷电路板上找焊接位置 任务3声光控制开关制作 2 按原理图组装 元器件焊接工艺图 任务3声光控制开关制作 实训操作3调试电路1 通电前检查 1 检查