模块八电子电路踪合应用

1、课题一课题一 555集成时基电路及其应集成时基电路及其应用用 555集成时基电路称为集成定时器，是集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。应用十分广泛。 它是一种可以产生时间延迟和多种脉它是一种可以产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了冲信号的电路，由于内部电压标准使用了3个个5k电阻，故取名电阻，故取名555电路。电路。 其电路类型有双极型和其电路类型有双极型和CMOS型两大型两大类，二者结构与工作原理类似。类，二者结构与工作原理类似。 CMOS产品最后产品最后4位数码都是位数码都是7555和和

2、7556，双极型产品最后，双极型产品最后3位数码都是位数码都是555和和556，它们的逻辑功能和引脚排列完全相同。，它们的逻辑功能和引脚排列完全相同。 555和和7555是单定时器，是单定时器，556和和7556是是双定时器。双定时器。 双极型电源电压双极型电源电压+5+15V，CMOS电电源电压源电压+3+18V。图图2.8.1 5552.8.1 555定时器内部框图及引脚排列定时器内部框图及引脚排列（1）输入信号自）输入信号自TH（6）脚输入，当输）脚输入，当输入电压超过参考电平入电压超过参考电平2/3VCC时，触发器复时，触发器复位，位，555的的3脚输出低电平，同时放电管导脚输出低电平

3、，同时放电管导通。通。 当输入信号自当输入信号自 (2)脚输入并低于脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，时，触发器置位，555的的3脚输出高脚输出高电平，同时放电管截止。电平，同时放电管截止。TL（2） 是复位端，当是复位端，当 = 0时，时，555输输出低电平。平时出低电平。平时 端开路或接端开路或接VCC。DR（3）5脚脚VC是控制电压端，平时输出是控制电压端，平时输出2/3VCC作为比较器作为比较器A1的参考电平，当的参考电平，当5脚脚外接一个输入电压，就改变了比较器的参外接一个输入电压，就改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。考电平，从而实现对输出的另一种控制。 不接

4、外电压时，通常接一个不接外电压时，通常接一个0.01F的的电容器接地，以消除干扰。电容器接地，以消除干扰。 VT为放电管，为放电管，VT导通时，将给接于导通时，将给接于7脚的电容器提供放电通路。脚的电容器提供放电通路。（4）555定时器主要是由电阻、电容构成定时器主要是由电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容充放电电路，并由两个比较器来检测电容上的电压，以确定输出电平的高低和放电上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关的通断。开关的通断。 这就很方便地构成从这就很方便地构成从 s到数十到数十min的的延时电路，可方便地构成单稳态触发器、延时电路，可方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器

5、、斯密特触发器等脉冲产生和多谐振荡器、斯密特触发器等脉冲产生和波形变换电路。波形变换电路。u操作一操作一 组成和测试多谐振荡器电路组成和测试多谐振荡器电路 （1）图）图2.8.2为多谐振荡器电路图。电路由为多谐振荡器电路图。电路由555定时器和外接元件定时器和外接元件R1、R2、C构成，脚构成，脚2与脚与脚6直接相连。直接相连。 电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路不需要外加触发信号，利用电源通过电路不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向向C充电，以及充电，以及C通过通过R2向向7脚放电，脚放电，使电路产生震荡。使电路产生震荡。 电容在电容在1/3VCC和

6、和2/3VCC之间充电和放之间充电和放电，其波形如图电，其波形如图2.8.2（b）。输出信号的时）。输出信号的时间参数是间参数是T = tw1+tw2，tw1 0.7(R1+R2)C，tw20.7R2C，这种振荡器应用很广。，这种振荡器应用很广。 图图2.8.2 2.8.2 多谐振荡器多谐振荡器（2）电路安装调试。）电路安装调试。 按图按图2.8.2（a）选择元器件，并测量器）选择元器件，并测量器件，选择一个件，选择一个8脚的插座，插入脚的插座，插入555电路。电路。连接双踪示波器。连接双踪示波器。 接通电源，用示波器观察接通电源，用示波器观察uC和和uO的波形，的波形，并测定周期与频率。并测

7、定周期与频率。 按图按图2.8.3改接电路，通过调节改接电路，通过调节RP1和和RP2电位器的阻值，来观察输出波形的变化。电位器的阻值，来观察输出波形的变化。根据示波器的波形画出输出波形。根据示波器的波形画出输出波形。 图图2.8.3 2.8.3 占空比与频率均可调的多谐振荡占空比与频率均可调的多谐振荡 图图2.8.3为占空比、频率连续可调的多为占空比、频率连续可调的多谐振荡器，单独调节谐振荡器，单独调节RP1可改变频率，单独可改变频率，单独调节调节RP2仅改变占空比。还可以通过改变仅改变占空比。还可以通过改变C的值，在比较大的范围改变频率。的值，在比较大的范围改变频率。u操作二操作二 安装调

8、试触摸、声控双功能延时安装调试触摸、声控双功能延时灯电路灯电路（1）电路原理）电路原理 图图2.8.4所示为以所示为以555为核心元件构成的为核心元件构成的实用电路，具有触摸、声控双功能延时灯。实用电路，具有触摸、声控双功能延时灯。该电路可用两个方式触发，在灯亮一段时该电路可用两个方式触发，在灯亮一段时间后自动熄灭，可用于家庭起居的照明。间后自动熄灭，可用于家庭起居的照明。图图2.8.4 2.8.4 触摸、声控双功能延时灯电路触摸、声控双功能延时灯电路 电路中电路中220V交流电经交流电经C1、R降压、降压、VD2整流、整流、VD1稳压及稳压及C3滤波后，为滤波后，为555提供提供+6V左右的

9、直流电压。左右的直流电压。 555和和R2、C4组成单稳态定时电路，定组成单稳态定时电路，定时时间为时时间为tw 1.1R2C4，图示参数的定时时，图示参数的定时时间约为间约为1min。 双向晶闸管双向晶闸管SCR构成控制电路，其门构成控制电路，其门极由极由555的输出来触发。的输出来触发。 VT1、VT2构成两级放大电路。构成两级放大电路。 当击掌声传至话筒时，话筒将声音信当击掌声传至话筒时，话筒将声音信号转换成电脉冲经号转换成电脉冲经VT1、VT2放大触发放大触发555，使使555电路置位，输出端电路置位，输出端3脚高电平触发晶脚高电平触发晶闸管闸管SCR导通，灯点亮。导通，灯点亮。 同样

10、，若触摸金属片同样，若触摸金属片A，人体感应的，人体感应的交流信号经交流信号经R4、R5加到加到VT1的基极，也使的基极，也使VT1导通，触发导通，触发555置位。置位。 经过经过1min左右，左右，555又回到又回到0态，态，3脚脚为低电平，为低电平，SCR关断，灯熄灭。关断，灯熄灭。 按电路图要求选择元器件，对元器件进按电路图要求选择元器件，对元器件进行检测，设计印制电路板，在印制电路板行检测，设计印制电路板，在印制电路板上焊接元器件以及上焊接元器件以及8脚的插座，插入脚的插座，插入555元元件。件。 检查电路正确后，连接电源，用手触摸检查电路正确后，连接电源，用手触摸A点（可以焊接一个金

11、属片），灯应该点点（可以焊接一个金属片），灯应该点亮亮1min左右，再击掌观察，灯应该点亮左右，再击掌观察，灯应该点亮1min左右。左右。 本电路电源未经变压器降压，所以调本电路电源未经变压器降压，所以调试时要小心。为了安全起见，也可以采用试时要小心。为了安全起见，也可以采用隔离变压器。隔离变压器。 调节定时时间，制作电路时可以用一个调节定时时间，制作电路时可以用一个电位器电位器RP串联一个电阻来代替电路中的串联一个电阻来代替电路中的R2，通过调节通过调节RP来调节时间。来调节时间。 在数字电子技术的很多应用场合，往在数字电子技术的很多应用场合，往往需要把模拟量转换为数字量，能实现这往需要把模

12、拟量转换为数字量，能实现这种功能的元器件称为模种功能的元器件称为模/数转换器，简称数转换器，简称ADC。 DAC0832是采用是采用CMOS工艺制成的单工艺制成的单片电流型输出片电流型输出8位的数位的数/模转换器。模转换器。 器件核心部分采用倒梯形电阻网络的器件核心部分采用倒梯形电阻网络的8位位D/A转换器，如图转换器，如图2.8.6所示。所示。图图2.8.6 2.8.6 倒梯形电阻网络倒梯形电阻网络D/AD/A转换电路转换电路 它是由倒梯形它是由倒梯形R-2R电阻网络、模拟电阻网络、模拟开关组成，当开关组成，当C0832外接运算放大器和参外接运算放大器和参考电压考电压VREF后就组成了完整的

13、后就组成了完整的DAC。运。运算器的输出电压为：算器的输出电压为：)222(20066778DDDRRVufREFO 由上式可见，输出电压由上式可见，输出电压uO与输入的数与输入的数字量成正比，这就现实了从数字量到模拟字量成正比，这就现实了从数字量到模拟量的转换。量的转换。 一个一个8位位D/A的转换器，它有的转换器，它有8个输入个输入端，每个输入端是端，每个输入端是8位二进制数的一位，输位二进制数的一位，输入可有入可有28 = 256个不同的二进制组态；它有个不同的二进制组态；它有一个模拟输出端，可以输出一个模拟输出端，可以输出256个电压，即个电压，即输出电压不是整个电压范围内任意值，而输

14、出电压不是整个电压范围内任意值，而只能是只能是256个可能值。个可能值。 各脚功能如下：各脚功能如下：D0D7：数字信号输入端：数字信号输入端ILE：输入寄存器允许，高电平有效：输入寄存器允许，高电平有效CS：片选信号，低电平有效：片选信号，低电平有效WR1：写信号：写信号1，低电平有效，低电平有效XFER：传送控制信号，低电平有效：传送控制信号，低电平有效WR2：写信号：写信号2，低电平有效，低电平有效IOUT1，IOUT2：电流输出端：电流输出端Rf：反馈电阻，是集成电路内的外接运放：反馈电阻，是集成电路内的外接运放的反馈电阻的反馈电阻VREF：基准电压，：基准电压，10 + 10VVCC

15、：电源电压，：电源电压，+5 + 15VAGND：模拟地：模拟地NGND：数字地（可以和模拟地接在一起：数字地（可以和模拟地接在一起使用）使用） D/A转换器转换器C0832输出的是电流，要转输出的是电流，要转换为电压，还必须经过一个外接运算放大换为电压，还必须经过一个外接运算放大器。器。 图图2.8.7 D/A2.8.7 D/A转换器转换器C0832C0832逻辑框图和引脚排列逻辑框图和引脚排列u操作一操作一 安装调试简易安装调试简易D/A转换器转换器 （1）由）由CC4024与与R-2R倒梯形网络实现倒梯形网络实现D/A变换，电路如图变换，电路如图2.8.8。 CC4024是个是个7级二进

16、制计数器级二进制计数器/分频分频器，它的器，它的7个输出个输出Q1Q7接至接至R-2R倒梯倒梯形网络，其输出电压形网络，其输出电压uO与与 成正比。成正比。102niiiQ图图2.8.8 CC40242.8.8 CC4024与与R-2RR-2R倒梯形网络组成的倒梯形网络组成的D/AD/A变换电路变换电路（2）按图）按图2.8.8选择元器件，一个选择元器件，一个14脚插座，脚插座，电阻电阻R = 10k，2R = 20k，CC4024等。等。（3）按图设计印制电路板，在电路板上焊）按图设计印制电路板，在电路板上焊接元器件，集成电路插座，检查电路无误接元器件，集成电路插座，检查电路无误后插入后插入

17、CC4024块。块。（4）CC4024的的CP端连接单次脉冲源，端连接单次脉冲源，uO接直流数字电压表，然后接通电源。接直流数字电压表，然后接通电源。（5）控制脉冲源，每送一个单次脉冲，测）控制脉冲源，每送一个单次脉冲，测量一次量一次uO电压，记录之。电压，记录之。（6）将）将C0、R3接到接到CC4024的的2脚，利用接脚，利用接通电源后的高电平使通电源后的高电平使CC4024自动清零。自动清零。 u操作二操作二 测试测试DAC0832（1）按图）按图2.8.9选择元器件、一个选择元器件、一个20脚插座、脚插座、一个一个8脚插座、脚插座、DAC0832、A741、电位器、电位器、电阻、电容等

18、。电阻、电容等。图图2.8.9 D/A2.8.9 D/A转换实验线路转换实验线路（2）按图设计印制电路，在电路板上焊接）按图设计印制电路，在电路板上焊接元器件，集成电路插座，检查电路无误后元器件，集成电路插座，检查电路无误后插入插入DAC0832、A741集成块。集成块。（3）按图）按图2.8.9接线，接线，DAC0832的输入端的输入端D0D7连接逻辑开关的输出接口，连接逻辑开关的输出接口，A741的输出端的输出端uO接直流数字电压表接直流数字电压表 。（4）令）令D0D7全部置零，调节全部置零，调节A741的输的输出端出端uO为零。为零。（5）按表）按表2.8.1所例的要求输入信号，用数所

19、例的要求输入信号，用数字电压表测量运放输出的模拟电压字电压表测量运放输出的模拟电压uO，并，并将测量结果填入表中。将测量结果填入表中。 在数字电子技术的很多应用场合，往在数字电子技术的很多应用场合，往往需要把模拟量转换为数字量，能实现这往需要把模拟量转换为数字量，能实现这种功能的元器件称为模种功能的元器件称为模/数转换器，简称数转换器，简称ADC。 A/D转换器的作用就是将时间上连续转换器的作用就是将时间上连续变化的模拟量变成时间幅度上都是离散的变化的模拟量变成时间幅度上都是离散的数字量。数字量。 其核心组成部分是量化编码电路，依其核心组成部分是量化编码电路，依其形式不同可分为逐次比较型其形式

20、不同可分为逐次比较型ADC和双积和双积分型分型ADC等。等。 ADC也是所有数字测量仪器的核心，也是所有数字测量仪器的核心，因为一个模拟量要用数字量显示出来，必因为一个模拟量要用数字量显示出来，必须要将模拟量转换成数字量，才能显示出须要将模拟量转换成数字量，才能显示出来。来。1A/D转换器转换器ADC0809 。 ADC0809是采用是采用CMOS工艺制成的单工艺制成的单片片8位位8通道逐次渐近型模通道逐次渐近型模/数转换器。数转换器。 图图2.8.10为原理框图和引脚排列图。为原理框图和引脚排列图。图图2.8.10 ADC08092.8.10 ADC0809引脚排列引脚排列2各脚功能如下。各

21、脚功能如下。IN0IN7：8路模拟信号输入端路模拟信号输入端A2、A1、A0：地址输入端：地址输入端ALE：地址允许锁存：地址允许锁存START：启动信号输入：启动信号输入EOC：转换结束输出信号，高电平有效：转换结束输出信号，高电平有效OE：输出允许信号，高电平有效：输出允许信号，高电平有效CLOCK(CP)：时钟信号输入端，一般外：时钟信号输入端，一般外接时钟频率接时钟频率640kHzVCC：+5V单电源供电单电源供电VREF(+)，VREF()：基准电压的正、负极。：基准电压的正、负极。一般一般VREF(+)接接+5V电源，电源，VREF()接地。接地。D0D7：数字信号输出端：数字信号

22、输出端38路模拟开关路模拟开关A2、A1、A0三地址输入端三地址输入端选通选通8路模拟信号中的任何一路进行路模拟信号中的任何一路进行A/D转转换，地址译码与输入通道的选通关系如表换，地址译码与输入通道的选通关系如表2.8.2所示。所示。被选模拟通道被选模拟通道ININ0 0ININ1 1ININ2 2ININ3 3ININ4 4ININ5 5ININ6 6地址地址A A2 20 00 00 00 01 11 11 1A A1 10 00 01 11 10 00 01 1A A0 00 01 10 01 10 01 10 0表表2.8.2 2.8.2 测量记录表测量记录表u课题实施课题实施（1）

23、按图）按图2.8.11选择元器件，一个选择元器件，一个28脚的脚的插座，插座，ADC0809，电阻，电阻R = 1k。图图2.8.11 ADC08092.8.11 ADC0809实验线路实验线路（2）正确可靠的安装电路。）正确可靠的安装电路。D0D7接到接到0-1电平指示器，电平指示器，CP时钟脉冲信号由脉冲信时钟脉冲信号由脉冲信号源提供，频率号源提供，频率f = 1kHz。A2、A1、A0是是起地址设置作用。起地址设置作用。（3）检查电路无误后，接通电源。调节）检查电路无误后，接通电源。调节A2、A1、A0地址控制输入的电平，若要设置地址控制输入的电平，若要设置0电电平，将相应的端口接地，若

24、要设置为平，将相应的端口接地，若要设置为1电平，电平，可以通过开关串联一个可以通过开关串联一个1k的电阻再接到的电阻再接到+5V电源。电源。被选模拟被选模拟通道通道输入模输入模拟量拟量地地 址址输出数字量输出数字量ININu ui i/V/VA A2 2A A1 1A A0 0D D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0十进制十进制ININ0 04.54.5000000ININ1 14.04.0001001ININ2 23.53.5010010ININ3 33.03.0011011ININ4 42.52.5100100ININ5 52.02.

25、0101101ININ6 61.51.5110110ININ7 71.01.0111111表表2.8.3 2.8.3 测量记录表测量记录表（4）按照表）按照表2.8.3的要求，设置的要求，设置A2、A1、A0的值，观察记录的值，观察记录IN0IN7的输入电平信的输入电平信号，记入表格中，并将结果换算成十进制号，记入表格中，并将结果换算成十进制数也填入表数也填入表2.8.3中。中。（5）用数字直流电压表实测）用数字直流电压表实测IN0IN7各点各点的电压值，与上面的测量结果进行比较，的电压值，与上面的测量结果进行比较，若有误差找出误差原因。若有误差找出误差原因。1数字万用表的功能数字万用表的功能

26、（1）数字万用表的显示）数字万用表的显示 小型数字万用表的显示器一般是液晶小型数字万用表的显示器一般是液晶显示器，显示的位数通常为显示器，显示的位数通常为3 -8 多种。多种。 所谓所谓3位的液晶显示器件，是指该电位的液晶显示器件，是指该电压表显示范围压表显示范围1999+1999，最高位只有，最高位只有0和和1两个数，后三位可以是两个数，后三位可以是09的任意整的任意整数。数。 小型的数字万用表具有测量直流电压小型的数字万用表具有测量直流电压DCV(200mV1 000V)，直流电流，直流电流DCA(200A10A)，交流电压，交流电压ACV（200V750V），电阻（），电阻（2002M）

27、，），二极管的导通电压以及晶体管的静态放大二极管的导通电压以及晶体管的静态放大倍数倍数hFE等功能。等功能。 数字万用表的电路由电压基本表和功数字万用表的电路由电压基本表和功能扩展测量电路组成。能扩展测量电路组成。（1）电压基本表）电压基本表A/D转换器转换器 通常数字万用表选用大规模集成电路通常数字万用表选用大规模集成电路ICL7106作为作为A/D转换器件。转换器件。 ICL7106是数字万用表专用是数字万用表专用A/D转换器转换器件，它可以驱动件，它可以驱动3位的液晶显示器件，其位的液晶显示器件，其输入阻抗高（可达输入阻抗高（可达1010），功耗低），功耗低（16mW），单电源、宽电压工

28、作（），单电源、宽电压工作（715V）。其结构框图如图）。其结构框图如图2.8.12所示。所示。图图2.8.12 2.8.12 数字万用表数字万用表A/DA/D转换器原理框图转换器原理框图 由由ICL7106组成的电路只能将组成的电路只能将200mV以内的模拟电压信号转化为数字信号，并以内的模拟电压信号转化为数字信号，并通过显示器显示。通过显示器显示。 即只能测试即只能测试200mV以内的模拟电压以内的模拟电压信号。信号。 把只能测试把只能测试200mV以内的模拟电压以内的模拟电压信号、未经过功能扩展的这个万用表称为信号、未经过功能扩展的这个万用表称为“基本表基本表”。 要组成实际意义的数字万

29、用表，还必要组成实际意义的数字万用表，还必须增加必要的扩展电路。须增加必要的扩展电路。 图图2.8.13所示为小数点及低电压指示所示为小数点及低电压指示电路。电路。图图2.8.13 2.8.13 小数点及低电压指示电路图小数点及低电压指示电路图 直流电压扩展后的直流电压表的量程直流电压扩展后的直流电压表的量程为：为：200mV、2V、20V、200V和和1 000V，如图如图2.8.14所示。所示。 图图2.8.14 2.8.14 直流电压测量电路直流电压测量电路 直流电流挡扩展后的直流电流表的量直流电流挡扩展后的直流电流表的量程为：程为：200 A、2mA、20mA、200mA和和10A，如

30、图，如图2.8.15所示。所示。图图2.8.15 2.8.15 直流电流测量电路直流电流测量电路 交流电压挡扩展后的交流电压表的量交流电压挡扩展后的交流电压表的量程为：程为：200mV、2V、20V、200V和和750V。 利用图利用图2.8.16电路图将交流电压变为直电路图将交流电压变为直流电压后，然后再用上面（流电压后，然后再用上面（3）的方法进行）的方法进行扩展。扩展。图图2.8.16 2.8.16 交流电压量测量电路交流电压量测量电路 扩展后的电阻挡的量程为：扩展后的电阻挡的量程为：200、2k、20k、200k、2M，如图，如图2.8.17所示，一般采用比例法来实现电阻的测量。所示，

31、一般采用比例法来实现电阻的测量。图图2.8.17 2.8.17 电阻测量电路电阻测量电路 晶体管晶体管hFE测量电路如图测量电路如图2.8.18所示。所示。图图2.8.18 2.8.18 晶体管晶体管h hFEFE测量电路测量电路 二极管测量电路如图二极管测量电路如图2.8.19所示。所示。 图图2.8.19 2.8.19 二极管测量电路二极管测量电路 （1）DT832型数字万用表属于袖珍式型数字万用表属于袖珍式3位数字万用表，其性能特点如下。位数字万用表，其性能特点如下。 仪表用一片仪表用一片ICL7106型型3 位位A/D转换器，转换器，配液晶显示器，电路简单，表内只有一只配液晶显示器，电

32、路简单，表内只有一只电位器作为调整元件，量程开关兼作电源电位器作为调整元件，量程开关兼作电源开关。开关。 共设置共设置19个量程，适合测量个量程，适合测量DCV、DCA、ACV、二极管、三极管的、二极管、三极管的hFE。 准确度高。准确度高。200mV的的VDC挡的基本准确挡的基本准确度达到度达到0.25%。 有比较完善的保护电路，使用中不易损有比较完善的保护电路，使用中不易损坏。坏。 采用采用9V叠层电池。叠层电池。（2）DT832型数字万用表电路。型数字万用表电路。 DT832型数字万用表总电路图如图型数字万用表总电路图如图2.8.20所示。所示。图图2.8.20 DT8322.8.20

33、DT832型数字万用表总电路图型数字万用表总电路图 DT832型数字万用表印制电路图如图型数字万用表印制电路图如图2.8.21所示，所示， DT832型数字万用表印制电型数字万用表印制电路采用双层覆铜板。路采用双层覆铜板。图图2.8.21 DT8322.8.21 DT832型数字万用表印制电路图型数字万用表印制电路图u操作一操作一 检测检测DT832数字万用表元器件数字万用表元器件 根据根据DT832型数字万用表元器件明细型数字万用表元器件明细表所列内容，检查元器件，测量元器件参表所列内容，检查元器件，测量元器件参数，判断二极管极性。数，判断二极管极性。u操作二操作二 熟悉印制电路熟悉印制电路 根据图根据图2.8.21，DT832型数字万用表印型数字万用表印制电路图对照明细表，找到各个元器件的制电路图对照明细表，找到各个元器件的安装位置。安装位置。u