电子基础与传感 9

项目七：认识集成电路《电子传感技术》主讲人：XXX任务一：认识集成电路认识集成电路任务一认识集成电路

1、集成电路的意义

对于离散晶体管有两个主要优势：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术，作为一个单位印刷，而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关，消耗更低能量，因为组件很小且彼此靠近。

电子传感一、集成电路认识集成电路任务一认识集成电路

（a）老旧电话机电路板

（b）一般电话机电路板集成电路的主要优点:

具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。电子传感认识集成电路任务一认识集成电路电子传感2、集成电路的含义是一种微型电子器件或部件，是把一定数量的常用电子元件，如晶体管（包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等）、电阻、电容等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。在电路中用字母“IC”表示。

（a）大规模集成电路

（b）超大规模集成电路认识集成电路任务一认识集成电路

3、集成电路的分类

（1）按其功能、结构的不同：分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。

（2）按应用领域：分为标准通用集成电路和专用集成电路。电子传感认识集成电路任务一认识集成电路电子传感二、集成电路的封装

集成电路封装（Package），是把生产出来的集成电路裸片（Die）放到一块起承载作用的基板上，再把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。它相当于芯片的外壳，可以将芯片包裹、固定、密封起来，让其免收外力、水、空气、湿气、化学物等的破坏与腐蚀。认识集成电路任务一认识集成电路电子传感

相同的集成电路裸片（Die）可以有不同的封装方式，就会有不同的芯片外形，但本质它们的功能一致。常见集成电路的封装，如下图所示。认识集成电路任务一认识集成电路电子传感也称为DIP封装，简称为DIP，是一种集成电路的封装方式，集成电路的外形为长方形，在其两侧则有两排平行的金属引脚，称为排针。如下图所示为DIP封装的52单片机芯片。1、双列直插封装认识集成电路任务一认识集成电路电子传感也称为QFP，表面贴装型封装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。如下图所示为QFP封装的芯片。2、四侧引脚扁平封装认识集成电路任务一认识集成电路电子传感简称为BGA，能提供比其他如DIP或QFP封装所容纳更多的引脚，整个装置的底部表面可作为接脚使用，比起周围限定的封装类型还能具有更短的平均导线长度，以具备更佳的高速效能。如下图所示为BGA封装的芯片。3、球栅阵列封装认识集成电路任务一认识集成电路1、单列直插式：它有一个侧角，侧角下就是1脚，从左往右依次数脚即可。

电子传感三、集成电路引脚识别图解认识集成电路任务一认识集成电路1、双列直插式：它有一个凹点为记号，凹点对应下的脚为1，逆时针往后数数即可。

电子传感认识集成电路任务一认识集成电路

集成电路内部电路一般都很复杂，包含若干个单元和很多元件，但在电路图中通常只将集成电路作为一个元器件来看待。因此，几乎所有电路图中都不画集成电路的内部电路，而是以矩形或三角形的图框来表示。电子传感四、集成电路的示意图任务二：认识555集成块认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感一、认识555集成块1、外形

NE555为8脚时基集成电路。NE555时基电路封形式有两种，一是DIP双列直插8脚封装，另一种是SOP封装形式。内部结构和工作原理都相同。其他LM555、CA555等分属不同的公司生产的产品，功能与NE555相同，可以替代NE555。

按集成块表面缺口朝左，逆时针方向依次为1脚~8脚，如图7-10所示。认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感

NE555引脚识别：

按集成块表面缺口朝左，逆时针方向依次为1脚~8脚。认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感2、NE555集成电路的逻辑符号和各引脚功能（1）555集成电路的逻辑符号：认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感（2）555集成电路的引脚功能：认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感3、NE555的特点（1）NE555属于COMS工艺制造，电压范围为3～18V。（2）555集成电路可以独立构成一个定时器，且定时精度高。（3）555集成电路的最大输出电流达200mA，带负载能力强，可直接驱动小电机、扬声器、继电器等负载。认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感二、555集成块的用途

NE555是常用的集成块，可以组成各种功能电路，在家用电子设备里面应用非常的广泛，例如元器件测量仪、家用电器控制装置、门铃、报警器、电路检测仪器、定时器、信号发生器、压频转换电路、电源应用电路、自动控制装置及其它应用电路等。

认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感1、NE555光控自动路灯如果大白天的路灯还亮着，那是一种极大的浪费。采用NE555时基电路可以组成光控自动路灯，具有体积小、成本低、无触点、抗干扰性好和本身功耗低等特点。不仅可用于白炽灯泡控制，也可用于高压钠灯控制。认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感2、双闪灯电路

接通电源后，555集成定时器的输出端3脚电平不断地出现高低电平变化，当3脚为高电平时，LED1熄灭，LED2发光，同时电容C3被充电，扬声器发出“嗒”的声音；当3脚为低电平时，LED1发光，LED2熄灭，同时电容C3通过扬声器放电，扬声器又发出“嗒”响声。所以发光二极管交替发光，扬声器就发出“嗒嗒”的节拍声。认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感三、认识可控硅可控硅也称晶闸管，是一种大功率电器元件。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备。认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感1、单向晶闸管单向晶闸管有3个极：A极（阳极）、G极（门极）和K极（阴极）。单向晶闸管相当于PNP型三极管和NPN型三极管以下图(c)所示的方式连接而成。（a）外形

（b）符号

（c）等效电路认识555集成块第*页任务二认识555集成块电子传感2、双向晶闸管双向晶闸管可以控制双向导通，因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极、阴极，而称之为主电极T1、T2。（a）外形

（b）符号

（c）等效电路任务三：认识并焊接555叮咚门铃电路认识并焊接555叮咚门铃电路任务三认识并焊接555叮咚门铃电路电子传感一、叮咚门铃电路1、

电路图

用认识并焊接555叮咚门铃电路任务三认识并焊接555叮咚门铃电路电子传感2、

电路分析

叮咚门铃电路是用555集成电路组成的多谐振荡器。

NE555输出端5接扬声器，输出端有交流电流时就会使扬声器发声。输出端频率不同时，发出的声音就不同。本电路中设计了两种不同的频率，因此扬声器就会发出“叮”“咚”两种不同的声音。认识并焊接555叮咚门铃电路任务三认识并焊接555叮咚门铃电路电子传感2、

电路分析

（1）开关SB是门上的按钮开关，没有按下时，C1无法接通不进行充电，因而C1处的电压为0，4脚（复位端）处于低电平，3脚输出一直为0，扬声器不工作。

（2）当按下SB，C1进行充电，当NE555的4脚（复位端）电压大于1V呈高电平时，由555及RD、R3、R4、C2构成的多谐振荡器开始振荡，扬声器中发出“叮“声。

（3）松开SB，电容C1储存的电能经R1电阻放电，但4脚继续维持高电平而保持振荡，由555及R2、R3、R4、C2构成的电路开始振荡，但因R2电阻接入振荡电路，振荡频率变低，使扬声器发出“咚“声。

（4）当C2的电量放到一定时间后，4脚电压低于1V，此时电路将停止振荡。认识并焊接555叮咚门铃电路任务三认识并焊接555叮咚门铃电路电子传感【实训任务】1．用面包板搭接电路，完成下面电路搭接效果表。

序号项目时长连接导线数量学生自评组长评价1搭接电路

认识并焊接555叮咚门铃电路任务三认识并焊接555叮咚门铃电路电子传感2．用万用板焊接电路

老师发放元器件，在万能板上焊接制作电路，并完成电路的调试。（1）按电路图在单孔万能板的图中绘制电路元件排列的布局图。认识并焊接555叮咚门铃电路任务三认识并焊接555叮咚门铃电路电子传感（2）调试并检查效果，并填写好下表。序号项目数据调试结果学生自评组长评价1焊接时间

2损坏万能板铜箔数

3焊接工艺评价

任务四：认识并焊接51/52单片机电路认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认识并焊接51/52单片机电路电子传感一、认识单片机单片机（Single-ChipMicrocomputer）又称单片微控制器，是一种可进行编辑的集成电路芯片，它把一个计算机系统集成到一个芯片上，相当于一个微型的计算机。

单片机集成有：中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等。它因体积小、质量轻、价格便宜等优点，被广泛应用于工业控制、智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等诸多领域。

各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。认识认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认识并焊接51/52单片机电路电子传感二、MCS-51系列单片机

MCS-51单片机是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了许多品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机。认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认识并焊接51/52单片机电路电子传感1．STC89S51/52主要性能

STC89S52单片机的实物图如下图所示：认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认识并焊接51/52单片机电路电子传感STC89S51/52单片机主要参数如下（共11点）：（1）增强型8051单片机，指令代码完全兼容传统8051。（2）工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。（3）工作频率范围：0～40MHz，实际工作频率可达48MHz。（4）用户应用程序空间为8K字节。（5）片上集成512字节RAM。（6）通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认识并焊接51/52单片机电路电子传感（7）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。（8）具有EEPROM功能。（9）共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。（10）外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。（11）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认认识并焊接51/52单片机电路电子传感2．STC89S52芯片引脚功能

STC89S52的DIP(双列直插)封装芯片共有40个引脚，采用引脚复用技术(即一个引脚可有两种功能，一个称为第一功能，另一个称为第二功能），满足单片机引脚数目不够而功能较多的需要。引脚排列下如图所示。认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认识并焊接51/52单片机电路电子传感芯片引脚排列图：

认识并焊接51/52单片机电路第*页任务四认识并焊接51/52单片机电路电子传感三、单片机电路

根据单片机可以编辑的性能，可以用单片机构成很多复杂的智能电路，利用单片机可以方便构成很多的智能电路。通过编程可以实现不同的电路功能。

单片机控制装置安装与调试一般流程是：（1）电路设计；