項目七-聲光控制開關(guān)制作.ppt

項目7聲光控制開關(guān)制作 主講王啟洋 項目樣機 項目目標(biāo) 知識目標(biāo)1 掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)知識 2 掌握各種門電路邏輯功能 符號及邏輯表達式 技能目標(biāo)1 能正確選擇和使用集成邏輯門 2 能識別集成邏輯門引腳 3 學(xué)會制作聲光控制開關(guān) 項目介紹 在住宅小區(qū)樓道里 當(dāng)天黑有人走過樓道時 腳步聲或其他聲音會使樓道燈自動點亮 當(dāng)人們進入家門或走出樓道 樓道燈延時一會兒后自動熄滅 在白天 即使有聲音 樓道燈也不會亮 因此 使用樓道燈可以達到節(jié)能的目的 樓道燈的內(nèi)部電路是一個聲光控制開關(guān) 聲光控制開關(guān)不僅適用于住宅小區(qū) 也適用于工廠 辦公樓 教學(xué)樓等公共場所 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 知識鏈接1模擬信號與數(shù)字信號學(xué)一學(xué)模擬信號和數(shù)字信號 溫度曲線 模擬量 生產(chǎn)計算機臺數(shù)記錄 數(shù)字量 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 知識鏈接2數(shù)制與碼制學(xué)一學(xué)數(shù)制和碼制1 十進制十進制數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9計數(shù)規(guī)律 逢十進一基數(shù) 10按權(quán)展開例 ND 6765 D 6 103 7 102 6 101 5 100 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 二進制二進制數(shù) 0 1計數(shù)規(guī)律 逢二進一基數(shù) 2按權(quán)展開例 NB 1011 B 1 23 0 22 1 21 1 20 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 3 十六進制十六進制數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 10 B 11 C 12 D 13 E 14 F 15 計數(shù)規(guī)律 逢十六進一基數(shù) 16按權(quán)展開例 NH 4E6 H 4 162 E 161 6 160 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 十六進制與二進制之間對應(yīng)關(guān)系表 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 4 二進制數(shù)和十進制數(shù)相互轉(zhuǎn)換 1 二進制數(shù) 十進制數(shù)將二進制數(shù)按權(quán)展開相加即得相應(yīng)十進制數(shù) 例 1010 B 1 23 0 22 1 21 0 20 10 D 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 十進制數(shù) 二進制數(shù)除2取余法 將十進制數(shù)逐次除以2 依次記下余數(shù) 直到商為0 首次所得余數(shù)為最低位 末次所得余數(shù)為最高位 例 13 D 1101 B 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 8421BCD碼與十進制關(guān)系表 5 碼制 例 139 D 000100111001 8421BCD 例 0100011000110000 8421BCD 4630 D 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 練一練數(shù)制和碼制相互轉(zhuǎn)換1 將十進制數(shù)45轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) 2 將二進制數(shù)10110101轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 3 將十進制數(shù)1084轉(zhuǎn)換為8421BCD碼 4 將8421BCD碼0100100100110111轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 知識鏈接3基本邏輯關(guān)系與復(fù)合邏輯關(guān)系學(xué)一學(xué)基本邏輯關(guān)系與復(fù)合邏輯關(guān)系1 與邏輯 1 概念當(dāng)決定一件事的全部條件都具備后 這件事才發(fā)生 這種因果關(guān)系稱為與邏輯 能實現(xiàn)與邏輯的電路稱為與門 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 做一做用EWB軟件仿真二極管與門電路 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 二極管與門及邏輯符號 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 3 真值表 有0出0 全1出1 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 4 邏輯函數(shù)表達式Y(jié) A B AB 5 邏輯運算規(guī)律0 0 00 l 0l 0 01 l l 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 或邏輯 1 概念當(dāng)決定一件事的全部條件中 只要有一個或一個以上條件具備 這件事就發(fā)生 這種因果關(guān)系稱為或邏輯 能實現(xiàn)或邏輯的電路稱為或門 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 做一做用EWB軟件仿真二極管或門電路 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 二極管或門及邏輯符號 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 3 真值表 有1出1 全0出0 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 4 邏輯函數(shù)表達式Y(jié) A B 5 運算規(guī)律0 0 00 l 11 0 ll l 1 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 3 非邏輯 1 概念當(dāng)某一條件不具備時 事件就發(fā)生 這種邏輯關(guān)系稱為非邏輯 能實現(xiàn)非邏輯的電路稱為非門 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 做一做用EWB軟件仿真三極管非門電路 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 三極管非門及邏輯符號 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 3 真值表 0出1 1出0 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 4 邏輯函數(shù)表達式 5 運算規(guī)律 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 4 復(fù)合邏輯關(guān)系 有0出1 全1出0 1 與非門邏輯表達式邏輯符號 真值表 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 有1出0 全0出1 2 或非門邏輯表達式邏輯符號 真值表 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 相異出1 相同出0 3 異或門邏輯表達式邏輯符號 真值表 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 相同出1 相異出0 4 同或門邏輯表達式邏輯符號 A B 真值表 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 1組全1出0 每組有0出1 5 與或非門邏輯表達式邏輯符號 真值表 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 知識鏈接4邏輯函數(shù)表示法及相互轉(zhuǎn)換學(xué)一學(xué)邏輯函數(shù)表示法1 真值表 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 例 紅 黃和綠三盞交通燈 正常工作時只有一盞燈亮 試列出交通燈出錯真值表 解 設(shè)用A B和C代表紅 黃和綠三盞交通燈 用Y代表交通燈出錯 燈亮為1 燈滅為0 出錯為1 無錯為0 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 表達式 例 與或表達式 3 邏輯圖 例 表達式的邏輯圖 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 4 波形圖 橫軸 輸入 輸出的時間縱軸 輸入 輸出邏輯值 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 練一練畫門電路輸出波形試畫出與非門輸出Y1和或門輸出Y2的波形 輸入信號A B和C的波形如下圖所示 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 學(xué)一學(xué)邏輯函數(shù)表示法的相互轉(zhuǎn)換1 真值表和表達式例 求的真值表 0 0 0 1 1 1 1 0 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 例 求真值表的表達式 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 表達式和邏輯圖例 畫Y AB BC AC的邏輯圖 有3個與項 需要3個與門3個與項相或 需要1個或門 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 例 根據(jù)邏輯電路圖 寫出表達式 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 練一練1 列下述問題真值表 并寫出邏輯表達式 設(shè)三個變量A B和C 當(dāng)輸入變量的狀態(tài)不一致時 輸出為1 反之為0 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 2 寫下圖邏輯電路輸出表達式Y(jié) 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 知識鏈接5集成邏輯門電路的選用看一看數(shù)字集成電路 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 數(shù)字集成電路分類TTL 晶體管 晶體管邏輯電路三極管 二極管構(gòu)成CMOS 互補對稱型金屬氧化物半導(dǎo)體NMOS PMOS構(gòu)成 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 認一認數(shù)字集成電路引腳 74LS00引腳圖 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 1 UIH 輸入高電壓2 4V 3 6V2 UIL 輸入低電壓0 0 4V3 UOH 輸出高電壓2 4V 3 6V4 UOL 輸出低電壓0 0 4V5 UT 閾值電壓1 4V6 IIS 輸入短路電流IIS 1 4mA 學(xué)一學(xué)主要參數(shù) 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 7 IIH 輸入漏電流IIH 40uA8 IOH 輸出高電壓輸出電流IOH 0 4mA9 IOL 輸出低電壓輸出電流IOL 15mA10 NO 扇出系數(shù) 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 11 Tpd 平均傳輸延遲時間約幾 幾十個納秒 nS 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) TTL集成電路使用注意事項1 不用輸入端處理 與其他輸入端并聯(lián) 與門和與非門不用輸入端通過10k 電阻接電源正極 或門和或非門不用輸入端接地 2 電源電壓 5V 5 3 除OC門外 輸出端不能直接連接在一起 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 優(yōu)點 集成度高 工藝簡單 功耗低 電源電壓范圍寬應(yīng)用 門電路 觸發(fā)器 計數(shù)器 存儲器 微處理器 CPU 等 學(xué)一學(xué)CMOS數(shù)字集成電路 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 做一做CMOS與非門仿真用EWB軟件仿真CMOS與非門電路 任務(wù)1數(shù)字電路基礎(chǔ) 1 不用輸入端 處理與TTL相同 2 電源電壓 3V 18V 標(biāo)準(zhǔn)電壓是5V 10V和15V 3 儲存和運輸 金屬屏蔽層包裝 組裝和調(diào)試時接地良好 服裝防靜電 CMOS集成電路使用注意事項 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 實訓(xùn)操作1TTL與非門和或非門測試 CD4011引腳排列圖 74LS28引腳排列圖 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 做一做連接CD4011測試電路連接電路圖連接方法 1 輸入引腳1接S1 引腳2接S2 2 輸出引腳3接指示燈 3 電源引腳14接 5V 引腳7接地 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 做一做測試與非門邏輯功能1 與非門真值表開關(guān)S A B 上 輸入1下 輸入0指示燈H Y 亮 輸出1滅 輸出0 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 2 與非門工作波形輸入A接1S連續(xù)脈沖 B接單脈沖輸出Y接指示燈H 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 做一做連接74LS28測試電路 連接電路圖 連接方法 1 輸入引腳2接S1 引腳3接S2 2 輸出引腳1接指示燈 3 電源引腳14接 5V 引腳7接地 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 做一做測試或非門邏輯功能1 或非門真值表開關(guān)S A B 上 輸入1下 輸入0指示燈H Y 亮 輸出1滅 輸出0 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 2 與非門工作波形輸入A接1S連續(xù)脈沖 B接單脈沖輸出Y接指示燈H 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 實訓(xùn)操作2與非門邏輯變換應(yīng)用學(xué)一學(xué)公式化簡法1 基本定律 定理與公式基本公式 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 交換律AB BAA B B A結(jié)合律A BC AB CA B C A B C分配律A B C AB ACA BC A B A C 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 常用公式摩根定理 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 2 邏輯函數(shù)的公式化簡法與或表達式最簡標(biāo)準(zhǔn) 與項個數(shù)最少 每個與項中變量個數(shù)最少公式化簡法 1 合并項法 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 2 吸收法 3 消元法 4 配項法 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 4 配項法 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 例 化簡 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 學(xué)一學(xué)邏輯門變換應(yīng)用 1 與非門構(gòu)成其他邏輯門 2 或非門構(gòu)成其他邏輯門 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 做一做CMOS與非門邏輯功能變換1 CD4011與非門邏輯功能變換例 主裁判A 副裁判B C試舉成功指示燈Y當(dāng)舉重運動員試舉時 只有主裁判和至少一名副裁判通過時 才算試舉成功 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 1 列真值表通過 A B C 1否決 A B C 0試舉成功 Y 1試舉失敗 Y 0 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 2 寫表達式并化簡 3 轉(zhuǎn)換成與非與非式 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 4 舉重裁判邏輯圖 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 5 舉重裁判電路外部接線圖 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 2 邏輯電路功能分析及化簡 1 寫輸出表達式 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 2 化簡表達式 3 畫電路圖 全用與非門 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 4 邏輯電路實現(xiàn)與測試畫外接線圖 用與非門連接電路 測試 5 填寫真值表 任務(wù)2集成邏輯門電路測試 想一想1 邏輯函數(shù)化簡的意義是什么 2 在完成相同邏輯功能的情況下 使用同一種邏輯門還是不同種邏輯門節(jié)省集成電路個數(shù) 3 試說明與非門 或非門能否當(dāng)作非門使用 如果能 應(yīng)如何連接 練一練門電路應(yīng)用全用與非門實現(xiàn)下列邏輯函數(shù) 1 Y A B2 Y A B3 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 電路識讀聲光控制開關(guān)原理圖1 框圖 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 2 原理圖 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 1 聲控 傳聲器BM V1及外圍元件 2 光控 光敏電阻器R5 3 與門 與非門G1和非門G2 4 延時 R6和C2 5 觸發(fā) 非門G3和G4 6 電源 橋式整流V5 V8 穩(wěn)壓二極管V2及阻容元件 7 主電路 晶閘管V3及負載 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 3 工作過程 1 白天直流供電 V5 V8橋整流 R9降壓 C3濾波 V4穩(wěn)壓7 5V燈滅 R5電阻小 G1和G2與門入0出0 封鎖 V2截止 C2電壓0 G3和G4同相門入0出0 V3門極無觸發(fā)截止 燈滅 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 2 夜晚燈亮 R5電阻大 打開G1和G2與門 聲響 G1和G2與門入1出1 V1導(dǎo)通 C2充滿電 G3和G4同相門入1出1 V3門極有觸發(fā)導(dǎo)通 燈亮燈延時滅 C2經(jīng)R6放電 G3輸入電壓降至閾值 G3和G4同相門入0出0 V3門極無觸發(fā)截止 V3過零 燈滅 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 實訓(xùn)操作1元器件識別與測試1 CD4011閾值電壓UT的測試 測試電路 閾值電壓 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 2 光敏電阻器測試 測試電路 光敏電阻阻值 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 3 駐極體話筒測試 1 靈敏度 萬用表R 100檔 吹氣 看表針擺動幅度大 靈敏度高幅度不大 性能差 不宜應(yīng)用 2 斷路 短路 無電阻 開路 電阻為0 短路 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 4 晶體管測試 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 5 電阻器和電容器的測試與識別 1 電阻器測試與識別步驟 識別色環(huán) 萬用表測量 插至紙張上 并標(biāo)明阻值 2 電容器測試與識別步驟 識別標(biāo)識 萬用表測試電解電容器漏電 插至紙張上 并標(biāo)明阻值 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 6 印刷電路板 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 7 白熾燈座 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 元器件清單 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 元器件實物照片 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 實訓(xùn)操作2組裝電路1 焊接前準(zhǔn)備工作 1 清點組件 2 識別集成電路和晶體管引腳 3 萬用表檢測 記錄數(shù)值 4 引腳整形 5 在印刷電路板上找焊接位置 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 2 按原理圖組裝 元器件焊接工藝圖 任務(wù)3聲光控制開關(guān)制作 實訓(xùn)操作3調(diào)試電路1 通電前檢查 1 檢查