《數(shù)字電子技術(shù)》教案21

實(shí)踐任務(wù)6.1觸摸定時(shí)燈控開關(guān)設(shè)計(jì)PART01學(xué)習(xí)目標(biāo)PART02任務(wù)描述PART03知識(shí)鏈接PART04實(shí)踐準(zhǔn)備PART05工作計(jì)劃PART06任務(wù)實(shí)施PART07學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

器的工作原理(2)掌握555定時(shí)器的

應(yīng)用方法學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)為了節(jié)約用電，公共樓道內(nèi)的燈在沒人時(shí)關(guān)閉，有人觸摸相應(yīng)燈控傳感器時(shí)燈才打開，并且在過幾秒鐘后自動(dòng)關(guān)閉。為此，我們需要設(shè)計(jì)一種觸摸定時(shí)燈控開關(guān)來實(shí)現(xiàn)上述節(jié)約用電的目的。在完成任務(wù)的過程中，進(jìn)一步掌握觸發(fā)器概念，了解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和555定時(shí)器的工作原理，掌握555定時(shí)器的應(yīng)用方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)①觸發(fā)器概念③555定時(shí)器的工作原理②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理知識(shí)鏈接學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，分別為0和1，所以觸發(fā)器也被稱為雙穩(wěn)態(tài)電路。與雙穩(wěn)態(tài)電路不同，單穩(wěn)態(tài)電路只有一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，這個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)要么是0，要么是1。單穩(wěn)態(tài)電路的特點(diǎn)分別如下：(1)電路有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；(2)在外來觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)；(3)暫穩(wěn)態(tài)是一個(gè)不能長(zhǎng)久保持的狀態(tài)，經(jīng)過一段時(shí)間后，電路會(huì)自動(dòng)由暫穩(wěn)態(tài)返

回到穩(wěn)態(tài)，且暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間與觸發(fā)脈沖無關(guān)，僅取決于電路本身的參數(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字電路中一般用于：定時(shí)產(chǎn)生一定寬度的矩形波延時(shí)把輸入信號(hào)延遲一定時(shí)間后輸出整形把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路圖（b）電壓波型圖電路的工作原理分析如下：(1)沒有觸發(fā)信號(hào)時(shí)電路工作在穩(wěn)態(tài)

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理電路的工作原理分析如下：(2)外加觸發(fā)信號(hào)使電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)

微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路圖（b）電壓波型圖學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理電路的工作原理分析如下：(3)電容充電使電路由暫穩(wěn)態(tài)自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)

微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路圖（b）電壓波型圖學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)③555定時(shí)器的工作原理555定時(shí)器是一種用途廣泛的數(shù)字、模擬混合的中規(guī)模集成電路。定義作用通過外接少量元件，它可方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。種類常用的555定時(shí)器有TTL和CMOS兩類，它們的引腳編號(hào)和功能都是一致的。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)③555定時(shí)器的工作原理555定時(shí)器的內(nèi)部電路由以下組成：組成分壓器簡(jiǎn)單RS鎖存器放電三極管??緩沖器??其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。（a）電路（b）引腳圖555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)③555定時(shí)器的工作原理

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)③555定時(shí)器的工作原理

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)③555定時(shí)器的工作原理555定時(shí)器功能表0

0導(dǎo)通11截止10導(dǎo)通1不變不變?cè)谟|摸開關(guān)按開關(guān)原理分類有電阻式觸摸開關(guān)和電容式觸摸開關(guān)，在本設(shè)計(jì)中，我們可以選擇電阻式觸摸開關(guān)，其工作原理如下圖所示。當(dāng)手指觸摸到觸摸開關(guān)，手指相當(dāng)于一個(gè)阻值很小的電阻，會(huì)有很小的電流流過手指，從而接通電路，使三極管的基極處在合適的工作電壓上。觸摸開關(guān)：學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)在設(shè)計(jì)觸摸定時(shí)燈控開關(guān)時(shí)，需要用到以下等模塊：觸摸開關(guān)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時(shí)電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在外加脈沖的作用下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在一定時(shí)間后又會(huì)回到穩(wěn)定狀態(tài)。555定時(shí)器可以用來實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能，且555定時(shí)器芯片在電子市場(chǎng)上很容易買到。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)在555定時(shí)器中實(shí)現(xiàn)定時(shí)的方法就是外接電阻和電容，電阻和電容構(gòu)成的RC延時(shí)電路可以控制暫態(tài)回到穩(wěn)態(tài)的時(shí)長(zhǎng)，從而達(dá)到定時(shí)的作用。定時(shí)電路：學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)工作組織因本任務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此以個(gè)人為單位，完成整個(gè)任務(wù)。工作方案制定項(xiàng)目具體實(shí)施步驟。工作用具準(zhǔn)備設(shè)計(jì)類任務(wù)，無需工具準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)第一步觸摸開關(guān)電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)第二步用555定時(shí)器芯片實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能電路，并根據(jù)需要確定外接電阻和電容的大小，從而滿足燈控時(shí)長(zhǎng)的需求555定時(shí)器芯片實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能電路以及輸出波形圖如下所示：

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)描述知識(shí)鏈接實(shí)踐準(zhǔn)備工作計(jì)劃任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)第三步整合觸摸開關(guān)電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路和燈，