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有些中职学生是因为考不上高中而无奈读职中的,普遍存在理论知识欠缺,技能操作能力不强、对理想前景渺茫,从而学习积极性不高。而教会中职学生制作一些简单的电子产品则有助于提升他们的自信心,同时,可以提高他们学习兴趣,增强他们的技能操作水平。下面笔者就谈谈自制“循环彩灯”的具体方法。
循环彩灯电路的基本电路主要由六反相器4069和十进制计数器4017集成等组成。由于它采用集成电路组装,体积小、外围元件少,安装方便。又由于控制功能操作简单,是电子制作初学爱好者的习作。
一、电路工作原理
循环彩灯电路原理见图1。
图1
4069是六反相器集成电路(IC),采用双列式塑封装(14引脚),如图2所示。 该IC内含六个独立的反相器。每个反相器均可执行逻辑的反相操作。
图2
D4069为CMOS数字集成电路,是一种高输入阻抗器件,容易受外界干扰造成逻辑混乱或出现感应静电而击穿场效应管的栅极。虽然器件内部输入端设置了保护电路,但它们吸收瞬变能量有限,过大的瞬变信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用,因此,CD4069中未使用的非门F3、F4、F5、F6的输入端{5}、{9}、{11}、{13}脚均接到Vss接地端,以作保护。
CD4069多谐振荡器输出端{4}脚送出的脉冲串行信号,直接送入CD4017的计数脉冲输入端{14}脚。
CD4017为十进制计数/时序分配器,它具有自动启动功能, 即在电路进入无效状态时,在计数脉冲作用下,最多经过两个时钟周期就能回到正常循环圈中,因此本控制器的CD4017未设置加电复位电路。Co为进位输出端,当计数满10个时钟脉冲时输出一个正脉冲。CD4017有CL和EN两个计数输入端,CL端为脉冲上升沿触发端,若计数脉冲从CL端输入,则EN端应接低电平;EN端为脉冲下降沿触发端,若计数脉冲从EN端输入,则CL端应接高电平,否则禁止输入计数脉冲。取自CD4069的计数脉冲从其CL端 {14}脚输入,故EN端{13}脚接地。Y0~Y9为计数器的十个输出端。
当第一个计数脉冲到来时,CD4017内电路翻转,{3}脚Y0呈高电平,CD4017其余各输出端 Y1~Y9均为低电平。此时点亮 CD4017{3}脚外接的发光二极管。其余灯不亮。
当第二个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y1呈高电平。此高电平从其{2}脚输出。保持开关B的接通,从而维持CD40174{3}脚串行输入端的高电平状态。这样在保持第1个灯点亮的同时,第2个灯相继被点亮,而其余灯则仍为熄灭状态。
当第三个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y2呈高电平。此高电平从其{4}脚输出。开关B继续接通, 继续维持CD40174{3}脚的高电平。第1、2个灯继续点亮,第3个灯又被点亮。
同理,当第四、五、六个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y3、Y4、Y5依次呈高电平。保持开关B的接通, CD40174{3}脚维持高电平状态。又依次点亮了第4、5、6个灯。由此可见,循环灯是按逐行递增的方式点亮的。
当第七个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y6呈高电平。此高电平从其{5}脚输出。同理,当第八、九、十个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y7、Y8、Y9依次输出的高电平依次点亮相应的发光二极管。
当计数器CD4017计数满10个脉冲时,其进位端{12}脚输出一个正脉冲,直接反馈到其复位端{15}脚,使计数器复位,然后开始下一轮的计数过程,这样彩灯就周而复始地循环工作。
二、元器件选择
IC: 4017、4069集成电路;Rp:22KΩ可调电位器;R:150kΩ电阻;C:22μF电解电容;发光二极管的工作电压为2.5V,颜色可选择红色。
三、安装调试
按装配图安排好各元器件的位置并插好。集成电路、电阻器采取水平安装方式。集成电路的VDD端接电源的正极,VSS端接电源的负极,即集成块切不可插反,同时注意避免其引脚未完全插入插孔的现象。电阻器引脚成形时,应在距引脚根部1.5mm处开始折弯,以防止引线折断;器件应贴靠印刷电路板安装。电容器垂直安装。电容器引脚不作成形处理,可直接插入插孔焊接,但电容器底部要紧贴印刷电路板。
先焊电阻电容、电位器,最后焊接集成座。
按装配图焊接导线,检查无误后剪掉元器件过长的引脚。
经仔细检查无误后,接上+5V电源,正常情况下,二极管将循环点亮,而调节电位器即能改变发光二极管点亮的时间间隔。
(作者单位:广东省广州市信息工程职业学校)
循环彩灯电路的基本电路主要由六反相器4069和十进制计数器4017集成等组成。由于它采用集成电路组装,体积小、外围元件少,安装方便。又由于控制功能操作简单,是电子制作初学爱好者的习作。
一、电路工作原理
循环彩灯电路原理见图1。
图1
4069是六反相器集成电路(IC),采用双列式塑封装(14引脚),如图2所示。 该IC内含六个独立的反相器。每个反相器均可执行逻辑的反相操作。
图2
D4069为CMOS数字集成电路,是一种高输入阻抗器件,容易受外界干扰造成逻辑混乱或出现感应静电而击穿场效应管的栅极。虽然器件内部输入端设置了保护电路,但它们吸收瞬变能量有限,过大的瞬变信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用,因此,CD4069中未使用的非门F3、F4、F5、F6的输入端{5}、{9}、{11}、{13}脚均接到Vss接地端,以作保护。
CD4069多谐振荡器输出端{4}脚送出的脉冲串行信号,直接送入CD4017的计数脉冲输入端{14}脚。
CD4017为十进制计数/时序分配器,它具有自动启动功能, 即在电路进入无效状态时,在计数脉冲作用下,最多经过两个时钟周期就能回到正常循环圈中,因此本控制器的CD4017未设置加电复位电路。Co为进位输出端,当计数满10个时钟脉冲时输出一个正脉冲。CD4017有CL和EN两个计数输入端,CL端为脉冲上升沿触发端,若计数脉冲从CL端输入,则EN端应接低电平;EN端为脉冲下降沿触发端,若计数脉冲从EN端输入,则CL端应接高电平,否则禁止输入计数脉冲。取自CD4069的计数脉冲从其CL端 {14}脚输入,故EN端{13}脚接地。Y0~Y9为计数器的十个输出端。
当第一个计数脉冲到来时,CD4017内电路翻转,{3}脚Y0呈高电平,CD4017其余各输出端 Y1~Y9均为低电平。此时点亮 CD4017{3}脚外接的发光二极管。其余灯不亮。
当第二个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y1呈高电平。此高电平从其{2}脚输出。保持开关B的接通,从而维持CD40174{3}脚串行输入端的高电平状态。这样在保持第1个灯点亮的同时,第2个灯相继被点亮,而其余灯则仍为熄灭状态。
当第三个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y2呈高电平。此高电平从其{4}脚输出。开关B继续接通, 继续维持CD40174{3}脚的高电平。第1、2个灯继续点亮,第3个灯又被点亮。
同理,当第四、五、六个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y3、Y4、Y5依次呈高电平。保持开关B的接通, CD40174{3}脚维持高电平状态。又依次点亮了第4、5、6个灯。由此可见,循环灯是按逐行递增的方式点亮的。
当第七个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y6呈高电平。此高电平从其{5}脚输出。同理,当第八、九、十个计数脉冲到来时,CD4017计数输出端Y7、Y8、Y9依次输出的高电平依次点亮相应的发光二极管。
当计数器CD4017计数满10个脉冲时,其进位端{12}脚输出一个正脉冲,直接反馈到其复位端{15}脚,使计数器复位,然后开始下一轮的计数过程,这样彩灯就周而复始地循环工作。
二、元器件选择
IC: 4017、4069集成电路;Rp:22KΩ可调电位器;R:150kΩ电阻;C:22μF电解电容;发光二极管的工作电压为2.5V,颜色可选择红色。
三、安装调试
按装配图安排好各元器件的位置并插好。集成电路、电阻器采取水平安装方式。集成电路的VDD端接电源的正极,VSS端接电源的负极,即集成块切不可插反,同时注意避免其引脚未完全插入插孔的现象。电阻器引脚成形时,应在距引脚根部1.5mm处开始折弯,以防止引线折断;器件应贴靠印刷电路板安装。电容器垂直安装。电容器引脚不作成形处理,可直接插入插孔焊接,但电容器底部要紧贴印刷电路板。
先焊电阻电容、电位器,最后焊接集成座。
按装配图焊接导线,检查无误后剪掉元器件过长的引脚。
经仔细检查无误后,接上+5V电源,正常情况下,二极管将循环点亮,而调节电位器即能改变发光二极管点亮的时间间隔。
(作者单位:广东省广州市信息工程职业学校)