项目九 制作触摸式照明灯延迟开关电路（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（科学出版社）

项目九 制作触摸式照明灯延迟开关电路 知识目标 1．掌握555定时器在单稳态触发电路中的应用； 2. 了解555定时器的几种工作模式。 技能目标 1．正确使用555定时器制作单稳态触发器； 2．根据延时需要计算出所需的器件参数值 。 任务一 制作单稳态触发器 任务分析 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成单稳态触发器电路。 读一读 知识1 555定时器内部结构及管脚排列 555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图9-1和图9-2所示。 9-1 555定时器内部结构 9-2 555定时器外部引脚 知识2 集成555定时器的分类 集成555定时器有双极型和CMOS型两种。一般双极型产品型号的最后三位数都是555，CMOS型产品型号的最后四位数都是7555。它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。器件电源电压推荐为4.5～12V，最大输出电流200mA以内，并能与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。其主要参数见表9-1和表9-2。 知识3 用555定时器制作单稳态触发器 单稳态触发器由电阻Rt、电容Ct组成定时电路。在图9-5的电路中，Vi接555定时器的端。 图9-5 555单稳态触发器电路 知识4 单稳态触发脉冲宽度的计算 输出脉冲的宽度tw等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻和外接电容的大小。 通常的取值在几百欧到几兆欧之间，电容的取值范围为几百皮到几百微法之间，TW的范围为几微秒到几分钟。但必须注意，随着输出脉冲的宽度增加,它的精度和稳定度也将下降。 练一练 观测单稳态触发触发脉冲 按图9-6在实验板上制作一个单稳态触发器。将函数信号发生器输出转换至方波，方波频率调至100Hz，占空比调至50%左右，将输出方波加到Vi端，用示波器和秒表观察触发脉冲的延迟时间是多少。 比较观察到的的单稳态触发脉冲输出宽度与计算出的结果是否一致。 图9-6 555定时器单稳态触发电路 做一做 利用555集成定时器制作单稳态触发器 实训目的 一、动手组装调试单稳态触发器电路，熟悉555定时器的结构及用途，掌握单稳态触发器电路的电路构成和制作方法。 二、实训工具及器材 本实训项目所需的工具和器材见表9-3 三、组装调试 1．按照图9-7在万能实验板上将实验器材连接起来。 图9-7 单稳态触发器 2．将+5V电源接到555定时器的4脚和8脚，1脚接地。 3．通过开关K将低电平触发脉冲加到555定时器的2脚。 4．把示波器的探头接到555定时器的3脚输出端观察波形。 输出和的电压波形参考图9-8所示。 图9-8 单稳态触发器波形图 任务二 触摸式照明灯延迟开关 任务分析 本任务制作的触摸式照明灯，使用时只要用手摸一下开关上的电极片，电灯就会点亮，延迟一段时间后，电灯自动熄灭。本电路可用于私宅或公共住宅楼照明，使用中达到节能的目的，并方便生活。通过该任务能够使用555定时器制作单稳态触发器，并可根据需要调整电路参数使延迟时间变化。 读一读 触摸式照明灯延迟开关电路原理 图9-14 触摸式照明灯延迟开关电路 555定时器接成典型的单稳态工作模式，如图9-14所示电路。其暂态时间由R3和C3的数值决定，电源电路由二极管VD1、稳压管VZ及阻容元件R1、C1、C2组成，属典型的电容降压整流稳压电路，接通220V交流电压后，C2两端可输出12V左右的直流电压，供给555定时器用电。触摸电路由触摸电极片M、二极管VD2及电阻R4构成。 电路平时处于稳态时，555定时器的3脚输出低电平，双向晶闸管VTH因无触发电流而处于关断状态，照明灯EL不亮。当人手触碰电极片M时，人体感应的杂波信号经R4注入555的触发端2脚，并经VD2整流得到负脉冲触发信号使555定时器翻转进入暂态，3脚突变为高电平，经R2加到VTH的门极，使VTH开通，EL便点燃发光。暂态时间一过，时基电路翻回稳态，3脚恢复低电平，VTH因失去触发电流，当交流电过零时即关断，灯EL熄灭。本电路暂态时间约为2min，如嫌不合适可以更改R3或C3的数值。 练一练 观测555定时器的输出波形 （1）将电路的元器件按图9-15焊接在实验板上，引出两根线接入交流220v电源； （2）将一块焊锡铁皮M接到R4上； （3）把示波器接到R2，观察555的输出波形； （4）把电源220v接通，把手指触碰焊锡铁皮，同时观察示波器上的波形，并用手表计时，记下延迟时间。 做一做 组装触摸式照明灯延迟开关 一、实训目的 动手组装用555