高效作业22 第22课 电子控制系统设计5——控制部分3(555)-【精彩三年】2024-2025学年高中通用技术选择性必修1课程探究与巩固PPT课件（苏教版2019）

高效作业22[第22课　电子控制系统设计 5——控制部分3(555)] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1．如图所示，这是小明设计的鱼缸水位控制系统，可以自动控制鱼缸中的水位保持在一定范围之内。当水位低于下限时，抽水机抽水；当水位达到上限时，抽水机停止工作。请你根据描述和电路图完成以下任务。 [A级　新教材落实与巩固] 　CB7555电路输入输出逻辑关系表 (1)该水位控制系统正常运行的过程中，最低水位为______(在“A.a点；B.b点；C.c点”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)小明在使用过程中发现了一个问题，因水箱过大，抽水机抽水时水位上升不明显，无法判断抽水机的工作状态。请你帮他在虚线框中选择合适的端点，利用1个发光二极管 和1个电阻，设计一个水泵工作 状态指示灯，要求水泵工作时 灯亮，水泵停止工作时灯灭。 B (3)使用一段时间后发现，抽水机始终不工作，产生该故障现象的原因不可能是______(在“A.二极管V2反接；B.继电器触点虚焊；C.三极管V1击穿；D.R5阻值过大”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (4)小明在解决了上述问题后，担心冬天天气寒冷鱼缸温度过低，于是采用同为负系数的热敏电阻RT1、RT2重新设计了如下图所示的温控电路，其中RT1是控制下限的热敏电阻，RT2是控制上限的热敏电阻。该电路能将鱼缸温度保持在一定范围之内，低于下限温度时，加热器开始加热；高于上限温度时，加热器停止加热。小明在设计该电路时遇到了困难， C 请你帮他完成电路的连接。 要求：电源连对，555的2、6脚连对。 (5)小明使用中发现该温控电路设定的下限温度过低，为了保证电路正常工作，应该______(在“A.调大RP1；B.调小RP1；C.调大RP2；D.调小RP2；E.调大RP3”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 B 【解析】 (1)a为上限水位，b为下限水位。 (2)当抽水机运转时，3脚出高，不能接c点，会受发射结的钳位影响，应当接到b点。 (3)选项C，三极管V1击穿，继电器一直吸合，抽水机一直工作。 (4)加热时3脚出0，2、6输入1，低温向高温变化，6脚变为0，进入保持状态，所以6脚接下限。 (5)调高下限，RT阻值变小，要使上下平衡，应调小RP1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2．2023·衢州二中检测如图1所示，这是小明设计的自动开、关窗电路。其中RS为湿敏电阻，下雨或光线暗时，电机M正转(电流从“＋”到“－”)，窗户关闭；无雨且光线亮时，电机M反转(电流从“－”到“＋”)，窗户打开。S1、S2为常闭开关，窗户完全关闭时S1断开，完全开启时S2断开。IC1为电压比较器，V＋＞V－时输出高电平，V＋＜V－时输出低电平。555芯片5脚的电位用Vct表示。请完成以下任务。 555功能表 (1)下雨时比较器输出______(在“A.高电平；B.低电平”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)适当调大RP1阻值，下雨时的湿度设定值将会______(在“A.变大；B.不变；C.变小”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；适当调大RP3阻值，光照度的设定值将会______(在“A.变大；B.不变；C.变小”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)请选用一个合适的逻辑门补全虚线框1中的电路。 B A A 【答案】 如图 (4)小明发现电机M无法正常工作，经检测，是三极管V2损坏，现准备用2个NPN型三极管和1个电阻来替代原来的三极管。请帮他完成图2虚线框2中的电路(三极管采用共发射极接法)。 (4)三极管V2损坏，用2个NPN型三极管和1个电阻来替代，则应想到三极管非门，另外一个三极管驱动继电器。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3．如图1所示，这是工位间物料传输系统，物料桶随传送带运动。小明为其设计了如图2所示的实验电路。当工位1上的工人取完物料时，料位检测器出低电平，电机正转。物料桶由检测点1移向工位2，到达检测点2时(发光二极管V2的光被遮住)，电机停止转动。工位2上的工人向物料桶加装物料，加满时，料位检测器出高电平，电机反转。物料桶移至检测点1时，电机停止转动。电机M的电流从“＋”流到“－”，电机正转，反之反转，请完成以下任务。 (1)工位2上的工人向物料桶加装物料时，A点的电位是______(在“A.高电平；B.低电平”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)物料桶物料装满后，继电器______(在“A.吸合；B.释放；C.不确定”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)请使用合适的逻辑门补全题图2虚线框1中的电路，要求尽可能简单。 【答案】 如图 B B (4)小明根据电路图2，对555芯片部分引脚进行了连接(如图3所示)，请你在虚线框2中完成其余引脚的连接。 【解析】 (1)物料桶在工位2时，V2光被挡住，RG2阻值大，A点电位低。 (2)物料桶在工位2装满后，电机需反转，J——1需闭合，继电器应释放。 (3)物料桶在工位1时，V2必定不被遮挡，电机正反转与A脚无关，物料桶在工位2时，V1必定不被遮挡，电机正反转 与B脚(中间输入脚)无关，由功能可知，只 有在三个输入脚均为1或0时，才使电机停 止，虚线框输出1，结合上述可得，虚线框的逻辑为：B、C(料位检测输出)全1或A、C全0时，才使输出为1，故直接连输出的门电路可选择有0出1的逻辑，即用或门或与非门。 (4)555芯片引脚从左下方开始逆时针数分别为1～8脚，由图3可知电机正极接3脚，4、8脚接电源正极，1脚接地，2、6脚和常闭开关接V3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4．如图所示，这是小明设计的晾衣架自动控制电路。白天且不下雨时，电动机正转(通过电机的电流由“＋”到“—”)，晾衣架伸至阳台外；下雨或晚上时，电机反转(通过电机的电流由“－”到“＋”)，晾衣架收回到阳台内。请完成以下任务。 (1)继电器J1控制的触点是______ (在“A.K1，K2；B.K1，K4；C.K2， K3；D.K3，K4”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)小明在试验过程中发现运行到尽头时，电机无法自动停止转动，于是 C 想在电路里添加一个干簧管，当晾衣杆运行到尽头时干簧管吸合，请在虚线框2中选择合适位置画上干簧管(以继电器J2这一路为例)。 (3)再次试验时，小明发现连在电路里的四2输入与非门芯片烧坏了，下列芯片中可代替该元件并实现原电路功能的是______(在“A.六反相器；B.四2输入或非门；C.双4输入与非门”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 【答案】 如图 B (4)最终小明准备用555芯片来代替虚线框1中的电路，555芯片的功能 如表所示。请在下图虚线框中完成电路连线，实现原有的控制功能。 【解析】 A、B、F标注如图所示： (1)白天且不下雨时，A点高电平，B点低电平，F点出高电平，继电器J2吸合，此时电动机需正转，触点K1、K4需闭合，所以继电器J2控制触点K1、K4。同理，下雨或晚上时，F点出低电平，继电器J1吸合，此时电机需反转，触点K2、K3需闭合，所以继电器J1控制触点K2、K3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5．2023·强基联盟如图所示，这是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制实验电路。当车间温度高于上限时，风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时，风机和水泵停止运行。请完成以下任务。 (1)为实现该系统的控制功 能，电路中RT的类型应采 用_____(在“A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 A (2)小明在系统工作前先进行调试，想将原来调试好的温度重新设置为上限温度更高，下限温度更低。正确的调试方法为______(单选)。 A．先调小RP1，后调大RP2 B．先调小RP2，后调大RP1 C．先调小RP1，后调小RP2 D．先调大RP2，后调大RP1 C (3)小明想增设车间无人时冷却设备不启动的功能。他采用了人体感应模块，有人时输出低电平，无人时输出高电平。下列方案中(VT1工作在开关状态)可行的有___________________(多选)。 A、B、C、D (4)在面包板上搭建电路模型时，由于操作不当，将555芯片的5 脚折断了。如图所示，请你利用7脚输出端信号，在小明部分器件搭建好的基础上，选用合适的三极管，在虚线框内进行连线，以实现电路原有的功能。 【解析】 (1)由题意知，温度高时继电器吸合→3 脚出“1”→2 脚电位降低→RT 阻值增大→RT为PTC即正温度系数热敏电阻。 (2)RP1接在传感器的输入回路中，RP1既影响上限温度的设定，也影响下限温度的设定；当温度不断上升的过程中，3脚一直输出“0”，J 失电释放，RP2接在5脚上，影响上限温度的设定；故调节RP1可设定上下限温度，调节RP2仅影响上限温度，故先调RP1即先调下限温度，后调上限温度。根据调试思路，下限t↓→RT↓→RP1↓；要调高上限温度t→3 脚更难出“1”→5 脚电位需降低→RP2阻值降低。 (3)选项A，无人时，4 脚为“0”，3 脚输出恒为“0”；选项B、C，无人时，均使2脚出不了“0”，3 脚不能输出“1”；选项D，无人时，无论3 脚为“0”还是“1”，J 始终不能吸合。各方案均能实现无人时，冷却设备不启动的功能。 (4)原图原理：3 脚为“0”时，RP2接入电路，影响上限温度。为保持原电路功能，重新搭建后也应如此。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6．如图所示，这是小明设计的疫苗冷链运输恒温控制电路。当温度高于上限时，继电器吸合，制冷器开始制冷；当温度低于下限时，继电器断开，制冷器停止制冷。图1中RT为正温度系数热敏电阻，VC1、VC2为同一芯片上的两个比较器。比较器的功能：当V＋＞V－时输出高电平，当V＋＜V－时输出低电平。请完成以下任务。 (1)当温度低于下限时，比较器VC1输出______ (在“A.高电平；B.低电平”中选择合适的选项， 将序号填入“________”处)。 [B级　素养形成与评价] B (2)小明有一块四2输入或非门集成芯片，请你帮助小明用最少的逻辑门实现电路的控制要求并将逻辑电路画在图1虚线框1中。 【答案】 如图 (3)增大R2的阻值，下列说法中正确的是______(在“A.上限温度被调高，下限温度被调低；B.上限温度被调低，下限温度被调高；C.上限、下限温度都被调高；D.上、下限温度都被调低”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (4)小明发现没有比较器芯片，最终打算用555芯片代替部分电路。请在图2虚线框2中将电路补充完整，以实现电路原有的功能。 A   A B T<下限温度 0 0 下限温度<T<上限温度 1 0 T>上限温度 1 1   X Y T<下限温度 0 1 下限温度<T<上限温度 1 1 T>上限温度 1 0 (3)从真值表、图1可知，比较器VC1控制温度下限的设定，比较器VC2控制温度上限的设定。增大R2的阻值，对于比较器VC1：V＋设定电位升高，V－触发电位升高，RT触发阻值变小，设定的下限温度降低；对于比较器VC2：V＋设定电位降低，V－触发电位降低，RT触发阻值变大，设定的上限温度升高。 (4)为实现电路原有的功能，芯片供电： 8脚接电源正端，1脚接电源负端；控制 脚：4脚接电源正端，555芯片正常工作；输出脚：3脚接F端；输入脚：保持状态为2脚高电平，6脚低电平，所以2脚接A端，6脚接B端。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7．针对目前我省能源“双控”和“减煤”工作面临的严峻形势和绿色发展的要求，市级各有关单位应严格遵守办公区域在当天室外最低气温降至3 ℃以下(含3 ℃)时方可开启空调等取暖设备，且设置温度不得超过16 ℃。小明设计了如图所示的室内温度自动控制电路，系统通电后，只有室外温度降到3 ℃以下(含3 ℃)，系 统才能将室温控制在15 ℃～16 ℃范 围内。其中RT2是正温度系数热敏电 阻，RP2和RP3分别用于设定15 ℃和16 ℃，三极管V1、V2都工作在开关 状态。请根据描述完成以下任务。 (1)RT1应该选择选用______(在“A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)在虚线框中将555芯片连线，实现电路功能。 【答案】 如图 B (3)搭接好电路后，小明调试电路时，发现室外温度从低于3 ℃上升到高于3 ℃后，继电器J从吸合变成释放，下列说法中可能的是_______(在“A.RT1虚焊；B.R1虚焊；C.R2虚焊；D.R3虚焊”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (4)调试过程中，小明不小心将唯一的一片555芯片损坏了。小明重新设计了电路，改变了电压比较器IC1B和IC1C的输入端，其他一样，请你在虚线框2中补画3个普通二极管并连线，实现电路功能。 D 【答案】 如图 【解析】 (1)由于RP2和RP3分别用于设定15 ℃和16 ℃，可知RT2用于检测室内温度，则RT1用于检测室外温度，室外温度高于3 ℃不能加热，通过观察图中电路结构可知，555芯片3脚输出控制继电器的NPN型驱动管，则室外温度超过3 ℃，3脚必须输出低电平，则IC1A输出控制4脚，当温度高于3 ℃时IC1A输出低电平，则温度高于3 ℃时IC1A同相输入端为低电平，因此温度高电阻小，RT1为负温度系数热敏电阻。 (2)驱动继电器的三极管为NPN型，将其基极与555芯片的3脚相连，利用555芯片的3脚输出控制继电器的驱动管；由于开启加热的前提是室外温度达到过3 ℃以下(含3 ℃)，而IC1A输出为3 ℃信号检测输出端，其输出 控制4脚，当温度高于3 ℃时，IC1A输出低电平，3脚输出低电平，不能开启加热；RP2和RP3分别用于设定15 ℃和16 ℃，IC1B输出为下限控制信号，IC1C输出为上限控制信号，而该555芯片2脚控制下限，6脚控制上限，因此将对应的上下限连接；7脚未使用，因此7脚悬空。 (3)当室外温度低于3 ℃，IC1A输出高电平，V1导通，把比较器的反相端电位拉低，使得IC1A输出高电平时间更久，防止继电器在温度3 ℃附近跳动，小明调试电路时，发现室外温度从低于3 ℃上升到高于3 ℃后，继电器J从吸合变成释放，原因是V1无法正常导通，因此可能是R3虚焊。 (4)要加热必须满足：IC1A输出1，IC1B输出1，IC1C输出1；或IC1A输出1，IC1B输出0，IC1C输出1，只要IC1A输出0或者IC1C输出0电路停止加热。观察电路，当V6导通→V2导通→V5截止，停止加热。因此IC1A输出、IC1C输出与R7构成与门实现有0出0，使得V2导通，V6导通停止加热。IC1B输出用于触发加热，IC1B输出 1触发V5导通加热，IC1B输出0，二 极管截止，实现隔离，V5、V3能够 自锁保持加热。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8．如图1所示，这是小明同学设计的水箱水温控制电路，可实现水温稳定在50 ℃～60 ℃之间。其中电路中RT为热敏电阻，VT1工作于开关状态，J1吸合时加热启动，释放时停止。请完成以下任务。 555功能表 4脚 2脚 6脚 3脚 低电平 任意 任意 低电平 高电平 低电平 任意 高电平 高电平 高电平 低电平 保持 高电平 高电平 高电平 低电平 (1)根据电路图及题意可以判断RT为______(在“A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)下列关于该电路的说法中，不正确的是______(在“A.RP2阻值与上限有关；B.RP1阻值与上、下限都有关；C.RP1阻值只与下限有关”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 B C (3)安装好电路后需要调试上、下限温度，先将RT置于冷水中，接下来的措施正确的是______(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 A．RP1调至最大，RP2调至最小，先将水温加热至50 ℃，逐渐调小RP1，刚好使J1吸合，再继续将水温加热至60 ℃，逐渐调大RP2，刚好使J1释放。 B．RP1调至最大，RP2调至最小，先将水温加热至60 ℃，逐渐调大RP2，刚好使J1释放，再继续将水温降低至50 ℃，逐渐调小RP1，刚好使J1吸合。 C．RP1调至最小，RP2调至最大，先将水温加热至50 ℃，逐渐调小RP2，刚好使J1吸合，再继续将水温加热至60 ℃，逐渐调大RP1，刚好使J1释放。 A (4)小明在图1电路基础上继续增加冷水箱及热水箱注水控制电路(如图2所示)，其中J1、J2、J3分别控制加热器、热水水泵及冷水水泵，吸合时启动，释放时停止工作。请完成触点开关的连线(其中“冷”表示冷水水泵，“热”表示热水水泵)，实现以下功能： ①冷水箱自动上水：当冷水箱缺水时，启动冷水水泵加水； ②热水箱水位控制：当冷水箱缺水时，热水箱不能加水；冷水箱水足够时，由冷水箱给热水箱供水，使热水箱水位稳定在上下限之间； ③热水箱保温控制：当热水水泵正在运转时，加热器不能加热；当热水 水泵停止运转时，热水箱水温稳定在50 ℃～60 ℃之间。 【答案】 要求： J3部分：继电器J3吸合时，冷水泵能运转； J2部分：J3吸合时，热水泵不能运转；J3释放，J2吸合时，热水泵运转； J1部分：J2吸合时，加热器不能工作；J2释放，J1吸合时，加热器工作。 参考答案1： 参考答案2： 【解析】 (1)根据情境，温度低于50 ℃时加热器启动，J1吸合，此时VT1导通，IC13脚电位为1，2、6脚电位为0，即RT电阻大，温度低电阻大，因此RT为负温度系数热敏电阻。 (2)输入端RP1与RT串联成输入端，当RP1电阻发生变化时，直接影响2、6脚的输入电位，故RP1阻值与上限、下限都有关，选项B正确，选项C不正确。 (3)因RP2阻值只与上限有关，RP1阻值与上限、下限都有关，要调试上、下限温度，则先调整公共电阻RP1，确保下限温度控制后，再调整RP2的 阻值，确定上限值。为调整下限，先将RT置于冷水中，继电器不工作(调低下限，根据同大同小原则，RP1原始调至最大)，加热至50 ℃，逐渐调小RP1，刚好使J1吸合，再调上限(原始上限调至最高，即RP2调至最小)，当温度为60 ℃，逐渐调大RP2，刚好使J1释放。 (4)提取信息：J1、J2、J3分别控制加热器、热水水泵及冷水水泵。要实现的功能为：①冷水箱自动上水：当冷水箱缺水时，启动冷水水泵加水；故冷水水泵只受J3控制，当冷水箱水位低，VT3基极输入0，PNP三极管VT3导通，继电器J3工作，冷水水泵加水，触点开关选常开，见参考答案1图；②热水箱水位控制：热水箱加水需以冷水箱水足够(即触点开关 J3释放状态)为条件，故需借助J3的常闭触点引入电源，因热水箱水位低，IC2的2、6脚输入0，3脚输出高电平，VT2导通，J2吸合，加水，触点开关选常开，见参考答案2图；③热水箱保温控制：热水箱温度控制需以热水水泵停止运转(即触点开关J2释放状态)为条件，故需借助J2的常闭触点引入电源；温度低，J1吸合，加热，触点开关选常开。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9．2023·缙云中学检测如图1所示，这是小明设计的大棚温度控制电路，当温度高于上限时，V2发光，表示排风扇开启降温；一直到当温度低于下限时，排风扇停止工作，V2灭。已知RT1为正温度系数热敏电阻。比较器的功能：当V＋>V－时输出高电平，当V＋<V－时输出低电平。请完成以下任务。 (1)热敏电阻RT2应该选用______(在“A.正温度 系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻”中选 择合适的选项，将序号填入“________”处)。 A (2)若仅把上限温度调高，下列调节合理的是______(在“A.调小RP1；B.调大RP2；C.调大RP4；D.调小RP5”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)使用过程中比较器损坏了，小明准备用555芯片设计电路来实现类似温度区间控制功能。请在小明所设计的电路图2的虚线框1中将电路图补画完整。 D 或 【答案】 如图 (4)为实现更好的控制效果，小明对控制电路进行了优化，如图3所示，主要增加了负系数湿敏电阻RS和人体检测模块IC，当检测到棚内有人时，IC模块输出高电平。在原有电路功能基础上新增的控制要求为：只要湿度高于设定值，就启动排风扇；当棚内有人且温度高于下限时，排风扇继续转动。RT1和RT2对温度极限 点的检测功能与优化前一样。请 用不超过两个2输入与非门在虚线 框2中完成电路设计，要求电路简单。 【解析】 (1)假设RP1输入端为A点，RT2输入端为B点。由于V1的存在，A点的有效信号为0，接入U－后变为1。不直接决定与非门B点直接接与非门，0决定出1，V2灭，到达下限，故B点是下限点，A点是上限点。低温出0，RT2变小，所以是PTC。 (2)调节上限时，与非门出1，RP5是上拉电阻，与RT2并联后与RP1串联，上限温度变高，RT2变大，平衡调节，RP5调小或RP1调大。 (3)温度上限时V2亮，输出端要出0；输入端A点随温度升高而降低。5脚没有接电容，故考虑输入端一个接2、6脚，一个接5脚。根据555功能， 输入端温度升高时，Vct降低，使得2、6出1；2、6脚串联接A点，5脚接Vct；输出端：3脚出0开始降温，或者输出端接7脚。 (4)A和B分别决定温度上限和下限，F3接与非门的输出，F3决定上限，F4决定下限。故A＝F3，B＝F4；C点湿度有优先权，高湿度C出0，F1出0，与门逻辑，故C＝F1；D点有人出1，逻辑要求有人且温度高于下限，B点控制下限脚，高于下限B点出1，逻辑为 与门，D点与B点需要接两个与非门组成与 门接入F2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10．如图1所示，这是小明设计的蔬菜大棚土壤湿度控制电路，其中RT为热敏电阻，RS为湿敏电阻。当环境温度合适时，利用水泵M将土壤湿度控制在一定范围内；当环境温度过高或者过低时，不加湿。请完成以下任务。 555功能表 (1)电路中的RT应采用______(在“A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻；C.正负温度系数热敏电阻均可”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)为实现控制目的，请你选择一个合适的三极管在虚线框1中完成电路连线。 C 【答案】 如图 (3)若只调高下限湿度，下列调节措施合理的是______(在“A.调小RP2；B.调大RP2；C.调小RP3；D.调大RP3”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (4)调试电路时，无论土壤湿度如何变化，水泵M始终无法启动，下列原因中不会造成该现象的是______(在“A.RT虚焊；B.RS连焊；C.V3正负极接反；D.RP3断路”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 D D (5)调试中发现7脚损坏，小明准备用二极管和电阻重新设计电路。请你用1个二极管和1个电阻在虚线框2中补全电路，要求保持电路原有的功能。 【解析】 (1)对温度控制电路而言，无论热敏电阻是正温度系数还是负温度系数，温度合适时，N1、N2输出1、1，温度不合适时，为0、1或1、0，对后续电路影响均相同，故选C。 (2)电路要求温度合适时，3脚为0，强制使M不工作，故可控制4脚此时为0来实现功能，在温度合适时，N1、N2均输出11，虚线框1左边输入脚悬空，4为0；在温度不合适时，N1、N2输出01或10，虚线框1左边输入脚为0，4脚为1，故可接PNP三极管来实现功能。 (3)555的6脚始终为1，故2、3脚为非门关系，但通过VT2反馈实现湿度区间控制，可知只有在7脚接地时，RP3对5脚有影响，此时3为0，水泵不工 作，湿度下降，故RP3影响湿度下限，湿度设定值调大，RS减小，2脚上升，5脚电位也应上升，故调大RP3即可。 (4)RT虚焊相当于温度不合适，水泵不工作；RS连焊，3脚始终为0，水泵不工作；V3正负极接反，继电器被V3短路，无法吸合，水泵不工作；RP3断路，没有反馈，无湿度区间，不会导致水泵不工作。故选D。 (5)原电路在7脚接地时拉低5脚电位，7脚断开时，5脚不受反馈回路影响，7脚接地时，3脚也为0，7脚断开时，3脚为1，故二极管正极朝5脚，再与电阻串联即可。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11．2023·书生中学检测如图1所示，这是为产品检测盖章系统的电路部分。当产品进入盖章区，照向光敏二极管VG的光线会被阻挡，若产品合格，此时智能检测器“AIV”会发出一个高电平脉冲(脉冲结束后稳定为低电平)，电机启动；盖上合格章后，电机继续运转，印章回升，然后印章触碰S1开关，电机停止转动。图2为555芯片 的内部原理图，请根据题意完成以下任务。 (1)为实现电机运转后，在印章没有触碰S1按钮前，电机能稳定工作，R1和R2的电阻取值分别为______时最合理。 A．4.7 kΩ和10 kΩ B．10 kΩ和4.7 kΩ C．10 kΩ和10 kΩ D．1 kΩ和10 kΩ (2)请用最少的2输入与非门，完成虚线框1中的逻辑电路设计。 C 【答案】 如图 (3)焊接完毕后，发现马达始终无法运转，下列原因中不可能的是______。 A．555芯片的8脚虚焊 B．R3电阻过大 C．R5连焊 D．选用的继电器额定电压过高 (4)测试时发现555芯片的3脚无法输出高电平，为了保持原有功能不变(F点之前和Y点之后电路不变)，下列替代方案不可行的是______。 A.　　　　　　　 B. C A (5)经检测，555芯片7脚仍然可以正常输出，为了降低成本，决定用7脚代替3脚实现原有功能，下列替代方案一定不可行的是______。 　A.　　　　　 B.　　　　　　C. B 选项D，选用的继电器额定电压过高，继电器无法吸合，电机无法转动，选项可能。 (4)F＝0, Y＝1，由选项A可知，触发器上端输入也为0，触发器处于保持状态，因此无法实现Y 输出高电平，因此替代方案A不可行。 (5)选项B，当3脚出高电平时，7脚悬空，三极管无法工作，电机无法工作，因此该替代方案不可行。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12．2023·黄岩中学检测小明设计了如图1所示的负载短路保护电路，当触点J闭合时，若负载RL发生过短路，触点J将一直断开，保护电路；当负载短路故障解除后，手动触发相应按钮才能使触点J重新闭合，接通负载。当开关S1刚闭合时，电容C开始充电(相当于短路)，继电器触点J断开。其中按钮S2、S3按下时闭合，松开时断开。请完成以下任务。 (1)S1刚闭合时，a点是______(在“A.低电 平；B.高电平”中选择合适的选项，将 序号填入“________”处)。 B (2)请在虚线框1中画出三极管驱动继电器工作的电路，要求三极管采用共发射极接法。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管，1个继电器，1个普通二极管。 【答案】 如图 (3)下列关于该电路的说法中，正确的是__________(多选)。 A．按下S2，继电器J吸合，松开后，继电器释放 B．按下S3，继电器J释放，松开后，继电器释放 C．电阻R2的作用是防止S3刚开始闭合时电容放电产生的电流过大 D．S2、S3同时按住不放，继电器J可能吸合 B、C (4)小明搭接电路时，发现电子控制实践室里没有四2输入或非门芯片，只有555芯片，小明重新设计了如图2所示的电路，使用555芯片的7脚驱动继电器。请在虚线框2中连线，完成原电路功能(按钮S2、S3的功能不变)。 【解析】 (1)S1刚闭合时，电容器C还没有带电，电压为零，VCC(9 V)被R2、R3串联分压，a点电位为高电平(约为8.8 V)。 (2)从(1)中分析知，S1刚闭合时，触发器下端出低电位，此时继电器触点J断开，所以用NPN型三极管组成共发射极接法。 (3)此电路S1刚闭合时，触发器处于置0状态，之后由于电容器的充电结束，触发器处于保持状态(0状态)。选项A，按下S2，则触发器处于置1状态，继电器J吸合，但松开S2，则继电器J处于保持状态仍输出高电平，继电器J不会释放，所以选项A错误；选项B，按下S3，则继电器J处于置 0状态，松开S3，则继电器J处于保持状态，仍输出低电平，继电器J处于释放状态，所以选项B正确；选项C，放电回路如下图，如果没有电阻R2，则开始放电的电流很大，所以有了电阻R2就是防止S3刚开始闭合时电容放电产生的电流过大，选项C正确；S2、S3同时按住不放，继电器J的两个输出端均出低电平，继电器J不可能吸合，所以选项D错误。 感谢聆听，再见！ 输入 输出 2脚 6脚 3脚 ＜VCC <VCC 高电平 >VCC <VCC 保持 ＞VCC ＞VCC 低电平 2脚 6脚 4脚 3脚 ＞Vct ＞Vct 高电平 低电平 ＞Vct ＜Vct 高电平 保持 ＜Vct 任意 高电平 高电平 任意 任意 低电平 低电平 【解析】 (1)下雨时，湿度大，RS电阻小，IC1负脚高电平，IC1输出低电平。 (2)调大RP1的阻值，即应使RS阻值变小，对应湿度变大(比较器的调试，RP1与传感器对角，应该相反)；调大RP3，V2的电压升高(调试结束后，应满足V2＝Vct)，Vct增大，RG变小，对应光照变大。 (3)根据题意，只有无雨且光线亮时，电机M反转，无雨湿度低，RS阻值大，比较器输出高电平。光线亮时，555的5脚输入为高，电机反转，电流从“－”到“＋”，即J2吸合。虚线框1输出为低。虚线框1的逻辑关系为“全高出低，有低出高”，故选择与非门接入。 1脚 4脚 2脚 6脚 3脚 7脚 8脚 GND 低电平 任意 任意 低电平 接地 VCC 高电平 ＜VCC 任意 高电平 断开 ＞VCC ＜VCC 保持 保持 ＞VCC ＞VCC 低电平 接地 (2)继电器J2吸合时电机正转，晾衣架运行到尽头想让电机停止转动，就要通过干簧管使继电器J2释放，所以干簧管并联在三极管发射结边上。当干簧管吸合时，三极管截止，继电器J2释放，电机停转。 (3)虚线框1中的逻辑关系为F＝A·，可以转换为F＝A·＝＋B，用两个2输入或非门即可，选项B正确。 (4)虚线框1中的逻辑关系没有保持功能，所以用555芯片代替时不用考虑保持功能。首先1脚接地，8脚接VCC；然后考虑到2、6、3脚之间除去保持功能只剩下非逻辑功能，不能独立完成虚线框中的逻辑关系，所以必须用4脚来参与控制。 【解析】 (1)温度低于下限时，RT阻值小，比较器VC1的V－＞V＋，VC1输出低电平。 (2)正推列出表1所示的真值表，反推列出表2所示的真值表，对比图1和图2可以发现，X＝A，Y＝。连线时A与X相连，B与Y通过非门相连(或非门两个输入端相连构成非门)。 1脚 2脚 6脚 3脚 7脚 8脚 GND ＜Vct 任意 高电平 断开 VCC ＞Vct ＜Vct 保持 保持 ＞Vct ＞Vct 低电平 接地 【解析】 (1)电机运转后，为了保持印章上升，因此2、6脚电位应该保持在VCC～VCC之间，因此只有选项C满足要求。 (2)有印章时A＝0，AIV输出高电平，B＝1，F输入一个低电平，F＝0，可以写出表达式为：F＝B。 (3)选项A，555芯片的8脚虚焊，555不工作，电机无法转动，选项可能。 选项B，R3电阻过大，Ib太小，继电器无法吸合，电机无法转动，选项可能。 选项C，R5连焊，等效于产品进入盖章去，电机可能转动，选项不可能。 (4)从所给出的555芯片电路来看，缺少3脚输出端，那要让继电器J通电吸合，只有将7、1脚在3脚出低电平时导通才行，所以输出部分电路应该如答案所示的连接。对于555芯片电路的输入部分电路设计，原电路的一个功能是，刚合上S1时继电器J断开，之后仍保持断开(a点的电位是刚合上S1时为8.8 V，之后逐渐降低到低电平)，另555芯片的2脚电位为3.0 V。所以a点接入5脚，其电位为Vct从8.8 V逐渐降低到0(开始时2脚电位<Vct，后来>Vct)，这样就可以使555芯片的输出始终为高电平，7、1脚断开使继电器J始终断开。这样也符合按键S3的功能。那么当S2的这一端接到555芯片的6脚，就符合按下后让继电器J导通并保持的功能。 $$