- 数字电路及其应用复习资料
- 发布日期时间：2007-1-14 来源：网络 点击数： 作者：佚名
号相比略有不同，增加了一个类似方框的图形，该图形正是代表斯密特触发器一个重要的滞后特性。当把CD4093两个输入端并接成非门时，它们的输入、输出特性如图26所示。其中图26的上部位置代表输入信号；图26的下部位置代表输出波形。从图中看出，当输入电压V1上升到VT＋电平时，触发器翻转，输出负跳变；过了一段时间输入电压回降到VT＋电平时，输出并不回到初始状态而需输入V1继续下降到VT－电平时，输出才翻转至高电平（正跳变），这种现象称它为滞后特性，VT＋—VT－=△VT.△VT称为斯密特触发器的滞后电压。△VT与IC的电源电压有关，当电源电压提高时，△VT略有增加，一般△VT值在3V左右。因斯密特触发器具有电压的滞后特性，常用它对脉冲波形整形，使波形的上升沿或下降沿变得陡直；还可以用它作电压幅度鉴别。在数字电路中它也是很常用的器件。
图27是一种用开关K产生单脉冲的原理图。当按下按键开关K时，我们虽然感觉不到开关触点的抖动，但是因实际存在抖动而使K的输出端产生多个脉冲，为了消除开关的抖动，使用了图28的消除开关抖动的电路。图中注明了电路的组成和各点的输出波形。电路中R1是上拉电阻。R2是C1的泄放电阻，R3、C1为常数，决定C点波形的前沿和后沿状态。R4、D1和R5是斯密特触发电路输入、输出必需的延迟反馈元件。该电路是一种消除开关抖动的单脉冲发生器典型电路。
（7）CD4060时钟脉冲发生器。CD4060（IC）是一种带有振荡器的14级分频器电路。用作振荡器时需外接R、C元件或石英晶体和电容器。如图29所示。有关CD4060的详细资料，本报已介绍过多次，这里不再重复。
湖北王绍华成都遥约
数字电路及其应用（九）
1999年电子报第24期
（8）数码显示中的时钟信号。图30是数码显示的完整电路图。该电路是取自工程上一种多点检测控制箱的部分电路。由图可知，数码显示不仅可用在计数上，更多的还是其它用途。在图30中，IC1是数码显示用的时钟信号发生器，IC2是人工检测（数码显示）的单脉冲发生器电路，IC3是计数器，IC4是BCD－7段译码器和LED的驱动器。
CD4060（IC1）时钟信号发生器。数码显示用的时钟信号是由使用场合决定的，如工厂中产品自动计数是由光电传感器产生时钟信号，在这里是由脉冲发生器IC1产生的时钟信号。该发生器的脉冲周期T=2.2R2C1，设置为两秒钟，即LED计数显示每两秒钟变化读数一次。
电路中，CD4093（IC2）和开关K3共同组成供自检用的单脉冲发生器。触动一次K3，IC2的1脚接地一次，便在R4端产生一个脉冲（负的），为了消除开关通断的抖动，再利用斯密特与非门IC2对1脚上的脉冲信号整形，然后由IC2的10脚输出整形后的单脉冲信号（具体工作原理见上期介绍）。将开关K2闭合，由人工不断触动K3，IC210脚输出的信号加到IC3的CP端9脚，结果LED就显示出K3的闭合次数（0～9），达到人工检测数显示电路是否正常工作的目的。若将IC1中的电阻R2用电位器（200kΩ）代换，即可调节LED的显示速度。图31是数码显示的面板图。其中K1、K2是互锁按键开关，K3是不带锁的按键开关。工作时，按下“循测”键则自动计数显示；检测时按下“人工”键，再触动K3，LED就随K3触动而显示。湖北王绍华成都遥约
数字电路及其应用（十）
1999年电子报第25期
四、LED数码显示的应用已介绍过的数码显示电路只需配上相应的器件，就可组成多路监示的报警装置。图32是取自工程上一种10路报警系统的原理框图。其中的LED数码显示电路具有两种功能，1.发出BCD码，供多路报警循测开关的接通信号。设定每个开关接通两秒钟，然后断开，20秒钟一个接通循环。2.LED显示0～9个数，用来指示各路报警传感器的位号，以便发出报警声时，用户可从LED上看出报警点的位置。以下分别介绍各框图的组成。有关LED数码显示电路已作过详细介绍，这里不再复述。
1.CD4067模拟开关。数字电路中模拟开关是很有用的器件，用它来切换数字信号的传输是十分方便的。模拟开关的等效电路如图33所示。该图中0～n是开关的位，A代表开关的公共端刀，它等效一个单刀多位开关。各开关的切换是由BCD码作指令，BCD码的每四位二进制码可对应一个开关的接通，其余开关都断开。各开关都可双向传输信号，即各开关允许从n线到1线的信号传送（输入/输出）或1线到n线的分离（输出/输入），以及允许信号的并/串转换。开关所需的BCD码由外部电路产生，并称BCD码为外部地址输入信号。
图34是一种集成模拟开关器件CD4067的引脚图。CD4067是单16路（单刀16位）模拟开关，各开关由外部输入二进制的地址码A、B、C、D来切换。其中脚10、{11}、{14}和{13}是地址码A、B、C、D的输入端；脚2～{11}和{16}～{23}是开关的输入/输出端（开关位）；脚1是开关的输出/输入公共端（开关刀）；脚{15}为控制端，低电平有效（选通），高电平禁止（开关开路）。CD4067的真值表如附表所示。4位二进制码A、B、C、D共有16种状态，所以可以控制16个开关的通断。从真值表上看出，CD4067的工作方式和图33介绍的完全相同，不过实际的IC多了一个控制端口{15}INH.这种模拟开关具有低的导通电阻和高的断开电阻，被传输的数字信号幅度为3V～15V. 2.多路报警传感器和讯响器这里各路设置的报警传感器依用户按要求设定，所以难以详细介绍，不过可以介绍其要求。不管设置何种传感器，如防盗的振动或断线传感器；防火的感烟传感器；家用或商用的燃气气敏传感器等，都要作数字化处理，即报警时，传感器的输出应输出高电平（≥12V），以保证传感器的报警信号可以远距离传送。如图35防盗的断线传感器，当A、B两点的布线一旦断开，A点就输出高电平（12V）的报警信号，再通过CD4067的输出到讯响器上。报警用的高响度讯响器，本报均有过介绍。
本10路报警装置与CD4067有关的电路如图36所示。它可用于仓库、石油液化站，当然也可以用于多居室别墅的防盗系统，不同的场所使用不同种类的传感器。各传感器设在需要的地方，报警电路安装在一个箱内作为监测箱挂在室内（工程上称为中心控制室）。一旦出现报警声，从监测箱的LED显示中即可查到报警位置。值得注意，因CD4067的外部地址码是二/十进制的BCD码，所以控制的报警路数最多10路，余有6路空着不同。实际使用时，也可按需要设置报警路数，这种情况下，由LED数码显示电路产生的10路循测信号也无需更改，未用上的循测信号，作空位运行。
湖北王绍华成都遥约
数字
图27是一种用开关K产生单脉冲的原理图。当按下按键开关K时，我们虽然感觉不到开关触点的抖动，但是因实际存在抖动而使K的输出端产生多个脉冲，为了消除开关的抖动，使用了图28的消除开关抖动的电路。图中注明了电路的组成和各点的输出波形。电路中R1是上拉电阻。R2是C1的泄放电阻，R3、C1为常数，决定C点波形的前沿和后沿状态。R4、D1和R5是斯密特触发电路输入、输出必需的延迟反馈元件。该电路是一种消除开关抖动的单脉冲发生器典型电路。
（7）CD4060时钟脉冲发生器。CD4060（IC）是一种带有振荡器的14级分频器电路。用作振荡器时需外接R、C元件或石英晶体和电容器。如图29所示。有关CD4060的详细资料，本报已介绍过多次，这里不再重复。
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数字电路及其应用（九）
1999年电子报第24期
（8）数码显示中的时钟信号。图30是数码显示的完整电路图。该电路是取自工程上一种多点检测控制箱的部分电路。由图可知，数码显示不仅可用在计数上，更多的还是其它用途。在图30中，IC1是数码显示用的时钟信号发生器，IC2是人工检测（数码显示）的单脉冲发生器电路，IC3是计数器，IC4是BCD－7段译码器和LED的驱动器。
CD4060（IC1）时钟信号发生器。数码显示用的时钟信号是由使用场合决定的，如工厂中产品自动计数是由光电传感器产生时钟信号，在这里是由脉冲发生器IC1产生的时钟信号。该发生器的脉冲周期T=2.2R2C1，设置为两秒钟，即LED计数显示每两秒钟变化读数一次。
电路中，CD4093（IC2）和开关K3共同组成供自检用的单脉冲发生器。触动一次K3，IC2的1脚接地一次，便在R4端产生一个脉冲（负的），为了消除开关通断的抖动，再利用斯密特与非门IC2对1脚上的脉冲信号整形，然后由IC2的10脚输出整形后的单脉冲信号（具体工作原理见上期介绍）。将开关K2闭合，由人工不断触动K3，IC210脚输出的信号加到IC3的CP端9脚，结果LED就显示出K3的闭合次数（0～9），达到人工检测数显示电路是否正常工作的目的。若将IC1中的电阻R2用电位器（200kΩ）代换，即可调节LED的显示速度。图31是数码显示的面板图。其中K1、K2是互锁按键开关，K3是不带锁的按键开关。工作时，按下“循测”键则自动计数显示；检测时按下“人工”键，再触动K3，LED就随K3触动而显示。湖北王绍华成都遥约
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1999年电子报第25期
四、LED数码显示的应用已介绍过的数码显示电路只需配上相应的器件，就可组成多路监示的报警装置。图32是取自工程上一种10路报警系统的原理框图。其中的LED数码显示电路具有两种功能，1.发出BCD码，供多路报警循测开关的接通信号。设定每个开关接通两秒钟，然后断开，20秒钟一个接通循环。2.LED显示0～9个数，用来指示各路报警传感器的位号，以便发出报警声时，用户可从LED上看出报警点的位置。以下分别介绍各框图的组成。有关LED数码显示电路已作过详细介绍，这里不再复述。
1.CD4067模拟开关。数字电路中模拟开关是很有用的器件，用它来切换数字信号的传输是十分方便的。模拟开关的等效电路如图33所示。该图中0～n是开关的位，A代表开关的公共端刀，它等效一个单刀多位开关。各开关的切换是由BCD码作指令，BCD码的每四位二进制码可对应一个开关的接通，其余开关都断开。各开关都可双向传输信号，即各开关允许从n线到1线的信号传送（输入/输出）或1线到n线的分离（输出/输入），以及允许信号的并/串转换。开关所需的BCD码由外部电路产生，并称BCD码为外部地址输入信号。
图34是一种集成模拟开关器件CD4067的引脚图。CD4067是单16路（单刀16位）模拟开关，各开关由外部输入二进制的地址码A、B、C、D来切换。其中脚10、{11}、{14}和{13}是地址码A、B、C、D的输入端；脚2～{11}和{16}～{23}是开关的输入/输出端（开关位）；脚1是开关的输出/输入公共端（开关刀）；脚{15}为控制端，低电平有效（选通），高电平禁止（开关开路）。CD4067的真值表如附表所示。4位二进制码A、B、C、D共有16种状态，所以可以控制16个开关的通断。从真值表上看出，CD4067的工作方式和图33介绍的完全相同，不过实际的IC多了一个控制端口{15}INH.这种模拟开关具有低的导通电阻和高的断开电阻，被传输的数字信号幅度为3V～15V. 2.多路报警传感器和讯响器这里各路设置的报警传感器依用户按要求设定，所以难以详细介绍，不过可以介绍其要求。不管设置何种传感器，如防盗的振动或断线传感器；防火的感烟传感器；家用或商用的燃气气敏传感器等，都要作数字化处理，即报警时，传感器的输出应输出高电平（≥12V），以保证传感器的报警信号可以远距离传送。如图35防盗的断线传感器，当A、B两点的布线一旦断开，A点就输出高电平（12V）的报警信号，再通过CD4067的输出到讯响器上。报警用的高响度讯响器，本报均有过介绍。
本10路报警装置与CD4067有关的电路如图36所示。它可用于仓库、石油液化站，当然也可以用于多居室别墅的防盗系统，不同的场所使用不同种类的传感器。各传感器设在需要的地方，报警电路安装在一个箱内作为监测箱挂在室内（工程上称为中心控制室）。一旦出现报警声，从监测箱的LED显示中即可查到报警位置。值得注意，因CD4067的外部地址码是二/十进制的BCD码，所以控制的报警路数最多10路，余有6路空着不同。实际使用时，也可按需要设置报警路数，这种情况下，由LED数码显示电路产生的10路循测信号也无需更改，未用上的循测信号，作空位运行。
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