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1、1,第四章 用单稳态电路实现控制,马 勇 技术创新自编教案选,2,单稳态电路控制应用事例,自动 门,楼道自停照明灯,图4-1照相机自拍电路,3,单稳态电路的组成,信号输入电路,控制电路,执行电路,单稳态电路的组成,4,什么是单稳态电路 所谓单稳态电路就是具有两种状态的电路，其中一种是稳定的状态（稳态），另一种是暂时稳定的状态（暂稳态）。就像弹簧门一样。,弹簧门的关门是它的稳定状态，开门是它的暂时稳定状态，外力一撤，门就会自动恢复稳定状态。如果用单稳态电路控制门，那就不需要弹簧了，开门后，过几秒钟（时间由你定）门会自动关上，如果在单稳态电路的输入端加上红外传感器，那门就是全自动的了。,5,让我们
2、做个实验,电容充放电电路（充电是稳态由电路自动维持，放电是暂稳态,由外力按开关维持。),6,单稳态电路的实质,人们巧妙地应用了电容的充放电特性，发明了单稳态电路。 延时时间：T = nRC(秒) n为一常数 利用单稳态电路可以实现： 实时控制自动恢复、定时控制、延时控制等多种功能。,7,以555集成电路为核心和少量元器件组成的单稳态电路-自动延时照明灯原理图,开关SB没有按下时，3脚输出低电平，灯不亮，电路处于稳态。,8,工作过程： 按一下SB，2脚输入一个低于1/3VDD脉冲，触发电路翻转到暂稳态，3脚输出高电平，灯泡H立即点亮延续几秒后自动熄灭。 同时，通过电阻R1开始给电容C1充电，当电
3、容两端电压充到2/3VDD时，电路又恢复到稳态，几乎同时，电容C1被放电。电路等待下次触发脉冲的到来，改变电路中电阻R1、电容C1的数值，可方便地调整延时时间。,单稳态电路的原理,9,下图是555集成电路管脚图,管脚图,10,单稳态电路的特点是：,1它有一个稳态和一个暂稳态； 2在外来脉冲信号作用下，能立即从稳态翻转到 暂稳态； 3暂稳态维持一段时间后，能自动返回到稳态。,11,应用实例 ：光控电动筛,光控电动筛： 该电路是在我们讲过的单稳态电路的基础上略加改进而来。,光控电动筛原理图,12,应用实例 ：光控电动筛,其中: RL是光敏电阻，光照射时阻值迅速减小，撤去光时，阻值迅速增大，该变化通
4、过2脚输入555集成电路，从而控制输出； 输出由灯泡改为三级管驱动的电动机以控制电动筛的运转。,13,使用元器件的规格、型号、要求请参照下表,14,使用元器件的规格、型号、要求请参照下表,15,制作过程：,（1） 焊接电阻： （2） 焊接集成电路座 （3） 焊接电容、微调电位器 （4）焊接三级管 （5） 焊接光敏电阻器（管脚留长些） （6） 焊接小电珠（先不接电动机） （7） 检查无误后焊接电池盒和集成电路。,16,调 试,1.将光敏电阻对光 2.聚光手电照射, 观察电珠情况 3.试验正常,换上 电动机,光控电动筛实物图,17,技术探究,1. 常见故障要会排除 提示：2脚电压、脚电压是关键。
5、.图4-5 实验电路图，只能使发光二极管亮，小灯泡都点不亮，为了能带动小灯泡，需用三级管做放大用，请设计有一只三级管的单稳态电路，要求延时一秒，并做出来实验效果。 3.除了NE555外，其它许多集成电路都可以构成单稳态电路，下面举出一例： 由4011的两个与非门、电阻R、电容C构成的单稳态电路 若需延时2秒，R、C该如何取？,18,CD4011引脚图,CD4011内部逻辑图,19,由4011的两个与非门构成的单稳态电路原理图,20,由4011的两个与非门构成的单稳态电路原理,电路没有触发信号时处于稳态，此时输入端U1为低电平，电容电压Uc充电到高电平，输出端U2为高电平。当输入端有一个正脉冲信号到来时，U1为高电平，门1输出低电平，但由于电容上存有高电平，使门2两输入端均为高电平，输出端U2变为低电平，电路处于暂稳态。 此时Uc通过R放电，由于电容存储的电量是有限的，随着放电的进行，Uc越来越低，当Uc变成低电位后，电路又恢复到原来状态。由此可见，电容的被充电（稳态）和自动放电（暂稳态）是形成单稳态电路的根本原因。,