电工报告基本知识

基本原理：

利用光敏电阻及其电桥产生差分信号，经过运算放大器进行放大，经过稳压后，触发稳压二极管，作为激发信号。

运算放大器和电容电阻组合，作为积分电路，延缓输出信号，实现二极管的延时。 通过控制选择电阻，实现改变延时。控制电路由数字芯片组成。

Teil eins：光敏电阻及差分信号：

光敏电阻为负光敏系数，暗阻100K，亮阻10K。所选其他电阻为50k。

当光线较强时，R1为低阻，R2分压大，输出较高信号；当光线较弱时，R1为高阻，R2分压低，输出较低信号。控制信号传入第二级放大器中。

Teil zwei：集成运算放大电路

由一级差分信号作为信号源，进行放大。 由图可见，当a端口输出信号高于b时：

Va=Vb，I→0，所以b端口的电流ib1方向如图所示。此电流流过R1010，其电压在此电阻有从右往左的电压降落。所以c端电压为高电压。Vc=Va+ib1R1010。Q2为基级跟随器，此时输出高电压。

当b端口高于a级电压时：

由Va=Vb，I→0，所以b端电流ib2方向如图所示。此电流流过R1010，其电压在此电阻有从左往右的电压降落。所以c端电压为高电压。Vc=Va-ib2R1010。Q2输出低电压。

与第一级结合，当光线强的时候，VaVb, Q2输出高电压。

Ib1

C

a b

Teil drei：单限比较器 由V+=V-，i→0得：

1. 当Vd为低电压时，前级电路为高阻态，电流经R7入地，Id1方向如图所示，稳压二极管

打不开，输出为高阻态；

2. 当Vd为高电压时，Id2方向如图所示，稳压二极管击穿，e端输出低电位。Vd=0-V反。V反

=4.3（稳压管击穿电压）+0.7（开启电压）V=5V.

Id1 Id2

e

d

Teil vier：积分电路

1. 当前级输出为高阻态时，电容两端电压均为0（由后级可知），此时电路稳定。

2. 当前级e输出为低电位时，有流入f的电流If，方向如图示；此时有流过Rc由右往左的

电流，Rc右端高于左端。由V+=V-，i→0得：所以Rc右端（即电容C右端）是高电位，输出高电位。

3. 但这个过程需要被RC控制，即有缓冲作用。此缓冲起到延时作用。

4. τ=RC,其时间由电容和电阻共同控制。通过更换与电容串联的电阻来改变时间参数。 5. 电容C=400μF，电阻预设值：

f

Teil funf：输出端（灯泡）

发光二极管led，当前级输出高电位发光。

*对于延时的控制：

用到的芯片：

1. 74LS161同步16进制计数器 2. 74LS138 3—8线译码器

3. 74LS48 共阳极7段LED译码器 4. 共阳极7段LED显示器。

Teil eins：74LS161同步16进制计数器：74LS161为二进制同步计数器，具有同步预置数、异步清零以及保持等功能。

74LS161为二进制同步计数器，具有同步预置数、异步清零以及保持等功能。 一、74LS161引脚图

CPD0

D1

D2D3CTP

注：QCC=CTr·Q0·Q1·Q2·Q3

从功能表的第一行可知，当CR＝0（输入低电平），则不管其他输入端（包括CP端）状态如何，四个数据输出端QA、QB、QC、QD全部清零。由于这一清零操作不需要时钟脉冲CP配合（即不管CP是什么状态都行），所以CR为异步清零端，且低电平有效，也可以说该计数器具有“异步清零”功能。

从功能表的第二行可知，当CR＝1且LD＝0时，时钟脉冲CP上升沿到达，四个数据输出端QA、QB、QC、QD同时分别接收并行数据输入信号a、b、c、d。由于这个置数操作必须有CP上升沿配合，并与CP上升沿同步，所以称那么该芯片具有“同步置数”功能。

从功能表的第三行可知，当LD＝CR＝1，CTr＝CTp＝1时，则对计数脉冲CP实现同步十进制加计数；而从功能表的第四行又知道，当CR＝LD＝1时，只要CTr和ENP中有一个为0，则不管CP状态如何（包括上升沿），计数器所有数据输出都保持原状态不变。因此，CTr和CTp应该为计数控制端，当它们同时为1时，计数器执行正常同步计数功能；而当它们有一个为0时，计数器执行保持功能。 另外，进位输出QCC= CTr·Q0·Q1·Q2·Q3表明，进位输出端仅当计数控制端CTr＝1且计数器状态为15时它才为1，否则为0

Vcc作为电源信号；

Cr为清零选项，低电平有效；

CP为时钟信号，此片为时钟上升沿触发，每进一个时钟脉冲，计数量增加一个。 ABCD为输入端，LD为低电平有效的置数端，低电平时，QAQBQCQD装入ABCD的值。 计数项由0——15.

S1 S2为选通端，正常使用时接高。

*74LS161为同步计数器，当Cr、LD为低电平时，即刻完成清零或置数。

Teil zwei：74LS138芯片工作原理

编辑

①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2))和(/E3)）为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。

②利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。

Teil drei：74LS48芯片

1）输入：8421BCD码，用A3 A2 A1 A0表示（4位）。 2）输出：七段显示，用Ya ~ Yg 表示（7位） 3）逻辑符号：

7448七段显示译码器编辑

7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能。 7448的功能表如表5.3.4所示，它有3个辅助控制端LT、RBI、BI/RBO,现简要说明如下：

灭灯输入BI/RBO

BI/RBO是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。当BI/RBO作输入使用且BI=0时，无论其它输入端是什么电平，所有各段输入a～g均为0，所以字形熄灭。

试灯输入LT

当LT=0时，BI/RBO是输出端，且RBO=1，此时无论其它输入端是什么状态，所有各段输出a～g均为1,显示字形8。该输入端常用于检查7488本身及显示器的好坏。

表5.3.4 7488功能表

动态灭零输入RBI编辑

当LT=1，RBI=0且输入代码DCBA=0000时，各段输出a～g均为低电平，与BCD码

相应的字形熄灭，故称“灭零”。利用LT=1与RBI=0可以实现某一位的“消隐”。此时BI/RBO是输出端，且RBO=0。

动态灭零输出RBO编辑

BI/RBO作为输出使用时，受控于LT和RBI。当LT=1且RBI=0，输入代码DCBA=0000时，RBO=0；若LT=0或者LT=1且RBI=1，则RBO=1。该端主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。

从功能表还可看出，对输入代码0000，译码条件是：LT和RBI同时等于1，而对其它输入代码则仅要求LT=1，这时候，译码器各段a～g输出的电平是由输入BCD码决定的，并且满足显示字形的要求。

Teil Vier：电路工作原理：

用按钮作为时钟信号触发源，控制74LS161计数。设置6个档位，每个继电器控制一个电阻的选通，与电容相连，达到控制延时的目的。

由于设置6个档位，且0档位作为停止位，又因为74LS161为同步计数器，故对第一级74LS161的要求是：当输出端达到7则触发Cr清零。

7二进制码为0111，故将QAQBQC接入三输入与非门，作为清零信号。 并将QAQBQC与3-8线译码器链接，译成十进制码输出。

因为0档位为停止位，所以接入Y1-Y6作为输出信号。每个信号与一个电磁继电器相连，由于选通时为低电压，故继电器线圈的另一端接入高电平。

为了显示选通的档位，将QAQBQC的信号接入74LS48，译成七段LED码，接入共阳极七段ＬＥＤ显示器进行显示。

另外，设置了复位端，即与ＣＲ清零信号相连的复位端。

Ｔｅｉｌ

Ｆｕｎｆ

：工作电路效果：

两部分结合进行整体电路控制。电路图为：

ＰＣＢ制版后：