數(shù)字集成電路輸入方式

數(shù)字集成電路輸入方式數(shù)字集成電路的輸入方式一、實(shí)訓(xùn)目的通過(guò)本實(shí)訓(xùn)能使同學(xué)掌握各種方式的輸入連接及應(yīng)用場(chǎng)合，鞏固對(duì)數(shù)字集成電路輸入?yún)?shù)的理解，使同學(xué)們能在今后的實(shí)踐中靈活引用。數(shù)字集成電路輸入方式二、實(shí)訓(xùn)要求掌握開(kāi)關(guān)輸入方式掌握開(kāi)關(guān)晶體管輸入方式了解光電耦合輸入方式掌握施密特觸發(fā)器輸入方式了解輸入端保護(hù)數(shù)字集成電路輸入方式三、實(shí)訓(xùn)原理數(shù)字集成電路輸入方式數(shù)字電路應(yīng)用實(shí)例（一）數(shù)字集成電路輸入方式數(shù)字電路應(yīng)用實(shí)例（二）數(shù)字集成電路輸入方式說(shuō)明：在這二個(gè)實(shí)例中，除數(shù)字集成電路外，還有眾多的外圍電路，這包括輸入電路和輸出電路，有了這些電路，數(shù)字集成電路才能發(fā)揮應(yīng)有的作用，今天就介紹輸入電路部分?jǐn)?shù)字集成電路輸入方式實(shí)訓(xùn)原理：理論上數(shù)字電路的邏輯“0”、“1”所對(duì)應(yīng)的電平分別為：0V和+5V。但實(shí)際輸入不可能為這樣理想的電平，也沒(méi)有這樣的必要。實(shí)際的數(shù)字電路請(qǐng)查閱有關(guān)集成電路手冊(cè)，現(xiàn)以74LS00為例，加以說(shuō)明，有幾個(gè)參數(shù)對(duì)我們連接十分重要。數(shù)字集成電路輸入方式74LS00的技術(shù)參數(shù)表推薦工作條件

數(shù)字集成電路輸入方式電氣特性：滿足自然通風(fēng)時(shí)的工作溫度范圍數(shù)字集成電路輸入方式電氣特性：滿足自然通風(fēng)時(shí)的工作溫度范圍數(shù)字集成電路輸入方式動(dòng)態(tài)特性：Vcc=5V,TA=25oC數(shù)字集成電路輸入方式輸入電壓必須滿足電壓參數(shù)和的要求，也就是說(shuō)，輸入為“0”時(shí)，電壓應(yīng)當(dāng)在與地電位之間，輸入為“1”時(shí)，電壓應(yīng)當(dāng)在2V和電源電壓之間，否則數(shù)字集成電路的工作就會(huì)出現(xiàn)異常，由于輸入電路內(nèi)部均含有一定的電阻，且輸入電流不能為零，由于電阻上的壓降，實(shí)際到達(dá)數(shù)字電路輸入端的電壓不一定能滿足要求，一定在注意輸入電路電阻對(duì)電路的影響。輸入信號(hào)的要求主要是：數(shù)字集成電路輸入方式一、機(jī)械開(kāi)關(guān)輸入方式通常的開(kāi)頭有二種類型：?jiǎn)蔚峨p擲單刀單擲型，數(shù)字集成電路輸入方式單刀雙擲開(kāi)關(guān)

直接連接電源

開(kāi)頭接+5V時(shí)，輸入為“1”，開(kāi)頭接地時(shí)，輸入為“0”，這種接法要注意二種狀態(tài)切換時(shí)，輸入為來(lái)穩(wěn)定狀態(tài)，可能會(huì)造成許多不能預(yù)了的后果。

數(shù)字集成電路輸入方式單刀單擲（接地）開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電阻R將輸入端拉為高電位，輸入為“1”，而開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，輸入端接地，輸入為“0”。

當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，為保證輸入VI>VIH,由于集成電路器件的IIH很小，電阻R的取值范圍很大，一般TTL電路取幾千歐至幾萬(wàn)歐，COMS電路取幾萬(wàn)歐至數(shù)十萬(wàn)歐。數(shù)字集成電路輸入方式單刀單擲（接正電源）

開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電阻R將輸入端電位拉為低電平，輸入為“0”，反之為高電平。R必須小于“關(guān)門(mén)電阻”ROFF,對(duì)于TTL器件，ROFF為700歐，而對(duì)CMOS器件，ROFF可達(dá)數(shù)十萬(wàn)歐。數(shù)字集成電路輸入方式指出開(kāi)關(guān)連接的錯(cuò)誤原因數(shù)字集成電路輸入方式指出開(kāi)關(guān)連接的錯(cuò)誤原因數(shù)字集成電路輸入方式指出開(kāi)關(guān)連接的錯(cuò)誤原因數(shù)字集成電路輸入方式指出開(kāi)關(guān)連接的錯(cuò)誤原因數(shù)字集成電路輸入方式二、撥碼開(kāi)關(guān)數(shù)字集成電路輸入方式1位撥碼開(kāi)關(guān)內(nèi)部接線撥碼開(kāi)關(guān)實(shí)際上是一個(gè)4刀10擲開(kāi)關(guān)，在許多控制設(shè)備中常用于設(shè)定一些具體的數(shù)值，如溫度、繞圈的匝數(shù)、速度等，使用中，操作者可根據(jù)需要來(lái)改變?cè)O(shè)定，撥碼開(kāi)關(guān)分別有5根引線，分別為A、8、4、2、1。其中A為公共線，而8、4、2、1分別為四個(gè)開(kāi)關(guān)的引腳，按8421碼的規(guī)律與A線接通。數(shù)字集成電路輸入方式撥碼開(kāi)關(guān)接線方式之一使用時(shí)，將撥碼開(kāi)關(guān)的四個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼，直接實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。數(shù)字集成電路輸入方式三、干簧管干簧管是一種非接觸性機(jī)械開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)被封裝在玻璃管內(nèi)，當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，管內(nèi)有二簧片被磁化，從而接通或斷開(kāi)觸點(diǎn)。數(shù)字集成電路輸入方式干簧管應(yīng)用舉例（水泵控制）儲(chǔ)水箱內(nèi)的塑料管內(nèi)安裝兩只干簧管，塑料管外套一塊組裝在浮子內(nèi)的環(huán)型形永久磁鐵，能隨水位的高低而上下浮動(dòng)，要求設(shè)計(jì)的電路能夠在水位低于低水位時(shí)啟動(dòng)水泵供水，高于高水位時(shí)，關(guān)閉水泵，停止向水向內(nèi)供水。數(shù)字集成電路輸入方式控制電路這是一個(gè)由基本RS觸發(fā)器及外圍電路組成的自動(dòng)控制電路，數(shù)字集成電路輸入方式干簧管應(yīng)用舉例（水泵控制）數(shù)字集成電路輸入方式控制電路和水泵工作情況磁鐵位置觸發(fā)器G1、G2輸出水泵工作狀態(tài)水位情況低水位干簧管處1、0工作、供水低水位高低水位之間上升1、0工作、供水水位上升高水位0、1停止工作高水位高低水位之間上升0、1停止工作水位下降數(shù)字集成電路輸入方式晶體管作為數(shù)字集成電路的輸入時(shí)，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，分為晶體管飽和導(dǎo)通和截止情況.4、開(kāi)關(guān)晶體管輸入方式數(shù)字集成電路輸入方式NPN型晶體管對(duì)NPN型晶體管，管子截止時(shí)，輸出為邏輯“1”狀態(tài)，管子導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓為左右，即邏輯“0”狀態(tài)，R1的阻值大小必須保證當(dāng)管子飽和時(shí)，能達(dá)到飽和狀態(tài)。數(shù)字集成電路輸入方式PNP型晶體管對(duì)PNP型晶體管，使用時(shí)的狀態(tài)與NPN型的管子情況相反，但同樣也能保證電阻R3能使管子飽和導(dǎo)通；管子截止時(shí)，R4阻值必須小于“關(guān)門(mén)電阻”，對(duì)TTL電路，一般為500歐。數(shù)字集成電路輸入方式3、光電管光電耦合器是以光為媒體傳輸電信號(hào)的一種“電-光-電”轉(zhuǎn)換隔離器件。它由發(fā)光器和光敏器件兩部分組成。把發(fā)光器件與光敏器件組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離，光線不通過(guò)外界媒體，數(shù)字集成電路輸入方式分離型光電管有把發(fā)光器件與光敏器件分開(kāi)，光線要通過(guò)外界媒體才能到達(dá)對(duì)方。數(shù)字集成電路輸入方式光電管的作用不管是哪種類型，發(fā)光器件都作為輸入回路，它將電能轉(zhuǎn)換成光能，光敏器件為輸出回路，將光能再轉(zhuǎn)換成電能。實(shí)現(xiàn)了兩部分電路之間能傳遞信號(hào)但電氣上被隔離開(kāi)來(lái)，從而可有效的實(shí)現(xiàn)高低電壓的分離及電氣干擾。數(shù)字集成電路輸入方式光電耦合器的外觀 光電耦合器的外觀大多為淺黃色或白色，市面上見(jiàn)到淺黃色或白色封裝的集成電路幾乎都是光電耦合器。數(shù)字集成電路輸入方式光電耦合器分類光電耦合器中的發(fā)光器件為紅外發(fā)光二極管，而光敏器件有多種類型，根據(jù)光敏器件的不同，可分為光敏二極管型、光敏晶體管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光敏達(dá)林頓弄等。數(shù)字集成電路輸入方式光電耦合器的使用使用硅光敏晶體管型光電耦合器作數(shù)字集成電路輸入時(shí)，與普通晶體管使用方法相同。數(shù)字集成電路輸入方式光電耦合輸入的典型應(yīng)用 數(shù)字集成電路輸入方式光電耦合器的型號(hào)（1）TLP521-1/TLP521-2/TLP521-4，分別是每個(gè)封裝內(nèi)包含1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)光電耦合器，由HP公司和日本東芝公司生產(chǎn)。（2）4N系列，如4N25、4N32等，由Motorola公司生產(chǎn)。（3）MOC30系列，如MOC3010、MOC3021、MOC3041等，為晶閘管驅(qū)動(dòng)輸出。（4）6N137，由HP公司生產(chǎn)，用于高速數(shù)據(jù)。數(shù)字集成電路輸入方式TLP521-1光電耦合器的參數(shù)數(shù)字集成電路輸入方式4、施密特觸發(fā)器的輸入方式數(shù)字集成電路中各器件都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，對(duì)輸入信號(hào)也要求是邏輯量狀態(tài)。但是實(shí)際的輸入信號(hào)往往并不是理想脈沖波形，甚至輸入信號(hào)是一種緩慢變化的波形。數(shù)字集成電路輸入方式施密特觸發(fā)器這種波形加在普通的數(shù)字集成電路的輸入端時(shí)，輸入就會(huì)有一段較長(zhǎng)的時(shí)間處于“邏輯不明區(qū)”。此時(shí)，本應(yīng)工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的器件可能會(huì)在放大狀態(tài)，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)故障數(shù)字集成電路輸入方式施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器的輸入電路是一種內(nèi)部帶有正反饋的特殊結(jié)構(gòu)，它的輸入可以不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平，而輸出為標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平。數(shù)字集成電路輸入方式施密特反相器74LS14的電壓轉(zhuǎn)移特性其邏輯功能為反器，當(dāng)輸入電壓升高，達(dá)到并超過(guò)VT+（）時(shí)，輸出為低電平，而輸入電壓降低至VT-（）后，輸出為高電平。而VT+-VT-的差值稱為回差。數(shù)字集成電路輸入方式施密特反相器應(yīng)用實(shí)例分析電茶水爐自動(dòng)控制器溫度檢測(cè)電路要求：自動(dòng)控制電茶水爐的加熱器，當(dāng)水燒開(kāi)后（1000C）自動(dòng)停止加熱，當(dāng)溫度降到70oC以下時(shí)，自動(dòng)接通電路加熱。數(shù)字集成電路輸入方式MF58-502-3540型熱敏電阻使用熱敏電阻檢測(cè)水溫是較為簡(jiǎn)單的溫度檢測(cè)方式，本例采用MF58-502-3540型熱敏電阻，阻值與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示：數(shù)字集成電路輸入方式電路原理圖數(shù)字集成電路輸入方式電路原理圖說(shuō)明輸出采用復(fù)合管驅(qū)動(dòng)微型繼電器，由于微型繼電器不能直接驅(qū)動(dòng)大功率加熱器，所以采用微型繼電器驅(qū)動(dòng)交流接觸器，由交流接觸器驅(qū)動(dòng)加熱器。數(shù)字集成電路輸入方式5、輸入端保護(hù)措施

在某些場(chǎng)合中數(shù)字集成電路的輸入電壓有可能超過(guò)允許范圍造成器件的損壞。為防止輸入電壓超出范圍，可以采用鉗位二極管保護(hù)。數(shù)字集成電路輸入方式輸入端的保護(hù)當(dāng)輸入電壓高于電源電壓時(shí)，二極管VD1導(dǎo)通，使輸入端電壓鉗制在VCC；而當(dāng)輸入電壓出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，二極管VD2導(dǎo)通，使輸入端電壓鉗制在VCC左右。數(shù)字集成電路輸入方式輸入端的保護(hù)圖中電阻為限流保護(hù)，阻值越大越好，但過(guò)大的阻值會(huì)產(chǎn)生較大的電壓降，影響輸入信號(hào)的電位，一般TTL電路使用100歐，CMOS電路選用1千歐。數(shù)字集成電路輸入方式四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1、對(duì)簡(jiǎn)易水泵控制電路進(jìn)行進(jìn)一步分析，是否還存在不足之處，如何改進(jìn)？畫(huà)出線路圖。2、請(qǐng)查閱有關(guān)干簧管的型號(hào)、種類以及參數(shù)，并以表格的形式寫(xiě)入實(shí)訓(xùn)報(bào)告。3、請(qǐng)查閱型號(hào)為4N35的管子的功能、參數(shù)及集成電路的引腳功能。數(shù)字集成電路輸入方式實(shí)訓(xùn)內(nèi)容4、識(shí)圖訓(xùn)練，下圖為一種觸摸延時(shí)燈電路，當(dāng)人手觸摸金屬片M時(shí)燈亮，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，自動(dòng)熄滅，可用于公共場(chǎng)所（如樓道）的照明，可根據(jù)圖說(shuō)明電路工作過(guò)程，并說(shuō)明如何調(diào)節(jié)才能改變燈亮的時(shí)間，并用具體的電路實(shí)施。數(shù)字集成電路輸入