《數(shù)字電子技術》教案21

實踐任務6.1觸摸定時燈控開關設計PART01學習目標PART02任務描述PART03知識鏈接PART04實踐準備PART05工作計劃PART06任務實施PART07學習評價目錄學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價學習目標(1)掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

器的工作原理(2)掌握555定時器的

應用方法學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價為了節(jié)約用電，公共樓道內(nèi)的燈在沒人時關閉，有人觸摸相應燈控傳感器時燈才打開，并且在過幾秒鐘后自動關閉。為此，我們需要設計一種觸摸定時燈控開關來實現(xiàn)上述節(jié)約用電的目的。在完成任務的過程中，進一步掌握觸發(fā)器概念，了解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和555定時器的工作原理，掌握555定時器的應用方法。學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價①觸發(fā)器概念③555定時器的工作原理②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理知識鏈接學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，分別為0和1，所以觸發(fā)器也被稱為雙穩(wěn)態(tài)電路。與雙穩(wěn)態(tài)電路不同，單穩(wěn)態(tài)電路只有一個穩(wěn)定的狀態(tài)，這個穩(wěn)定的狀態(tài)要么是0，要么是1。單穩(wěn)態(tài)電路的特點分別如下：(1)電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)；(2)在外來觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)；(3)暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài)，經(jīng)過一段時間后，電路會自動由暫穩(wěn)態(tài)返

回到穩(wěn)態(tài)，且暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間與觸發(fā)脈沖無關，僅取決于電路本身的參數(shù)。學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在數(shù)字電路中一般用于：定時產(chǎn)生一定寬度的矩形波延時把輸入信號延遲一定時間后輸出整形把不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成寬度、幅度都相等的波形學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路圖（b）電壓波型圖電路的工作原理分析如下：(1)沒有觸發(fā)信號時電路工作在穩(wěn)態(tài)

學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理電路的工作原理分析如下：(2)外加觸發(fā)信號使電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)

微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路圖（b）電壓波型圖學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價②單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理電路的工作原理分析如下：(3)電容充電使電路由暫穩(wěn)態(tài)自動返回到穩(wěn)態(tài)

微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路圖（b）電壓波型圖學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價③555定時器的工作原理555定時器是一種用途廣泛的數(shù)字、模擬混合的中規(guī)模集成電路。定義作用通過外接少量元件，它可方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。種類常用的555定時器有TTL和CMOS兩類，它們的引腳編號和功能都是一致的。學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價③555定時器的工作原理555定時器的內(nèi)部電路由以下組成：組成分壓器簡單RS鎖存器放電三極管??緩沖器??其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。（a）電路（b）引腳圖555定時器的電路結(jié)構(gòu)

學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價③555定時器的工作原理

學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價③555定時器的工作原理

學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價③555定時器的工作原理555定時器功能表0

0導通11截止10導通1不變不變在觸摸開關按開關原理分類有電阻式觸摸開關和電容式觸摸開關，在本設計中，我們可以選擇電阻式觸摸開關，其工作原理如下圖所示。當手指觸摸到觸摸開關，手指相當于一個阻值很小的電阻，會有很小的電流流過手指，從而接通電路，使三極管的基極處在合適的工作電壓上。觸摸開關：學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價在設計觸摸定時燈控開關時，需要用到以下等模塊：觸摸開關單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，一個暫穩(wěn)態(tài)，在外加脈沖的作用下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到一個暫穩(wěn)態(tài)，在一定時間后又會回到穩(wěn)定狀態(tài)。555定時器可以用來實現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能，且555定時器芯片在電子市場上很容易買到。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價在555定時器中實現(xiàn)定時的方法就是外接電阻和電容，電阻和電容構(gòu)成的RC延時電路可以控制暫態(tài)回到穩(wěn)態(tài)的時長，從而達到定時的作用。定時電路：學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價工作組織因本任務相對簡單，因此以個人為單位，完成整個任務。工作方案制定項目具體實施步驟。工作用具準備設計類任務，無需工具準備。學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價第一步觸摸開關電路設計學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價第二步用555定時器芯片實現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能電路，并根據(jù)需要確定外接電阻和電容的大小，從而滿足燈控時長的需求555定時器芯片實現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能電路以及輸出波形圖如下所示：

學習目標任務描述知識鏈接實踐準備工作計劃任務實施學習評價第三步整合觸摸開關電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路和燈，