PCB新手初学必备50个经典应用电路实例分析.doc

电路 1 简单电感量测量装置在电子制作和设计，经常会用到不同参数的电感线圈，这些线圈的电感量不像电阻那么容易测量，有些数字万用表虽有电感测量挡，但测量范围很有限。该电路以谐振方法测量电 感值，测量下限可达 10nH，测量范围很宽，能满足正常情况下的电感量测量，电路结构简单，工作可靠稳定，适合于爱好者制作。一、电路工作原理电路原理如图 1（a）所示。图 1 简单电感测量装置电路图该电路的核心器件是集成压控振荡器芯片 MC1648 ，利用其压控特性在输出 3 脚产生频 率信号，可间接测量待测电感 LX 值，测量精度极高。BB80 9 是变容二极管，图中电位器 VR1 对+15V 进行分压，调节该电位器可获得不同的电压输出，该电压通过 R1 加到变容二极管 BB80 9 上可获得不同的电容量。测量被测电感 LX 时，只需将 LX 接到图中 A、B 两点中，然后调节电位器 VR1 使电路谐振，在 MC1648 的 3 脚会输出一定频率的振荡信号，用频率计测量 C 点的频率值，就可通过计算得出 LX 值。电路谐振频率：f0 = 1/2LxC所以LX = 1/4 2 f 2C0式中谐振频率 f0 即为 MC1648 的 3 脚输出频率值，C 是电位器 VR1 调定的变容二极管的电容值，可见要计算 LX 的值还需先知道 C 值。为此需要对电位器 VR1 刻度与变容二极管 的对应值作出校准。为了校准变容二极管与电位器之间的电容量，我们要再自制一个标准的方形 RF（射频） 电感线圈 L0。如图 67(b)所示，该标准线圈电感量为 0.44H。校准时，将RF 线圈 L0 接在 图（a）的 A、B 两端，调节电位器 VR1 至不同的刻度位置，在 C 点可测量出相对应的测量 值，再根据上面谐振公式可算出变容二极管在电位器 VR1 刻度盘不同刻度的电容量。附表给出了实测取样对应关系。振荡频率（MHz）98766253433834变容二极管 C 值610152030405二、元器件选择集成电路 IC 可选择 Motoroia 公司的 VCO（压控振荡器）芯片。VR1 选择多圈高精度 电位器。其它元器件按电路图所示选择即可。三、制作与调试方法制作时，需在多圈电位器轴上自制一个刻度盘，并带上指针。RF 标准线圈按图（b）所 给尺寸自制。电路安装正确即可正常工作，调节电位器 VR1 取滑动的多个点与变容二极管的对应关系，可保证测量方便。该测量方法属于间接测量，但测量范围宽，测量准确，所以 对电子爱好者和实验室检测电感量有可取之处。该装置若固定电感可变成一个可调频率的信 号发生器。电路 2三位数字显示电容测试表广大电子爱好者都有这样的体会，中、高档数字万用表虽有电容测试挡位，但测量范围一般仅为 1pF20F，往往不能满足使用者的需要，给电容测量带来不便。本电路介绍的三 位数显示电容测试表采用四块集成电路，电路简洁、容易制作、数字显示直观、精度较高， 测量范围可达 1nF104F。特别适合爱好者和电气维修人员自制和使用。一、电路工作原理电路原理如图 2 所示。图 2 三位数字显示电容测试表 电路图该电容表电路由基准脉冲发生器、待测电容容量时间转换器、闸门控制器、译码器和显 示器等部分组成。待测电容容量时间转换器把所测电容的容量转换成与其容量值成正比的单稳时间 td。基准脉冲发生器产生标准的周期计数脉冲。闸门控制器的开通时间就是单稳时间 td。在td 时间 内，周期计数脉冲通过闸门送到后面计数器计数，译码器译码后驱动显示器显示数值。计数 脉冲的周期 T 乘以显示器显示的计数值 N 就是单稳时间 td，由于 td 与被测电容的容量成正 比，所以也就知道了被测电容的容量。图 2 中，集成电路 IC1B 电阻 R7R9 和电容 C3 构成基准脉冲发生器（实质上是一个无 稳多谐振荡器），其输出的脉冲信号周期 T 与 R7R9 和 C3 有关，在 C3 固定的情况下通过量程开关 K1 b 对 R7、R8 、R9 的不同选择，可得到周期为 11 s、1.1ms 和 11 ms 的三个脉冲 信号。IC1A、IC2 、R1R6、按钮 AN 及 C1 构成待测电容容量时间转换器（实质上是一个单 稳电路）。按动一次 AN，IC2B 的 10 脚就产生一个负向窄脉冲触发 IC1A，其 5 脚输出一次单高电平信号。R3R6 和待测电容 CX 为单稳定时元件，单稳时间 td=1.1 （R3R6）CX。IC4、IC2C、C5、 C6、 R10 构成闸门控制器和计数器，IC4 为 CD4553，其 12 脚是计数脉冲输入端，10 脚是计数使能端，低电位时 CD4553 执行计数，13 脚是计数清零端，上升沿有 效。当按动一下 AN 后，IC4 的 13 脚得到一个上升脉冲，计数器清零同时 IC2C 的 4 脚输出 一个单稳低电平信号加到 IC4 的 10 脚，于是 IC4 对从其 12 脚输入的基准计数脉冲进行计数 。当单稳时间结束后，IC4 的 10 脚变为高电平，IC4 停止计数，最后 IC4 通过分时传递方式把计数结果的个位、十位、百位由它的 9 脚、7 脚、6 脚和 5 脚循环输出对应的 BCD 码。IC3 构成译码器驱动器，它把 IC4 送来的 BCD 码译成十进制数字笔段码，经 R11R17 限流后直接驱动七段数码管。集成电路 CD4553 的 15 脚、1 脚、2 脚为数字选择输出端，经 R18R20 选择脉冲送到三极管 T1T3 的基极使其轮流导通，这两部分电路配合就完成了三位十进制数字显示。C7 的作用是当电源开启时在 R10 上产生一个上升脉冲，对计数器自动清零。 二、元器件选择电路中，IC1 选用 NE556；IC2 选用 CD4001 ；IC3 选用 CD4543 ；IC4 选用 CD4553。七段数码管可选用三字共阴极数码管。T1T3 选用 8550（或其它 PNP 型三极管）。 C1 不应大 于 0.01F，C3 选用小型金属化电容。R3R9 选用 1/8W 金属膜电阻。其他元器件没有特殊要求，按电路标注选择即可。 三、制作与调试方法整个电路安装好后可装在一个塑料盒内，将数码管和量程转换开关装在面板上。在制作和调试时，关键是要调出 11s 、1.1ms 和 11 ms 的三种标准脉冲信号，调试时需要借助一台 示波器，通过调整分别 R7 、R8 和 R9 等三个电阻的阻值，就可方便地得到这三个脉冲信号，电路中的 R7、R8 、R9 的阻值是实验数据仅供参考。电路其余部分无需调试，只要选择良好 器件，安装正确无误，并在量程转换开关处标注相应倍率，就可得到一个经济实用、准确可 靠的数字电容表。四、使用方法 在测试电容时，把计数结果乘以所用量程的倍率得到的数值就是被测电容的容量。例如 ，当基准脉冲周期为 1.1ms，定时电阻为 10K 时，量程倍率为 0.1F，若测一个标称容量为 4.7F的电容，按动一下 AN 后结果显示为 49，该电容的容量就为 490.1 F=4.9F。 需要说明的是，在使用 1pF999pF 量程时，由于分布电容的影响，测量结果减去分布电容值才是被测电容的准确值。可以这样测出该电容表的量程分布电容值，把量程打在1pF999pF 档，在不接被测电容的情况下，按动一下 AN 按钮，测的计数结果就是该挡的分布电容值，经实验该数值一般为 10pF 左右。 附表列出了各挡量程的组成关系。附 表基准脉冲周期定时电阻 R测量范围倍率11s10M1pF999pF1pF11s100K1nF9.99nF0.1nF11s10K10nF999nF1nF1.1ms10K1F99.9F0.1F11ms1K100F9990F10F电路 3市电电压双向越限报警保护器该报警保护器能在市电电压高于或低于规定值时，进行声光报警，同时自动切断电器电源，保护用电器不被损坏。该装置体积小、功能全、制作简单、实用性强。 一、电路工作原理电路原理如图 3 所示。图 3 市电电压双向越限报警保 护器电路图市电电压一路由 C3 降压，DW 稳压，VD6 、VD7、C2 整流滤波输出 12V 稳定的直流 电压供给电路。另一路由 VD1 整流、R1 降压、C1 滤波，在 RP1、RP2 上产生约 10.5V 电 压检测市电电压变化输入信号。门IC1A、IC1B 组成过压检测电路，IC1C 为欠压检测，IC1D 为开关，IC1E、IC1F 及压电陶瓷片 YD 等组成音频脉冲振荡器。三极管 VT 和继电器 J 等 组成保护动作电路。红色 LED1 作市电过压指示，绿色管 LED2 作市电欠压指示。市电正常时，非 IC1A 输出高电平，IC1B、IC1C 输出低电平，LED1 、LED2 均截止不 发光，VT 截止，J 不动作，电器正常供电，此时 B 点为高电平，F4 输出低电平，VD5 导通 ， C 点为低电平，音频脉冲振荡器停振， YD 不发声。当市电过压或欠压时， IC1B、IC1C 其 中有一个输出高电平，使 A 点变为高电位，VT 饱和导通，J 通电吸合，断开电器电源，此 时 B 点变为低电位，IC1D 输出高电平，VD5 截止，反向电阻很大，相当于开路，音频脉冲 振荡器起振，YD 发出报警声，同时相应的发光二极管发光指示。二、元器件的选择集成芯片 IC 可选用 CD74HC0 4 六反相器，二极管 VD1VD6 选择 IN4007，电容 C1 C6 均选择铝电解电容，耐压 400V，稳压管选用 12V 稳压，继电器 J 选用一般 6V 直流继电 器即可，电阻选用普通 1/8 或 1/4W 碳膜电阻器，大小可按图示。三、制作和调试方法调试时，用一台调压器供电，调节电压为正常值（220V），用一白炽灯作负载，使 LED1、 LED2 均熄灭，白炽灯亮，然后将调压器调至上限值或下限值，调RP1 或 RP2 使 LED1 或 LED2 刚好发光，白炽灯熄灭，即调试成功。全部元件可安装于一个小塑料盒中，将盒盖上打两个孔固定发光二极管，打一个较大一 点的圆孔固定压电陶瓷片，并用一个合适的瓶盖给压电片作一个助声腔，使其有较响的鸣叫声。电路 4 红外线探测防盗报警器该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。 一、电路工作原理电路原理如图 4 所示。 该装置由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成。红 外线探测传感器 IC1 探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由IC1 的脚输出微弱的电信 号，经三极管 VT1 等组成第一级放大电路放大，再通过 C2 输入到运算放大器 IC2 中进行高增益、低噪声放大，此时由 IC2脚输出的信号已足够强。IC3 作电压比较器，它的第脚由 R10、VD1 提供基准电压，当 IC2脚输出的信号电压到达 IC3 的脚时，两个输入端的 电压进行比较，此时 IC3 的脚由原来的高电平变为低电平。IC4 为报警延时电路，R14 和 C6 组成延时电路，其时间约为 1 分钟。当 IC3 的脚变为低电平时， C6 通过 VD2 放 电 ， 此时 IC4 的脚变为低电平，它与 IC4 的脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时，IC4 的脚变为高电平，VT2 导通，讯响器 BL 通电发出报警声。人体的红外线信号消失后 ，图 4 红外线探测防盗报警器 电路图IC3 的脚又恢复高电平输出，此时 VD2 截止。由于 C6 两端的电压不能突变，故通过 R1 4 向 C6 缓慢充电，当 C6 两端的电压高于其基准电压时， IC4 的脚才变为低电平，时间约 为 1 分钟，即持续 1 分钟报警。由 VT3、R20、C8 组成开机延时电路，时间也约为 1 分钟，它的设置主要是防止使用 者开机后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产 生误报。该装置采用 912V 直流电源供电，由 T 降压，全桥 U 整流，C10 滤波，检测电路 采用 IC5 78L06 供电，交直流两用，自动无间断转换。二、元器件选择IC1 采用进口器件 Q74，波长为 910um。IC2 采用运放 LM358 ，具有高增益、低功耗 。IC3、IC4 为双电压比较器 LM393 ，低功耗、低失调电压。其中 C2 、C5 一定要用漏电极小 的钽电容，否则调试会受到影响。R12 是调整灵敏度的关键元件，应选用线性高精度密封型 。 其它元器件按电路图所示选择即可。三、制作和调试方法制作时，在 IC1 传感器的端面前安装菲涅尔透镜，因为人体的活动频率范围为 0.110Hz，需要用菲涅尔透镜对人体活动频率倍增。安装无误，接上电源进行调试，让一个人 在探测器前方 710m 处走动，调整电路中的 R12，使讯响器报警即可。其它部分只要元器 件质量良好且焊接无误，几乎不用调试即可正常工作。本机静态工作电流约 10mA，接通电 源约 1 分钟后进入守候状态，只要有人进入监视区便会报警，人离开后约 1 分钟停止报警。如果将讯响器改为继电器驱动其它装置即作为其它控制用。电路 5 禁烟警示器本例介绍的禁止吸烟警示器，可用于家庭居室或各种不宜吸烟的场合 (例如医院、会议室等)。当有人吸烟时，该禁止吸烟警示器会发出请不要吸烟!的语言警示声，提醒吸烟者 自觉停止吸烟。一、电路工作原理 电路原理如图 5 所示。 该禁止吸烟警示器电路由烟雾检测器、单稳态触发器、语言发生器和功率放大电路组成 ，烟雾检测器由电位器 RP1、电阻 器 R1 和气敏传感器组成。单稳态触发器由时基集成电路 IC1、 电阻器 R2、电容器 C1 和电位器 RP2 组成。语音发生器电路由语音集成电路 IC2、电阻器 R3-R5、电容器 C2 和稳压二极管 VS 组成。音频功率放大电路由晶体管 V、升压功放模块 IC3、 电阻器 R6、R7、电容器 C3、C4 和扬声器 BL 组成。图 5 禁烟警示器电路图气敏传感器末检测到烟雾时，其 A、B 两端之司的阻值较大，IC1 的 2 脚为高电平(高于2Vcc/3)，3 脚输出低电平，语音发生器电路和音频功率放大电路不工作，BL 不发声。 在有人吸烟、气敏传感器检测到烟雾时，其 A、B 两端之司的电阻值变小，使 IC1 的 2脚电压下降，当该脚电压下降至 VCC/3 时，单稳态触发器翻转，IC1 的 3 脚由低电平变为 高电平，该高电平经 R3 限流、C2 滤波及 VS 稳压后，产生 4，2V 直流电压，供给语音集成电路 IC2 和晶体臂。IC2 通电工作后输出语音电信号，该电信号经 V 和 IC3 放大后，推动BL 发出请不要吸烟!的语音警告声。 二、元器件选择Rl-R7 选用 1/4W 碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP1 和 RP2 可选用小型线性电位器或可 变电阻器。C1 、C2 和 C4 均选用耐压值为 l6 V 的铝电解电容器 ；C3 选用独石电容器。VS选用 1/2W、42V 的硅稳压二极管。V 选用 S9013 或 C8050 型硅 NPN 晶 体 管 。IC1 选用 NE555型时基集成电路；IC2 选用内储“请不要吸烟!”语音信息的语音集成电路；lC3 选用 WVH68 型升压功放厚模集成电路。 BL 选用 8、1-3W 的电动式扬声器。气敏传感器选用 MQK-2 型传感器。三、制作与调试 该禁止吸烟警示器，可以作为烟雾报警器来检测火灾或用作有害气体、可燃气体的检测报警。调整 RP1 的阻值，可改变气敏传感器的加热电流 (一般为 13OmA 左右)。调整 RP2的阻值，可改变单稳态触发器电路动作的灵敏度。电路 6 采用 555 时基电路的简易温度控制器本电路是采用 555 时基集成电路和很少的外围元件组成的一个温度自动控制器。因为电路中各点电压都来自同一直流电源，所以不需要性能很好的稳压电源，用电容降压法便能可 靠地工作。电路元件价格低、体积小、便于在业余条件下自制。该电路制作的温度自动控制 器可用于工业生产和家用的电加热控制，效果良好。一、电路工作原理 电路原理如图 6 所示。图 6 采 用 555 时基电路的简易温度控制器 电路图当温度较低时，负温度系数的热敏电阻 Rt 阻值较大，555 时基集成电路（IC）的 2 脚电位低于 Ec 电压的 1/3（约 4V）， IC 的 3 脚输出高电平，触发双向晶闸管 V 导通，接通电 加热器 RL 进行加热，从而开始计时循环。当置于测温点的热敏电阻 Rt 温度高于设定值而计 时循环还未完成时，加热器 RL 在定时周期结束后就被切断。当热敏电阻 Rt 温度降低至设定 值以下时，会再次触发双向晶闸管 V 导通，接通电加热器 RL 进行加热。这样就可达到温度 自动控制的目的。二、元器件的选择电路中，热敏电阻 Rt 可采用负温度系数的 MF12 型或 MF53 型，也可以选择不同阻值 和其他型号的负温度系数热敏电阻，只要在所需控制的温度条件下满足 RtVR12R4 这 一关系式即可。电位器 VR1 取得大一些能获得较大的调节范围，但灵敏度会下降。 双向晶 闸管 V 也可根据负载电流的大小进行选择。其他元件没有特殊要求，根据电路图给出参数 来选择。三、制作和调试方法整个电路可安装在一块线路板上，一般不需要调试，时间间隔为 1.1R2C3,应该比加热系统的热时间常数选得小一些，但也不能太小，否则会因为 双向晶闸管 V 急速导通或关闭而造成过分的射频干扰。安装调试完后可装入一个小塑料盒内，并将热敏电阻 Rt 引出至 测温点即可。电路 7 采用 555 时基电路的自动温度控制器本电路通过温度的变化可以对用电设备进行控制其运行的状态。一、电路工作原理 电路原理如图 7 所示。R110KtRt4873IC16RP555438IC2KS VDIN4148G268K 56LM5672+C612VC10.115C20.01C30.17 + 1 +C51C42.2100图 7 采 用 555 时基电路的自动温度控制器电路图IC1 555 集成电路接成自激多谐振荡器，Rt 为热敏电阻，当环境温度发生变化时，由电 阻器 R1、热敏电阻器 Rt、电容器 C1 组成的振荡频率将发生变化，频率的变化通过集成电 路 IC1 555 的 3 脚送入频率解码集成电路 IC2 LM567 的 3 脚，当输入的频率正好落在 IC2 集成电路的中心频率时，8 脚输出一个低电平，使得继电器 K 导通，触点吸合，从而控制设备的通、断，形成温度控制电路的作用。 二、元器件的选择IC1 选用 NE555 、A555 、SL555 等时基集成电路；IC2 选用 LM567 频率解码集成电 路；VD 选用 IN4148 硅开关二极管； R1 选用 RTX1/4W 型碳膜电阻器。C1 、C2、C3 选 用 CT1 瓷介电容器；C4、C5 选用 CD1125V 型的电解电容器；K 选用工作电压 9V 的 J ZC22F 小型中功率电磁继电器；Rt 可用常温下为 51K的负温度系数热敏电阻器；RP 可用WSW 型有机实心微调可变电阻器。 三、制作与调试方法在制作过程中只要电路无误，本电路很容易实现，如果元件性能良好，安装后不需要调 试即可用。电路 8 采用 CD4011 的超温监测自动控制电路该电路结构简单，制作容易，由一只与非门和一只热敏电阻组成测控电路和警笛声发声电路，由一只继电器作为执行电路。 一、电路工作原理电路原理如图 8 所示。图 8 采 用 CD4011 的超温监测自动控制电路图测温电阻 RT 接在控制门 D1 的输入端，它和电阻 R1 、R2 及 RP 通过 RP 的分压调节， 使门 D1 的输入电平为高电平，使 D1 输出为低电平。使用时，热敏电阻 RT 安置于被控设备上，当被控设备温度超过最高设定温度时，由于RT 阻值小，通过分压电路的分压，使 D1 输入端的电压变为低电平，经 D1 反相为高电平， 该高电平一方面加至多谐振荡器的控制端，使多谐振荡器起振，通过放大管放大后，由扬声器发出警笛声，同时也加至 VT1 的基极使其导通，继电器吸和，通过继电器的常闭触点 将被控设备的工作电源断开；另一方面经 D2 反相为低电平后，发光之时管 LED 构成通路， LED 发光指示。二、元器件的选择IC1 选用 CD4011；VD 选用 IN4001；VS 为稳压 10V 的稳压管；VT1 选用 9013，VT2选用 V40AT；电容 C 为 2000P 的陶瓷片电容；继电器为 4099 型继电器；RP 选用 470K 普 通可调电位器；电阻选用 1/8 或 1/4W 金属膜电阻器，BL 选用 8、0.5W 电动扬声器。三、制作与调试方法将测温电阻 RT 置于最高限制温度下，调整 RP，使其监测电路发出警笛声并使继电器 吸和工作，然后使 RT 降温，警笛声应当停止。否则应反复调节 RP，直至符合要求为止。电路 9数字温度计电路本电路是通过应用 AD590 专用集成温度传感器制成的温度计，具有结构简单、使用可靠、精度高的特点。 一、电路工作原理电路原理如图 9 所示。123T1UR4587V+V cAC100V4 V REF+A723CVOUT 6CL10R333KC1220FR17.5K+NI3 -V5CS 1INV VZ 29C2 SC-55+RP12KR25.1K0.001FR43.3KICR59.1KRP22K图 9 数字温度计电路图Tit le100V 的交流电压通过变压器 T1、整流桥堆 UR 和电容器 C1 后，得到一直流电压，再通过可调稳压器电路A723C 为温度传感器 AD590 提供稳定的工作电压。AD590 温度传感器是一种新型的电流输出型温度传感器，由多个参数相同的三极管和 电阻构成。当传感器两端加有某一特定的直流工作电压时，如果该温度传感器的的温度 1摄氏度时，则传感器的输出电流变化 1A。传感器的变化电流通过电阻器 R5 和可变电阻器 RP2，转换为电压信号，输出到数字表 头，通过数字表显示出温度的变化。二、元器的件选择集成电路 IC 选用 AD590 型温度传感器。本电路其它元器件没有特殊要求，可根据电路图给出参数来选择。 三、制作和调试方法可通过改变电阻器 R5 和可变电阻器 RP2 的值，来改变输出的灵敏度。电路 10热带鱼缸水温自动控制器热带鱼缸水温自动控制器通过运用负温度系数热敏电阻器作为感温探头，通过加热气对鱼缸自动加热。本电路暂态时间取得较小，有利于温控精度，对各种大小鱼缸都适用。一、电路工作原理 本电路图如图 10 所示。通过二极管 VD2VD5 整流、电容器 C2 滤波后，给电路的控制部分提供了约 12V 的电 压。555 时基电路接成单稳态触发器，暂态为 11s。设控制温度为 25C，通过调节电位器 RP 使得 RP + Rt = 2R1，Rt 为负温度系数的热敏 电阻。当温度低于 25C 时，Rt 阻值升高，555 时基电路的 2 脚为低电平，则 3 脚由低电平输出变为高电平输出，继电器 K 导通，触点吸合，加热管开始加热，直到温度恢复到 25C 时，Rt 阻值变小，555 时基电路的 2 脚处于高电平，3 脚输出低电平，继电器 K 失电，触点 断开，加热停止。RP1.2KRtR1 +t560R21M672C1104855513VD1IN4148LEDK+C222012V VD2VD5IN40014TK - 1220V图 1 0 热带鱼缸水温自动控制器 电路图二、元器件的选择IC 选用 NE555 、A555、SL555 等时基集成电路；VD1 选用 IN4148 硅开关二极管；LED选用普通发光二极管；VD2VD5 选用 IN4001 型硅整流二极管；Rt 选用常温下 470 MF51型的负温度系数热敏电阻器；RP 选用 WSW 有机实心微调电位器；R1 、R2 选用 RXT1/8W 型碳膜电阻器；C1、C3 选用 CD1116V 型电解电容器；C2 选用 CT1 瓷介电容器；K 选用 工作电压 12V 的 JZC 22F 小型中功率电磁继电器。三、制作与调试方法温度传感探头用塑料电线将热敏电阻器 Rt 连接好，然后用环氧树脂胶将焊接点与 Rt一起密封，这样就不怕水的侵蚀。在制作过程中只要电路无误，本电路很容易实现，如果元 件性能良好，安装后不需要调试即可用。电路 11 采用 555 时基电路的简易长延时电路本电路和一般的定时电路相比是通过在 555 时基电路的 5 脚处加了一个二极管 VD1，使得定时时间延长的特点。 一、电路工作原理电路原理如图 11 所示。R1100KRtVD1+12V48675552SB +1Ct53VD2IN4148IN4148K图 11采 用 555 时基电路的简易长延时电路 图当按下按钮 SB 时，12V 的电源通过电阻器 Rt 向电容器 Ct 充电，使得 6 脚的电位不断 升高，当6 脚的电位升到 5 脚的电位时，电路复位定时结束。由于在 5 脚串上了一个二极管 VD1 使得 5 脚电位上升，因此比一般接法（悬空或通过小电容接地）具有了更长时间的定 时。二、元器件的选择555 电路选用 NE555 、A555、SL555 等时基集成电路；二极管 VT1、VT2 选用 4148 型硅开关二极管；电阻器 R1、Rt 选用 RTX1/4W 型碳膜电阻器；电容器 Ct 选用电解电容 器；继电器 K 可根据用电设备的需要选择。三、制作与调试方法电路定时时间可以通过调节电阻器 Rt、电容器 Ct 的参数值来改变定时时间的长短。本电路结构简单，只要按照电路图焊接，选用的元器件无误，都能正常工作。电路 12双 555 时基电路长延时电路本电路通过使用 2 个 555 时基电路形成一个定时时间较长并且定时时间可调的定时电路。一、电路工作原理 电路原理如图 12 所示。IC1 555 时基电路接成占空比可调的自激多谐振荡器。当按下按钮 SB 后，12V 的直流 电压加到电路中，由于电容器 C6 的电压不能突变，使得 IC2 电路的 2 脚为低电平，IC2 电路处于置位状态，3 脚输出高电平，继电器 K 得电，触点 K-1 、K-2 闭合，K-1 触点闭合后形成自锁状态，K-2 触点连接用电设备，达到控制用电设备通、断的作用。同时 IC1 555 时基电路开始形成振荡，因此 3 脚交替输出高、低电平。当 3 脚输出高电 平时，通过二极管 VD3、电阻器 R3 对电容器 C3 充电。当 3 脚输出低电平时，二极管 VD3R110 KR210KRP470K 7VD2 648IC1555+VD33C410 4R3 68IC23555R4100KSBK - 1+ 12VVD12.2M 2715215R5K1KK-2C10.1 C20.01C3 +470C50.01C60.1LEDVD4图 12 双 555 时基电路长延时电路图截止，C3 没有充电，因此只有在 3 脚为高电平时才对 C3 充电，所以电容器 C3 的充电时间 较长。当电容器 C3 的电位升到 2/3VDD 时，IC2 555 时基电路复位，3 脚输出低电平，继电 器 K 失电，触点 K-1、K-2 断开，恢复到初始状态，为下次定时做好准备。 二、元器件的选择IC1、IC2 选用 NE555、 A555、SL555 等时基集成电路；VD1VD4 选用 IN4148 硅型开关二极管，发光二极管可选用一般的发光二极管；R1R5 选用 RTX1/4W 型碳膜电阻器 ； 电容器 C1、C2、C5 、C6 选用 CT1 型瓷介电容器，C4 选用 CD1116V 电解电容器，C3 选 用漏电流极小的钽电解电容器；RP 可用 WSW 型有机实心微调可变电阻器；继电器 K 选用 JRX13F 型具有两组转换触点的小型电磁继电器。三、制作与调试方法在调试中，可以调节可变电阻器 RP 改变 IC1 555 时基电路 3 脚输出方波脉冲的占空比， 从而改变定时器的定时时间。本电路结构简单，只要按照电路图焊接，选用的元器件无误， 都能正常工作。电路 13 精确长延时电路该电路由 CD4060 组成定时器的时基电路，由电路产生的定时时基脉冲，通过内部分频器分频后输出时基信号。在通过外设的分频电路分频，取得所需要的定时控制时间。 一、电路工作原理电路原理如图 13 所示。 通电后，时基振荡器震荡经过分频后向外输出时基信号。作为分频器的 IC2 开始计数分频。当计数到 10 时，Q4 输出高电平，该高电平经 D1 反相变为低电平使 VT 截止，继电器 断电释放，切断被控电路工作电源。与此同时， D1 输出饿低电平经 D2 反相为高电平后加 至 IC2 的 CP 端，使输出端输出的高电平保持。电路通电使 IC1、IC2 复位后，IC2 的四个输出端，均为低电平。而Q4 输出的低电平经D1 反相变为高电平，通过 R4 使 VT 导通，继电器通电吸和。这种工作状态为开机接通、定时断开状态。 二、元器件选择IC1 选用 CD4060，IC2 选用 CD4518 ，IC3 选用 CD4069；VT1 选用 9013、9014；C1 选图 13 精确长延时电路图用陶瓷片电容，C2 和 C3 选用耐压为 15V 的铝电解电容；继电器选用型号 JZC-6 F 直流继电 器；RP 选用 200K 普通可调电位器；电阻选用 1/8 或 1/4W 金属膜电阻器，SA1 和 SA2 为小 型拨动开光。三、制作与调试方法如果要改变开机断开、定时状态，可在输出端 D1 和 VT 之间加入一级反相器。定时时间的 长短，可通过 RP 来调整，也可根据二十进制编码的对应关系，通过对 IC2 的输出端的连接来改变。本例电路定时范围为：3min1h。电路 14 数字式长延时电路一般的长延时电路通常要借助电解电容器或高阻抗电路。这类延时电路的稳定性较差，延时的精度也不高。这里给出的是一种数字式长延时电路，完全摒弃了大电解电容和高阻抗 电路，延时精确度高。一、电路工作原理 电路原理如图 14 所示。图 14 数字式长延时电路 图电路的核心是集成块 MCI4521B，这是一个 24 级分频电路，内含可构成振荡电路的倒 相器。如果将触发输入端接地或不加信号，则电路进入延时状态，延时时间由范围开关 X 和 100K电位器来调整。若 X 与点 A 相接，延时为 1 分 40 秒至 18 分 30 秒，而 X 与 B 相接，延时为 13 分 20秒至 2 小时 28 分。X 接至 C 点时，延时为 1 小时 47 分至 20 小时。具体延时时间由 100K电位器调定。若需更长的延时，则可用大电容代替 39nF 电容。这时，延时可达一周以上。在触发输出端加正信号，则 4521B 内的分频器复位。 二、元器件选择与制作IC 选用 MCI4521B 集成电路；RlR4 均选用 1/4W 金属膜电阻器；RP 选用有机实心可 变电阻器。C1 选用陶瓷片电容器。VD1 选用 IN4004 型硅整流二极管；VD2 选用 IN4148 型硅开关二极管。VT 选用 BC33 7 型硅三极管；VS 选用 1W、15V 的硅稳压二极管。按要求接好电路，基本无需调试即可正常工作。延时可靠稳定，建议由 615V 的稳压电源供电。电路 15循环工作定时控制器该电路可设定设备的循环周期时间以及每次工作的时间，可以让设备按照设定的时间不断地循环工作，可应用于定时抽水、定时换气、定时通风等控制场合。一、电路工作原理 电路原理如图 15 所示。图 15 循环工作定时控制器电路 原理图电路通过电容 C2 和泄放电阻 R3 降压后，经过桥堆 IC2 整流，VD2 稳压后，得到 12V 左右的直流电压，为 IC1 及其它电路供电。IC1 为 14 位二进制计数/分频器集成电路，通过 由 R1、R2 、C1 和 IC1 的内部电路构成一定频率的时钟振荡器，为IC1 的定时提供时钟脉冲 。 当电路通电后，首先进入设备的工作间隙等待时间，IC1 内部通过对时钟脉冲的计数和分频 实现延时，当计时时间到时（按图中参数，约为 3 小 时 ）， IC1 的 Q14 端输出高电平，使三 极管 V 导通，继电器 KA 得点，驱动受控设备开始工作。此时，IC1 又开始对设备工作时间 进行计时，定时时间到时（按图中参数，约为 20 分 钟 ），IC1 的 Q14 端重新变为低电平，使 V 截止，设备停止工作。此时，IC1 自动复位，又开始下一次计时，从而可以使设备按照设 定时间进行定时循环工作。图中 VL 为工作指示灯。二、元器件选择集成电路 IC1 选用 14 位二进制计数/分频器集成电路 CD4066 ，也可使用 CC4066 或其它功能相同的数字电路集成块。IC2 选用 1A、50V 的桥堆，也可用四只 1N4007 二极管接成 。 三极管 V 选用 NPN 型三极管 8050，也可使用 9013 或 3DG12 等国产三极管。VD1 选用整 流二极管 1N4007；VD1 选用 1W，12V 的硅稳压管，如 1N4742；VD3VD5 使用开关二极 管 1N4148；VL 选用普通发光二极管。电阻 R1、R2、R4 、R6 和 R7 选用 1/4W 的金属膜电 阻器；R3 和 R5 选用 1/2W 碳膜电阻器。C1 选用涤纶或独石电容器； C2 选用耐压为 450V 及以上的聚丙烯电容器；C3 选用耐压为 16V 的铝电解电容器。KA 选用线圈电压为 12V 的 微型继电器，触点容量根据受控设备的功率来确定。三、制作与调试方法 电路安装完成后，一般无需调试即能正常工作。当需要调节控制时间时，可调节 R1、和 C1 的参数；也可改变 IC1 输出控制端（Q4Q14）的位置来实现。电路 16多级循环定时控制器该电路是一个三级定时控制器，可用于控制三台设备按照设定的时间依次循环工作，而且每台设备的工作时间可以独立调节，如果需要控制更多设备循环定时工作，只需要增加单 元电路的数目即可。电路工作稳定、性能优良、性价比高、操作方便、适合个人和小型企业制作。可用于企业生产自动控制及彩灯控制，也可用于家用电器的趣味控制等。一、电路工作原理 电路原理如图 16 所示。图 16 多级循环定时控制器电路 图电路中，由三个时基集成电路 LM555 组成三个单稳态电路，每个单稳态电路作为一个 定时控制单元。三个单元共同完成三级循环定时控制功能。在接通电源的瞬间，由于 555 集成电路 IC3 和 IC4 的复位端 4 脚都接有时间常数较大的 自动复位电路（分别由 R4 、C7 和 R7、C11 组成），使 IC3 和 IC4 复位，它们的输出端 3 脚 就输出低电平，使三极管 T2、T3 分别截止，继电器 J2、J3 释放。由于 IC2 复位端 4 脚直接接在电源正极，电源接通时电容 C3 上的电压不能突变，IC2触发端 2 脚得到触发电压，使其进入暂稳态，其 3 脚输出高电平，三极管 T1 导通，继电器J1 吸合，J1 触头可控制电器通电工作。同时电源经电位器 VR1 向电容 C5 充电，当 C5 上的 电压升高到电源电压的三分之二（4V）时，IC2 结束暂稳，其 3 脚输出低电平使三极管 T1 截止，继电器 J1 释放，其触头控制的电器断电停止工作。调节电位器 VR1 和电容 C5 的参 数就可改变继电器 J1 的吸合时间。在 IC2 输出低电位的瞬间，由电容 C6 和电阻 R3 组成的微分电路，将在 IC3 的触发端 2 脚产生负尖脉冲，触发 IC3 进入暂稳态，其输出端 3 脚输出高电位，使三极管 T2 导通，继电器 J2 吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器 VR2和电容 C9 的参数就可改暂稳态时间。当第二单元暂稳态结束时，由电容 C10 和电阻 R6 组成的微分电路，将在 IC4 的触发端2 脚产生负尖脉冲，触发 IC4 进入暂稳态，其输出端 3 脚输出高电位，使三极管 T3 导 通 ， 继电器 J3 吸合，其触头控制的电器通电工作。调节电位器 VR3 和电容 C13 的参数就可改暂 稳态时间。当第三单元暂稳态结束时，经微分电路 C3 、R1 去触发第一单元电路，这样依次循环来 实现循环定时控制。二、元器件选择电路中，IC1 为三端集成稳压电路，选择 MC7806 型； IC2、IC3、IC4 采用 LM555 时 基集成电路；继电器 J1、J2、J3 要根据其控制电器的工作电流来选择，但继电器线圈额定 电压应为直流 6V。其他元器件没有特殊要求，按电路标注选择即可。三、制作与调试方法整个电路检查接线无误，通电就能正常工作，电路中的 VR1 、C5；VR2 、C9；VR3、C13的参数分别决定三个单元电路的定时时间，按电路参数定时时间约为 1.1RC 秒。电路 17 抗干扰定时器在运用 555 时基电路设计而成的定时器电路中，一般都将 555 时基电路连接成单稳态触发器，这样连接使得电路设计简单，只需要几个电阻器和电容器就能实现触发功能，但同时 也存在外部对 555 时基电路 2 脚的干扰问题，本电路巧妙的利用了 555 时基电路 4 脚的强制 复位的功能来实现抗干扰的定时器电路。一、电路工作原理 电路原理如图 17 所示。SBVD1IN41487809K - 1( X)IN4148R15.1KR310KC20.1VT1R410KR547K+RP3.3M267VD248IC1355515R63KLED VD3+330C5 C60.33KT12VVD4VD7IN40014+C7220VR2 +1KC1229013C31000C40.01IN414822025V图 17 抗干扰定时器电路图在 SB 断开时，555 时基电路的 4 脚通过电阻器 R6 与地相连，555 时基电路被强制复位 。 此时，无论 2 脚受到多大的干扰，555 时基电路都不工作。当按下按钮 B 后，电源通过二极 管 VD1 加到 4 脚一个高电平，时基电路的强制复位功能解除，同时电源通过电阻器 R1 加 到三极管 VT1 的基极上，使得 VT1 导通，电容器 C2 通过与 VT1 集电极相连后向 IC 电路 的 2 脚输出一个低电平，IC 翻转置位，3 脚输出高电平，发光二极管点亮、继电器 K 得电， 触点 K-1 闭合，插座对外供电，同时 3 脚的高电平通过 VD2 向 4 脚输出一个高电平使得电 路自锁。当暂态结束后，电路翻回稳态，3 脚输出低电平，继电器 K 失电，触头 K-1 断 开 ，电路恢复到初始状态。 二、元器件的选择IC1 555 时基电路选用 NE555 、A555、SL555 等时基集成电路；R1R7 选用 RTX1/4W 型碳膜电阻器；RP 可用 WSW 型有机实心微调可变电阻器；C2 、C4、C5、C6 选用 CT1 型 瓷介电容器，C1 、C3、C7 选用 CD1116V 电解电容器；二极管 VD1、VD2、VD3 选用 IN4148硅型开关二极管，VD4VD7 选用 IN4001 硅型普通整流二极管；继电器 K 可根据用电设备的需要选择；三端集成稳压器选用 7809 型三端集成稳压电路。 三、制作与调试方法在电路的调试阶段，电路的定时时间可以通过 T=1.1（RRPR5）C3 估算，所以需要 改变定时时间可以通过调节可变电阻器来实现。电路 18采用 555 集成电路的简易光电控制器该光电控制器以 555 时基集成电路为核心，控制方式比较简单，使用可靠、寿命长，是一种价格低、体积小、便于自制的光电控 制开关电路。可用于工业生产和家用电器等的控制。一、电路工作原理电路原理如图 18 所示。无光照射时， 光敏电阻 RG 的阻值很大（1M以 上 ），555 时基集成电路的 2 脚 、6 脚电压约为电 源电压的 1/2（6V）， 3 脚输出低电平，KA线圈无电，继电器释放。当有光线照射到 光敏电阻 RG 上时， RG 阻值会大幅下降（小于 10K）， 555 的 2 脚、6图 18 采 用 555 集成电路的简易光电控制 器电路图脚电压降到电源电压的 1/3（4V）以下，3 脚输出高电平， KA 线圈得电，继电器吸合，即使光照消失，KA 仍保持吸合状态。其后，如再有光线照射到光敏电阻 RG 上，则电容 C1 储存的电压通过 RG 加到 555 的 6 脚， 使 6 脚的电压大于电源电压的 2/3（8V）， 3 脚输出低电平，KA 线圈失电，继电器释放，电 路恢复到原始状态。光敏电阻 RG 每受光照射一次，电路的开关状态就转换一次。 二、元器件选择及制作调试IC 用 NE555 集成电路， RG 应选用亮电阻值10K；暗电阻值1M的光敏电阻，其他元件无特殊要求，各元件参数见电路图。该电路安装完后装入一小塑料盒内，将光敏电 阻 RG 外露，不需要调试就可正常工作。电路 19采用功率开关集成电路 TWH8751 的路灯自动控制器本例介绍的光控路灯，在白天不工作，夜晚能自动点亮，可用于街道或农村场院等场合 。一、电路工作原理 电路原理如图 19 所示。 该光控路灯电路由电源电路和光控电路组成，如图所示。电源电路由电源变压器 T、整流二极管 VDl- VD4 和滤波电容器 C 组成。光控电路由光敏电阻器 RG、电阻器 R1 、R2、可 变电阻器 RP 、电子开关集成电路 IC、继电器 K 和二极管 VD5 组成。交流 220V 电压经 T降压、VDl- VD4 整流和 C 滤波后，为光控电路提供+l2 V 工作电源。白天，RG 受光照射而 呈低阻状态，使 IC 的 2 脚 (选通端)和 4 脚 (输出端)均为高电平，其内部的电子开关处于截止状态，K 不吸合，路灯 EL 不亮。夜晚，RC 无光照射呈高阻状态，IC 的 2 脚变为低电平， 其内部的电子开关接通，EL 点亮。调节 RP 的阻值，可改变光控的灵敏度。图 19 采用功率开关集成电 路 TWH8751 的路灯自动控制器电路图二、元器件选择Rl 和 R2 选用 1/4W 金属膜电阻器或碳膜电阻器。RP 选用实心可变电阻器。RG 选用 RG45系列的光敏电阻器。C 选用耐压值为 16V 的铝电解电容器。VDl- VD5 选用 1N400l 或 lN40 07型硅整流二极管。IC 选用 TWH8751 型电子开关集成电路。K 选用 JZX-22F 型 (触头电流负 荷为 IOA)l2V 直流继电器，可将其两组常开触头并联使用。T 选用 3-5W、二次电压为 l2 V 的电源变压器。三、制作与调试方法 制作时可自制印刷电路板，也可使用万能印刷电路板，电路安装完成后，只要线路正确 ，一般无需调试即可正常使用。电路 20 采用双 D 触发器 CD4013