学习情境十一学习情境十一定时电子门铃电路安装与调试电子产品安装与调试电子产品安装与调试能力目标能力目标1、学会555定时器的外形结构、引脚排列及功能及使用方法。2、学会555定时器组成多谐振荡器和单稳态触发器电路工作原理分 析。3、能够分析555定时器组成定时电子门铃电路工作原理。4、会借助手册查阅电子元器件及有关数据。5、能够正确在逻辑学习机面板上，完成555芯片组成带定时的电子 门铃电路接线与调试。6、具有故障分析、排查能力。7、独立完成电路的查线与测试任务。8、具有团结合作、组织能力与语言逻辑表达能力。9、具有安全操作意识。电子产品安装与调试电子产品安装与调试方法能力方法能力1、具备自学、分析、语言表达能力。2、具备电路分析、实施、评价能力。3、具有知识的综合运用能力。电子产品安装与调试电子产品安装与调试社会能力社会能力1、具有团 队协作、计划、组织管理能力。2、具有团 队意识和处理人际关系能力。电子产品安装与调试电子产品安装与调试任务1：555芯片功能介绍 。 电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学做一体化教学内容实施步骤布置任布置任务务教师制作任务工作单，并向各班组布置工作任务，说明任务要求与能力目标。资资 讯讯1.概述知识2. 555芯片的工作原理3. 555芯片实现的电路参考参考资资料：网站料：网站资资料、芯片手册、料、芯片手册、实训实训指指导书导书、教材。、教材。计计 划划学生根据任务书及工作任务，制定工作任务步骤，设计设备明细表，装接调试分工计划、时间分配、填写工作计划单。实实 施施按照制定设备元器件检修工作步骤，设计的检修明细表、分工计划实施，做出实施记录。检查评检查评价价学生自评：任务完成后，学生相互检查判断，寻找不足，记录问题，再根据任务评分标准进行自评打分，训练学生评价能力与诚实、协同沟通能力。教师评价：根据协作精神、工作方法、分析结果、安全意识、任务实施过程考核、结果等给出学生该任务成绩。汇报总结汇报总结抽查两个小组汇报任务完成情况、总结出现的问题与解决办法。训练学生语言组织、表达与成果展示能力。教师总结。电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学环节1布置任务 教师下发任务工作单，并布置工作任务：教师下发任务工作单，并布置工作任务：认识并学会555芯片的功能，测试其功能。电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学环节2资 讯1、概述知识2、555芯片的工作原理3、555芯片实现的电路电子产品安装与调试电子产品安装与调试1 概述知识1.1 脉冲信号产生与整形的方法 常用的有施密特触发器和单稳态触发器。常用的有施密特触发器和单稳态触发器。 获取脉冲信号的方法获取脉冲信号的方法 脉冲信号产生与整脉冲信号产生与整形电路形电路的实现的实现是一种多用途集成电路，只要外接少量阻容元件就可是一种多用途集成电路，只要外接少量阻容元件就可构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等，使用方构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等，使用方便、灵活，应用广泛。便、灵活，应用广泛。 用多谐振荡器直接产生。用多谐振荡器直接产生。 用用整形电路整形电路对已有波形进行整形、变换。对已有波形进行整形、变换。 施密特触发器施密特触发器主要用以主要用以将缓慢变化将缓慢变化或快速变化的或快速变化的非矩非矩形脉冲变换形脉冲变换成陡峭的矩形脉冲。成陡峭的矩形脉冲。单稳态触发器单稳态触发器 主要用以将宽度不符合要求的脉冲变主要用以将宽度不符合要求的脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。换成符合要求的矩形脉冲。用门电路构成。用门电路构成。 用专用的集成电路。用专用的集成电路。 用用 555 定时器定时器构成。构成。 电子产品安装与调试电子产品安装与调试1 概述知识1.2 施密特触发器 (一)施密特触发器的特性和符号 UOLUOH UT = UT+ - - UT- -回差电压回差电压施密特触发施密特触发器工作特点器工作特点 ( (1) )允许输入允许输入信号为信号为缓慢变化缓慢变化的信号。的信号。 ( (2) )有有两个阈值两个阈值电压。电压。 ( (3) )有两个稳态。有两个稳态。 UT+OuOuIUT- -正向阈值电压正向阈值电压负向阈值电压负向阈值电压 当当 uI 从小增大时，从小增大时，经过经过 UT+ 处才能使输处才能使输出发生跃变。出发生跃变。 当当uI从大减小从大减小时，经过时，经过UT- -处才能处才能使输出发生跃变。使输出发生跃变。UOLUOHUT+OuOuIUT- -uOuI具有施密特特具有施密特特性的与非门符号性的与非门符号电子产品安装与调试电子产品安装与调试1 概述知识(二)施密特触发器应用举例OuItuOUT+UT- -Ot波形变换波形变换 将三角波、正弦波和其它将三角波、正弦波和其它不规则信号变换成矩形脉冲。不规则信号变换成矩形脉冲。 UOHUOL uI UT+ 后，后，uO = UOL,只有当只有当 uI下降到经过下降到经过 UT- - 时，时，uO 才会发生跃变。才会发生跃变。 uI 2/3VCC时时电压传输特性为反相输出的滞回特性电压传输特性为反相输出的滞回特性uIuO当当TH=TR=uI1/3VCC时时1/3VCC0当当1/3VCC TH=TR=uI2/3VCC时时当当uI1/3VCC时时当当uI由高电平逐渐下降，由高电平逐渐下降，且且1/3VCC uI 1/3 VCC) )。 当当 uC 2/3 VCC 时，满足时，满足TR = uI 1/3 VCC，TH = uI 2/3 VCC,因此因此 uO 为低电平，为低电平，V 导通，电容导通，电容 C 经放电管经放电管 V 迅速放迅速放电完毕，电完毕，uC 0 V。这时这时TR = UIH 1/3 VCC，TH = uC 0 2/3 VCC，uO 保持低电平不变。因保持低电平不变。因此，此，稳态时稳态时 uC 0 V，uO 为低电平。为低电平。 1. 稳定状态稳定状态 电子产品安装与调试电子产品安装与调试3 555芯片实现的电路(二)工作原理、工作波形与参数估算 2. 触发进入暂稳态触发进入暂稳态 当输入当输入 uI 由高电平跃变为低电平由高电平跃变为低电平( (应应 1/3 VCC ) )时，使时，使 TR = UIL1/3 VCC而而TH = uC 0 V 1/3 VCC ) )，因此，因此 uO 重新跃变为低电重新跃变为低电平。平。同时，放电管导通，同时，放电管导通，C 经经 V 迅速放电迅速放电 uC 0 V，放电完毕后，电放电完毕后，电路返回稳态。路返回稳态。电子产品安装与调试电子产品安装与调试3 555芯片实现的电路(二)工作原理、工作波形与参数估算 例例 用上述单稳态电路输出定时时间为用上述单稳态电路输出定时时间为1 s 的的正脉冲，正脉冲，R = 27 k ，试确定定时元件，试确定定时元件 C 的取值。的取值。 输出脉冲宽度输出脉冲宽度 tW 即为暂稳态维持时间，主即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元件要取决于充放电元件 R、C。 该单稳态触发器为不可重复触发器，且要求该单稳态触发器为不可重复触发器，且要求输入脉宽输入脉宽 tWI 小于输出脉宽小于输出脉宽 tWO 。因为因为 tWO 1.1 RC故故可取标称值可取标称值 33 F。估算公式估算公式 tWO 1.1 RC电子产品安装与调试电子产品安装与调试3 555芯片实现的电路3.3 用 555 定时器组成多谐振荡器GNDVCCRDOUTCO555THTRDISVCC0.01 FR1CuOuC- -+R2(一)电路结构 DISVCCR1THTRGNDVCCRDCO0.01 FOUTuOCuC- -+R2电子产品安装与调试电子产品安装与调试3 555芯片实现的电路(二)工作原理、工作波形与周期估算uCOtOuOtUOLUOHtWHtWL充电充电UOHTH = TR = uC 很小很小接通接通 VCC 后后，开始时，开始时 TH = TR = uC 0 0，uO 为高电平，为高电平，放电管截放电管截止，止，VCC 经经 R1、R2 向向 C 充电，充电，uC 上上升升，这时，这时电路电路处于暂稳态处于暂稳态。 电子产品安装与调试电子产品安装与调试3 555芯片实现的电路(二)工作原理、工作波形与周期估算uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLUOLTH = TR 2/3 VCC当当 uC 上升到上升到 TH = TR = uC 2/3 VCC 时，时，uO 跃变为低电平，跃变为低电平，同时放电管同时放电管 V 导通，导通，C 经经 R2 和和 V 放电，放电，uC 下降下降，电路进入电路进入暂稳态暂稳态 。接通接通 VCC 后后，开始时，开始时 TH = TR = uC 0，uO 为高电平，为高电平，放电管截止，放电管截止，VCC经经 R1、R2 向向 C 充电，充电，uC 上升上升，这时这时电路电路处于暂稳态处于暂稳态。 放电放电当当 uC 下降到下降到 TH = TR = uC 1/3 VCC 时，时， uO 重新跃变为高电平重新跃变为高电平，同时放，同时放电管电管 V 截止，截止，C 又被又被充电，充电，uC 上升上升，电，电路又路又返回到暂稳态返回到暂稳态。电子产品安装与调试电子产品安装与调试3 555芯片实现的电路(二)工作原理、工作波形与周期估算电容电容 C 如此循环充电和放电，使电如此循环充电和放电，使电路产生振荡，输出矩形脉冲。路产生振荡，输出矩形脉冲。周期与占空比估算周期与占空比估算tWH 0.7 (R1 + R2)C tWL 0.7 R2CT = tWH + tWL 0.7 (R1 + 2R2)C电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学环节3计 划1、根据任务书及工作任务，制定工作步骤；2、设计设备明细表，制定分工计划、时间分配；3、填写工作计划单。电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学环节4实 施1、任务描述：任务描述： 测试555定时器功能，并写出功能表。 2、按照任务单要求和制定的工作计划进行实施，按照任务单要求和制定的工作计划进行实施，做出实施过程出现的问题记录。做出实施过程出现的问题记录。电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学环节5检查评价1、学生自评：、学生自评： 任务完成后，学生相互检查判断，记录实施过程出现的问题。根据任务评分标准进行自评。 目的：训练学生评价能力与诚实、协同沟通能力。目的：训练学生评价能力与诚实、协同沟通能力。2、教师评价：、教师评价： 根据协作精神、工作方法、分析结果、安全意识、任务实施过程考核、结果等评定出学生该任务成绩。 目的：对综合能力方面进行考核。目的：对综合能力方面进行考核。电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学环节6汇报总结 抽查两个小组汇报任务完成情况，总结出现的问题与解决办法。 目的：训练学生语言组织、表达与成果展示能力。目的：训练学生语言组织、表达与成果展示能力。 对任务完成情况做全面总结评出本次任务优秀团队。电子产品安装与调试电子产品安装与调试教学环节7课堂作业1、对已完成的电路做出经济预算表；电子产品安装与调试电子产品安装与调试