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而数据输入端B接报警数值

  下面以温度报警器电路为例,介绍数值比较器在应用设计中的过程。如图5所示为温度报警器电路的逻辑图,温度检测电路已检测出温度数值,并以8位二进制数输出,8位二进制数的范围为0~255,表示温度数值为0*C~255*C,其中温度检测电路可由温度传感器组成。温度报警器电路采用了两片级联的74LS85用作8位数值比较。数据输入端A连接输入的温度数据,而数据输入端B接报警数值。B输入端连接状态为“01100010”。二进制数01100010转换为十进制数为98。当A输入端数值大于B输入端的设定值时。 IC2的A》B. 输出端输出为“1”,晶体管9013饱和导通,蜂鸣器发出报警声音,即当检测温度大于98C时报警器报警。

  明白了该电路的工作原理以后,就可以自行设计检测温度在0*C~255C间的任一温度的报警电路了,只需改变B输入端的二进制数设定值。

  温度报警器的仿线位二进制数,温度设置端已设置为“01100010”, 二进制数01100010转换为十进制数为98,所以温度设置端设置的报警温度为98C,温度输入端此时的输入代码为01100100,01100100 转换为十进制数为100, 表示此时的输入温度为100^C,所以报警指示灯亮。仿真电路中为了观察方便,以指示灯代替了实际电路的报警器,工作原理是完全一样的。以往的电路设计往往需要在实验室进行芯片线路的搭接、调试,费时又费力。仿真软件的出现,极大的提高了电路设计的效率,通过数值比较器的仿真应用设计,可以看出,仿真软件不仅是学习数字电路的好帮手,也是电路开发设计的利器。

  对两个或多个数据项进行比较,以确定它们是否相等,或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输 入为模拟信号,输出则为二进制信号,当输入电压的差值增大或减小时,其输出保持恒定。

  常见的芯片有LM324、LM358、uA741、TL081\2\3\4、OP07、OP27,这些都可以做成电压比较器(不加负反馈)。LM339、LM393是专业的电压比较器,切换速度快,延迟时间小,可用在专门的电压比较场合。

  本文设计的“自动报纸架”可实现自动夹报和自动存取报纸,该装置主要由机械传动系统和电路控制系统两大部分组成,具有存储七个报纸夹、自动夹报和智能化自动选取报纸夹的功能。

  S1-S7构成了按键盘,它代表了在报纸仓里七个不同位置的报纸夹,是一位十进制数,该数进入编码器U1(74LS147)编码成一个四位十六进制数,从U1的 14 、⑨、⑦、⑥脚输出,经送入反相器U2(74LS04)的反相放大,信号分两路输出,一路送入译码驱动电路U3(74LS48),译码成数码管所能识别的十进制数并驱动数码管显示出按键盘按下的十进制数;另一路送给比较器U4(74LS85)作为基准数据,与电感传感器获取的数据进行比较。当报纸夹经过电感传感器时,传感器产生的脉冲送入计数器U6(CD4518)进行计数,并由U6译成一个四位十六进制数,分两路信号输出,一路送入比较器U4进行数据比较,当两路输入信号相等时,比较器U4第⑥脚输出为高电平,经R1使Q7饱和导通,J6、J7去控制电机停止工作;另一路信号与电机控制电路J6送来的检测信号同时进入逻辑控制电路U5(74LS08),进行逻辑条件检测判断,当计数脉冲为7,并且J6动作时,逻辑电路输出高电平信号,命令清零电路对计数器进行为时2秒。 具体工作如下:

  (1)按键盘按下的数小于“7”,并且计数器计数也小于“7”时,例如按键盘按下为“5”,经编码DCBA为1010,反相为0101,一路信号送入译码驱动电路进行4-7线译码并驱动共阴数码管显示出“5”;另一路信号进入比较器。此时,电感传感器检测出报纸夹的脉冲,经计数器进行计数也送入比较器,比较器将两路信号进行比较,当计数器输出不等于“5”时,比较器OA=B为低电平,Q1截止J6不吸合,J7吸合,220V电源经J7加到电机,电机继续运转;当计数器输出的脉冲数等于“5”时,比较器OA=B为高电平,Q1导通,J6吸合,其常闭触头断开J7,J7不吸合,断开常开触头,电机停转。

  (2)按键盘与计数器输出状态同时等于7时,比较器OA=B为高电平, Q1导通,J6吸合,其常闭触头断开J7,J7不吸合,断开常开触头,电机停转。此时,若再按下按键盘中除7外的任何键,比较器OA=B为低电平,Q1截止,J6不动作,其常闭触点接通,J7吸合,J7的常开触点接通电源,电机运转。这时由于计数器输出的数为“7”,U5A①②脚为高电平,第③脚输出为高电平,U5B④脚为高电平,第⑤脚也为高电平,使⑥脚输出为高电平, U5C的第⑨脚也为高电平,这时由于J6不吸合,其常开触点断开,使U5C的第⑩脚为高电平,因此,U5C的第⑧脚输出为高电平,Q2导通,J8吸合,其常开的触点接通,+12V的电源经J8向计时清零电路供电,由J1、J2 、Q4、U9(CD4541BE)等组成的清零时电路(图4)开始工作,J1动作,其常闭触点断开,U6开始清零,计时电路计时,当计时达到2秒(调节R13可实现)时,U9的第⑧脚输出为高电平,Q4导通,J2动作,其常闭触点断开,切断计时电路电源,J1、J2复位,计数器清零结束,U6重新开始计数,这时,Q2截止,J8不吸合,计时电路不工作,直到计数器输出等于按键盘按下的数时,电机才停止。当按键盘与计数器输出状态同时等于7,并按下按键盘除7外的任何一键时,计时清零电路重复上述的清零工作。

  电源电路如图5,它是由变压、整流、滤波、稳压及交直流供电转换电路等构成。220V的交流电经T1变压器变压为12V的交流电压,由D1-D4组成的桥式整流电路整流,再由C1滤波,将12V的交流电压变为约15V的直流电压,加入到转换电路,交直流的转换电路主要由D5、D6、D7、C1、C2及蓄电池BT1组成,当市电(220V)供电时,整流滤波的电压大于蓄电池的电压,D5、D6导通,D7截止。整流滤波的电压一方面为电机控制电路供电,另一方面为蓄电池BT1充电。当市电断电时,蓄电池12V的直流电源经D7、U7(稳压5V)向计数器供电,维持计数器的记忆。为了解决交、直流转换过程中会出现瞬间断电现象,本电路加入C2(100UF),利用电容C2放电时间大于转换断电时间,保持对计数器的供电。

  电感传感器(LV)采用FESTO公司的SIEN-M30B-PS-K-L电感传感器,由于该传感器应用电源为24V,为了该传感器与计数器之间更好地配接,在它们中间加入了U12进行稳压,以保护计数器的安全,若采用电源为5V的电感传感器,其输出端可直接接到U6(CD4518BE)的第①脚,省去U12;U1可选用74LS147,它为10-4线优先编码器,本电路只设置为7-4线是一个六反相器,可选用74LS04;U3选择74LS48,它为4-7段共阴译码驱动电路;U4为四位数据比较器,可选用74LS85;U5是一个与门电路,可选74LS08,应用与门电路设计条件检测器;U6可选用CD4518,它为CMOS45系列产品,十六进制计数器,本电路设置成脉冲上升沿计数器;U9选用CD4541BE,它为可编程振荡、计数器;U7、U12采用三端稳压集成电路AN7805;U8采用AN7812;U11采用AN7824。上述元器件大多数为数字集成电路,在焊接集成块时最好使用IC插座,以免电烙铁的静电将集成电路损坏。在调试过程中,应先调电源电路,再调控制电路,对电源电路一般使用万用表基本可以达到目的。而对控制电路则采用万用表与示波器相结合,先模拟(用铁模拟报纸夹经过)后实际应用,根据设计电路一步一步地进行验证,由于本电路可调元件极小,电路控制效果比较容易实现。

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