詳談簡單邏輯電路在生活中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-03-28 來源:電子設(shè)計(jì) 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】電路給我們的感覺總是枯燥無味的,讓人感覺高深莫測的一門學(xué)科。然而,正是這們學(xué)科在不斷的改造我們的生活,我們也無時(shí)無刻不再感嘆他的奇妙,有時(shí)我們在不知不覺中也感受到他的樂趣。這便是簡單邏輯電路在生活中的應(yīng)用。在我們生活中簡單防盜報(bào)警器,電熱水器等許許多多的應(yīng)用讓我們不斷在其中體會(huì)到了科學(xué)與生活的緊密關(guān)聯(lián)和樂趣。
如今,以數(shù)字信號(hào)為特征的現(xiàn)代信息技術(shù)在迅猛發(fā)展,電子計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話數(shù)字電視等與數(shù)字信號(hào)相關(guān)的電子產(chǎn)品已經(jīng)深入到了人類生活、生產(chǎn)的方方面面。在家里數(shù)字化的家用電器使人們的生活更加便捷,生活更加豐富多彩,在工廠里一些危險(xiǎn)、繁重的環(huán)節(jié),電子計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人已經(jīng)取代人從事生產(chǎn)。那么,是一些什么樣的電路如此“神通廣大”呢?——邏輯電路。處理數(shù)字信號(hào)的電路叫數(shù)字電路,數(shù)字電路主要研究電路的邏輯功能。
下面我們簡單介紹幾種簡單又有趣的電路在生活中的應(yīng)用。
1.簡單防盜報(bào)警器
在工廠、銀行等單位都會(huì)安裝防盜報(bào)警器,以防在財(cái)產(chǎn)被盜時(shí)即時(shí)報(bào)警。如圖是用一個(gè)邏輯電路和按鈕開關(guān)、光敏電阻、蜂鳴器等元件組成的一個(gè)簡單防盜報(bào)警器的電路圖。該報(bào)警器的功能是:當(dāng)放在保險(xiǎn)箱前地板上的按鈕開關(guān)S被腳踩下而閉合,A點(diǎn)為高電壓,用“1”表示,同時(shí)安裝在保險(xiǎn)箱里的光敏電阻R0被手電筒照射時(shí),光敏電阻的阻值減小,兩端的分壓減小,則B點(diǎn)為高電壓,也表現(xiàn)為“1”,當(dāng)A、B都為高電壓時(shí),“與”門的輸出端Y為高電壓,蜂鳴器就會(huì)發(fā)出鳴叫聲。如果只是光照并不能使報(bào)警器發(fā)出聲音,所以用鑰匙開箱時(shí),即使有光也不會(huì)報(bào)警。只有強(qiáng)行打開時(shí),報(bào)警器同時(shí)滿足兩個(gè)條件便發(fā)生報(bào)警。
2.電熱水器
許多家庭都安裝了電熱水器,它給人們的生活帶來了方便。如圖所示是電熱水器系統(tǒng)的恒溫器集成電路。R1為調(diào)溫電阻,R2為熱敏電阻。“與”門電路的兩個(gè)輸入端分別接上一個(gè)水位傳感器和一個(gè)水溫傳感器。當(dāng)水箱充滿水時(shí),B點(diǎn)為高電壓(即輸入為邏輯1),R2為熱敏電阻,溫度越低,熱敏電阻的阻值越大,兩端的分壓越大,當(dāng)電壓達(dá)到一定程度時(shí),A點(diǎn)為高電壓(即輸入為邏輯1),當(dāng)A和B都為高電壓時(shí),“與”門的輸出端為高電壓,電熱水器的加熱開關(guān)才會(huì)接通電源,對(duì)水箱中的水進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度高于一定溫度時(shí),R2的電阻變小,R2兩端的電壓變小,發(fā)熱器停止加熱,所以熱水器處于保溫狀態(tài)。當(dāng)水箱水不滿時(shí),或者溫度高時(shí)發(fā)熱器都不會(huì)加熱。
3.簡單車門報(bào)警
汽車給人們的出行帶來方便、舒適,但其安全性也很重要。如圖所示為簡單的車門報(bào)警電路圖。圖中的兩個(gè)按鈕開關(guān)S1、S2分別裝在汽車的兩道門上。駕駛員離開汽車時(shí),兩車門均處于關(guān)閉狀態(tài),跟兩車門對(duì)應(yīng)的開關(guān)S1、S2均閉合,即輸入邏輯均為0,那么輸出也是邏輯0,電流不通過發(fā)光二極管,這時(shí)發(fā)光二極管不會(huì)發(fā)光報(bào)警;只要其中任何一個(gè)車門打開時(shí),S1或S2就處于斷開狀態(tài),即輸入為邏輯1,那么輸出也是邏輯1,這時(shí)就有電流通過發(fā)光二極管,使其發(fā)光報(bào)警。如果有四個(gè)門,原理也是一樣,通過指示燈發(fā)光報(bào)警就可以判斷門是否都關(guān)好了。
4.火警報(bào)警裝置
在工廠、學(xué)校、醫(yī)院等場所都有火警報(bào)警器,以便在發(fā)生火災(zāi)時(shí),即時(shí)報(bào)警,組織救火,最大限度地減少人民生命和財(cái)產(chǎn)損失。如圖所示是一個(gè)火警報(bào)警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個(gè)熱敏電阻,R是一個(gè)阻值較小的分壓電阻。當(dāng)發(fā)生火情時(shí),溫度升高,熱敏電阻的阻值變小,P、X之間電壓降低,X端輸入低電壓,通過非門電路輸出高電壓,接通電鈴,實(shí)現(xiàn)報(bào)警。如果增大可變電阻R的電阻值,則報(bào)警的溫度就降低了,報(bào)警器的靈敏度就提高了。
5.自動(dòng)控制路燈
隨著城市化進(jìn)程的加快發(fā)展,城市建設(shè)也趨于現(xiàn)代化、人文化、科技化,城市道路兩旁的路燈也成了一座城市獨(dú)特的風(fēng)景線,其自動(dòng)控制不但節(jié)省人力,還節(jié)約了能源。如圖所示是自動(dòng)控制路燈的邏輯電路原理圖,其中R0是光敏電阻,光越強(qiáng)烈,光敏電阻R0的阻值越小,R1與R0串聯(lián)時(shí)所分的電壓就越小,A點(diǎn)輸入低電位,通過非門后,輸出端Y為高電位,所以路燈自動(dòng)熄滅。光越微弱,光敏電阻R0的阻值越小,R1與R0串聯(lián)時(shí)所分的電壓就越大,A點(diǎn)輸入高電位,通過非門后,輸出端Y為低電位,所以路燈自動(dòng)接通。
如果要使天很黑時(shí)路燈才亮,可以調(diào)節(jié)可變電阻R1阻值。譬如原來黃昏時(shí)路燈開始亮?xí)r光敏電阻阻值要比天黑時(shí)大,光敏電阻上的分壓也大,就是天黑后R0上的分壓變小,要在天黑時(shí)維持這樣的電壓就要減小可變電阻R1阻值,使天黑后R0上的分壓要仍然等于原來黃昏時(shí)使路燈接通時(shí)的電壓。
6.消防應(yīng)急燈
在商場、圖書館等公共場所都有消防應(yīng)急燈,為出現(xiàn)火災(zāi)時(shí),電源被切斷的情況下提供逃生的照明電器。如圖所示為消防應(yīng)急燈的原理圖,當(dāng)情況正常時(shí)R2兩端處于高電壓狀態(tài),則在A點(diǎn)輸入高電平(即輸入為邏輯1),通過非門后,Y輸出為低電平(即輸出邏輯為0),所以繼電器J處于斷開狀態(tài),應(yīng)急燈不亮;當(dāng)電源被切斷時(shí),A點(diǎn)為低電平(即輸入為邏輯0),通過非門后,Y輸出為高電平(即輸入為邏輯1),繼電器接通,應(yīng)急燈亮。
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