1、项目八项目八 制作报警器制作报警器项目八项目八 制作报警器制作报警器项目介绍项目介绍工作任务工作任务生活在现代社会的人们越来越忙碌，为了增强对所处环境危险性的意识，人们利用上了各种各样的报警器。本项目通过制作水位报警器与防盗报警器，认识逻辑门电路，并掌握其功能。项目八项目八 制作报警器制作报警器项目介绍项目介绍工作任务工作任务任务一任务一制作水位制作水位报警器报警器 任务二任务二制作防盗制作防盗报警器报警器 想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓读一读项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器图8.1.1所示的水槽中装有自来水。由于水具有导电性，则a、b
2、、c和d点电极与引入水槽中的接地电极之间，就会呈现出一定的电阻值。具体电阻值与水质及电极之间的间距有关，本电路的电阻值大约在50k左右。如果水槽中的水位没有触及到电极，则与该点相连的发光二极管不亮，表示目前水位低于该点。在图8.1.1电路中，由于a和b两点的电极没有与水接触，所以电路中的V1、V2不亮。想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓读一读项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器图8.1.1所示是水位报警器电路图。仔细读图，看一下电路是由什么元器件组成的，研究一下电路组成有什么特点，有你不认识的元件符号吗？读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一
3、学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器水槽中水位如图8.1.1所示。假设水呈现的电阻为50K,，则a点电位是 V；b点电位是 V；c点电位是 V；d点电位是 V。读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器一、反相器晶体管有三种工作状态：放大状态、截止状态和饱和状态。当三极管工作在截止和饱和状态时，分别相当于开关断开和闭合。图8.1.2所示是一个NPN型三极管开关电路。如果在三极管基极加上高电位，三极管饱和，集电极输出低电位，相当于开关的接通
4、。如果在三极管基极加上低电位，三极管截止，集电极输出高电位，相当于开关断开。读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器二、真值表反相器只有一个输入端和一个输出端，输入端和输出端只有两种相反的状态：高电位和低电位（在数字电路中称之为高电平和低电平）。如果高电平用“1”表示，低电平用“0”表示，反相器输出与输入之间的逻辑关系就是“输入为1，则输出为0；输入为0，则输出为1”，输出总是输入的否定，所以反相器又称为“非门”。AY0110读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八
5、 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器三、基本门电路1、与门有两个或两个以上输入端，只有一个输出端。与门的工作关系是只有当全部输入端是1时，输出才是1，否则输出为0。ABY000010100111读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器2、或门有两个或两个以上输入端，只有一个输出端。或门的工作关系是只要有一个输入端是1时，输出就是1，只有全部输入端都是0时，输出才是0。ABY000011101111读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八
6、 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器3、非门有0出1，有1出0。四、逻辑表达式 1、与逻辑表达式Y=AB2、或逻辑表达式 Y=A+B3、非逻辑表达式AY 读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器五、信号1、模拟信号模拟信号是指那些在时间上和数值上都连续变化的物理量，以电话通信为例，进行电话通信时，线路中传送电信号幅度的大小是随着发话人声音而变化的，好像是在“模仿”人的说话声音；这种信号的波形是连续变化的，所以称为“模拟信号”。读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学
7、学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器2、数字信号数字量是指那些在时间上和数值上都离散的物理量。数字信号的波形是离散的、不连续的。因为数字信号只有有、无两种状态，所以可以用二进制数字1和0来代表，信号是二进制数字形式。传送数字信号的通信就叫做“数字通信”。读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器六、脉冲波的类型与参数常见的脉冲波有矩形波，锯齿波、三角波、尖峰波、阶梯波等。理想的矩形脉冲一般只要三个参数便可以将其描述清楚。这三个参数分别是：脉
8、冲幅度Um、脉冲重复周期T和脉冲宽度tw。tWUmTut读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器七、二进制数与十六进制数的表示方法1、二进制数的表示方法二进制只有0、1两个数码，计数规律是“逢二进一”，基数为“2”。任意一个二进制数可表示为 1221100112211110121222222222kliiillkkkkllkkdddddddddddddddN读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器2、
9、十六进制数的表示方法十六进制有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六个数码，计数规律是“逢十六进一”，基数为“16”。1221100112211110121161616161616161616kliiillkkkkllkkdddddddddddddddN读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器八、码制 码制是用多位二进制数表示十进制数或字符的方法。在数字系统中，经常使用BCD码。BCD码是用4位二进制数表示1位十进制数，也称二十进制代码。（13.9）10=（0001 0
10、011.1001）8421BCD （0011 0110 0001 0000）8421BCD=（3610）10读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器ABCCABCBABCAY一、真值表和表达式 求函数 的真值表。A B C Y A B C Y00001000001010110100110101111111读一读读一读想一想想一想看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器二.表达式和逻辑图将表达式中的逻辑运算用逻辑符号表示，并用
11、导线连接，就得到逻辑图。试画出逻辑函数Y=AB+BC+AC的逻辑图。读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器看一看看一看学一学学一学拓一拓拓一拓图8.1.10是集成六反相器CD4069的外观图和引脚功能排列图。仔细观察，看一看有什么特殊的标识。做一做做一做测一测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器1、二进制数转换为十进制数（1010.01）212302212102002-112-2（10.25）10（11101）2=()10（101.11）2=()1
12、02、十进制数转换为二进制数将整数部分与小数部分分别转换，合并两部分结果即为目的数。整数转换采用除基取余法，即将十进制数逐次去除目的数基数并依次记下余数，直到商为0止，首次所得余数为目的数最低位，末次所得余数为目的数最高位。做一做做一做测一测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器 小数转换采用乘基取整法，即将十进制小数乘目的数基数，首次乘积的整数为目的数小数最高位，再用小数部分继续乘目的数基数，所得乘积整数为次高位，依次进行，直至满足转换精度要求为止。做一做做一做测一测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项
13、目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器一、印刷电路图做一做做一做测一测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器二、元器件选择三、焊接与装配根据原理图，在印刷电路板上安装并焊接元器件。安装发光二极管时要注意正、负极，不能接反。要按照集成电路标志将74LS04插入插座中。做一做做一做测一测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器四、通电调试将电路接通5V电源，测试电路板工作是否正常。取一个水杯，装入半杯
14、水。将水杯置于测试导线的下方，调节水杯的高度，看看LED是否能被逐级点亮，如图8.1.13所示。若LED能被逐级点亮，则说明电路工作基本正常，可进入测一测环节 做一做做一做测一测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器当LED点亮的个数不同时，用万用表测试a、b、c、d各点对地电位，并将测试结果填入表中。序序号号LED点亮点亮情况情况万用表万用表挡位挡位a点电点电位位值值b点点电电位位值值c点电点电位位值值d点电点电位位值值1V4亮亮2V3、V4亮亮3V2、V3、V4亮亮4V1、V2、V3、V4亮亮做一做做一做测一
15、测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器74LS08、74LS32和74LS04是TTL与、或和非门。CD4081、CD4071和CD4069是CMOS与、或和非门。查阅相关资料，说出各引脚的功能，使用时各有什么不同。做一做做一做测一测测一测查一查查一查答一答答一答算一算算一算项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务一任务一 制作水位报警器制作水位报警器1、完成下列数值转换（58.3）10=（）2；（0011 1001 0111.0101）8421=（）102、基本逻辑门电路有（、）3种。3、对于与逻辑，下列说法
16、正确的是（）；对于或逻辑，下列说法正确的是（）。A、有0出0，全1出1；有1出1，全1出1；有0出1，全1出1；有0出1，全1出0。B、有0出1，全1出1；有1出1，全0出0；有1出0，全1出1；有1出1，全0出1。C、有1出1，全0出1；有0出1，全1出1；有1出0，全1出0；有0出1，全1出0。D、有0出0，全1出1；有1出1，全0出0；有0出1，全1出0；有1出0，全0出1。项目八项目八 制作报警器制作报警器项目介绍项目介绍工作任务工作任务任务二任务二制作防盗制作防盗报警器报警器 任务一任务一制作水位制作水位报警器报警器 项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制
17、作防盗报警器想一想学一学学一学拓一拓拓一拓算一算算一算读一读图8.2.1所示是防盗报警器电路图。仔细读图，看一下电路是由什么元器件组成的，研究一下电路有什么组成特点。有你不认识的元件符号吗？读一读读一读想一想想一想 在如图8.2.1所示的电路中，当IC1的11脚是低电位（近似为0V）时，三极管V1 （饱和、截止），此时音乐芯片 （工作、不工作），扬声器 （发出、不发出）声响；当IC1的11脚是高电位（近似为5V）时，三极管V1 （饱和、截止），此时音乐芯片 （工作、不工作），扬声器 （发出、不发出）声响。项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器学一学学一学
18、拓一拓拓一拓算一算算一算读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器学一学学一学拓一拓拓一拓算一算算一算 最常见的复合逻辑运算有与非、或非、与或非、异或、异或非（同或）。读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器学一学学一学拓一拓拓一拓算一算算一算ABY1ABY1ABCDY0010010000101101000011101100001011101100011001001011(d)异或异或逻辑逻辑(e)同或逻同或逻辑辑01101ABYABY0111000000110001011
19、01010011101100101011101111011011000010100110读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器学一学学一学拓一拓拓一拓算一算算一算、基本定律、定理与公式 A1=A A1 1A0=0 A0A0AA1 AAAA AA=A AAA交换律 AB=BA AB=BA结合律 A（BC）=（AB）C A+（B+C）=（A+B）+C分配律 A（B+C）=AB+AC A+BC=（A+B）（A+C）读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器学一学学一学拓一拓拓一
20、拓算一算算一算ABAABCAABBCCAABBABAA常用公式常用公式 A+AB=ABABABAAB摩根定理 以上定律的正确性，可以用列真值表的方法加以证明。若等式两边函数的真值表相同，则等式就成立。读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器1 AA学一学学一学拓一拓拓一拓算一算算一算二、逻辑函数公式法化简逻辑函数的表达形式不同，最简标准也不相同，以最常用的与或表达式为例，化简的最简标准有以下两条：表达式中所含与项个数最少。每个与项中变量个数最少。（1）合并项法BACCBACBACBAY)(读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报
21、警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器ABFEDCABFEDCABABY)(1)(BABAA学一学学一学拓一拓拓一拓算一算算一算（2）吸收法 利用A+AB=A，消去多余与项。（3）消元法DEBAADEABAY读一读读一读想一想想一想项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器学一学学一学拓一拓拓一拓算一算算一算在如图8.2.1所示的电路中，电路通电工作以后：1、当橙色线与电路连接完好无损时，则IC1的1脚电位是 V，2脚电位是 V，5脚电位是 V，6脚电位是 V。2、当橙色线与电路断开连接时，则IC1的1脚电位是 V，2脚电位是 V，5脚电
22、位是 V，6脚电位是 V。做一做做一做看一看看一看查一查查一查练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器如图8.2.3所示是与非门集成电路CD4011的外观图和引脚功能图。仔细观察，看一看有什么特点。做一做做一做看一看看一看练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器一、印刷电路图查一查查一查做一做做一做看一看看一看练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器二、元器件选择音乐三极管检测方法电路中音乐片的型号是音乐三极管
23、电路中音乐片的型号是音乐三极管XC64XC64。音乐。音乐三极管三极管XC64XC64的电源电压是的电源电压是3V3V6V6V。音乐三极管。音乐三极管的两种连的两种连接图和引脚如图接图和引脚如图8.2.58.2.5所示。当音乐所示。当音乐三极管接通电压时就会产生音乐信号，此信号三极管接通电压时就会产生音乐信号，此信号送至三极管送至三极管V V放大后，驱动蜂鸣器发声。放大后，驱动蜂鸣器发声。查一查查一查做一做做一做看一看看一看练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器三、焊接与装配根据安装图，在万能电路板上安装并焊接好元器件，反复对照电
24、路图进行检查，确保电路焊接正确无误。查一查查一查做一做做一做看一看看一看练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器四、通电调试电路板接VCC=+5V直流电源电压。将橙色线断开，若红色发二极管点亮，且喇叭能正常播放无噪声、无失真的音乐声音，说明电路工作基本正常，焊接无误，如图8.2.7所示。否则，先排除电路中存在的故障后，再进入测一测环节。查一查查一查做一做做一做看一看看一看练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器电路板通上+5V直流电源，用万用表测试IC1与非门CD4011
25、各引脚的电位，并将测试结果填入表8.2.4中。万用表万用表档位档位1 2 3 4 567891011121314查一查查一查做一做做一做看一看看一看练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器查一查查一查74LS00、74LS28是TTL的四2输入与非门、或非门。CD4011、CD4001是CMOS的四2输入与非门、或非门。查阅相关资料，说出各引脚的功能，应用时各有什么不同。做一做做一做看一看看一看练一练练一练看一看看一看项目八项目八 制作报警器制作报警器 任务二任务二 制作防盗报警器制作防盗报警器查一查查一查自己动手做一个防盗报警器，电路如图8.2.11所示，粉色线是一段细导线，将其置于门、窗边，当有人进入，碰断细导线时，发光二极管会被点亮，扬声器发出声响报警。
