一、采用CD4013觸發(fā)器的按鈕控制式延時(shí)照明燈電路

　　本例介紹一款以CD4013觸發(fā)器為主要元件制作的按鈕控制式延時(shí)照明燈，它能在按動(dòng)控制按鈕后將照明燈點(diǎn)亮，再次按動(dòng)控制按鈕時(shí)，照明燈將在延時(shí)照明半分鐘左右關(guān)閉。

　　該按鈕控制式延時(shí)照明燈電路由電源電路、輸入控制電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路、延時(shí)控制電路和控制執(zhí)行電路組成，如圖16-6所示。

　　圖  采用CD4013觸發(fā)器的按鈕控制式延時(shí)照明燈電路

　　電路中，電源電路由降壓電容C1、電阻R1、穩(wěn)壓二極管VS、整流二極管VD和濾波電容C2組成；輸入控制電路由控制按鈕S、電阻R2～R4、電容C4和晶體管V1組成；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路由雙D觸發(fā)器集成電路IC內(nèi)部的一個(gè)D觸發(fā)器A1和電阻R5、R8、電容C3、發(fā)光二極管VL組成；延時(shí)控制電路由IC內(nèi)部的另一個(gè)D觸發(fā)器A2、晶體管V2、延時(shí)電容C5和電阻R6、R7組成；控制執(zhí)行電路由晶體管V3、電阻R9、R10和晶閘管VT組成。交流220 V電壓經(jīng)C1降壓、VS穩(wěn)壓、VD整流及C2濾波后，產(chǎn)生+6V電壓供給IC和V1～V3。

　　在未按動(dòng)S時(shí)，V1～V3和VT均截止，照明燈EL不亮，發(fā)光二極管VL發(fā)光。

　　當(dāng)按動(dòng)S時(shí)，V1導(dǎo)通，其集電極由高電平變?yōu)榈碗娖?，使D觸發(fā)器A1翻轉(zhuǎn)，V2導(dǎo)通，C5放電，同時(shí)D觸發(fā)器A2清零復(fù)位，輸出低電平，使V3導(dǎo)通，V3集電極輸出的高電平又使VT受觸發(fā)而導(dǎo)通，照明燈EL點(diǎn)亮。V1導(dǎo)通的同時(shí)，VL熄滅。

　　再次按動(dòng)S時(shí)，V1導(dǎo)通使A1內(nèi)電路翻轉(zhuǎn)，VL點(diǎn)亮，V2截止，+6V電壓經(jīng)R7對(duì)C5充電，當(dāng)C5充滿電（約半分鐘左右）時(shí)，A2內(nèi)電路翻轉(zhuǎn)，使V3和VT截止，照明燈EL熄滅。

　　R5和C3組成開機(jī)復(fù)位電路，在每次通電時(shí)為A1提供一個(gè)復(fù)位脈沖，使A1清零復(fù)位，輸出低電平，照明燈處于關(guān)閉自鎖狀態(tài)，可防止因停電后再來電時(shí)照明燈長(zhǎng)亮而耗費(fèi)電能的現(xiàn)象出現(xiàn)。

　　改變R7的電阻值或C5的電容量，可改變關(guān)燈的延時(shí)時(shí)間。

　　S選用內(nèi)置發(fā)光二極管的動(dòng)合型輕觸按鈕。

　　二、采用CD4013觸發(fā)器的照明燈雙控開關(guān)電路

　　本例中，艾特貿(mào)易網(wǎng)介紹一款以CD4013數(shù)字電路為主要元件制作的照明燈雙控開關(guān)，既能使照明燈快速點(diǎn)亮或熄滅，又能讓照明燈（在點(diǎn)亮一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅）延時(shí)關(guān)閉。

　　該照明燈雙控開關(guān)電路由雙D觸發(fā)器集成電路IC （A1、A2）、控制按鈕S1、S2、發(fā)光二極管VL1、VL2、晶體管V、繼電器K、電阻R1～R4、電容C和二極管VD組成，如圖所示。

　　圖  采用CD4013觸發(fā)器的照明燈雙控開關(guān)電路

　　接通+6 V直流電源后，觸發(fā)器A1和A2因無時(shí)鐘信號(hào)（觸發(fā)脈沖）輸入而輸出低電平，VL1和VL2均不發(fā)光，V處于截止?fàn)顟B(tài)，K不能吸合，其常開觸頭處于斷開狀態(tài)，照明燈EL不亮。

　　當(dāng)按動(dòng)S1后，IC的11腳（CP2端）輸入高電平觸發(fā)脈沖，A2翻轉(zhuǎn)，其13腳（Q2端）輸出高電平、使VL2發(fā)光，V飽和導(dǎo)通，K吸合，其常開觸頭將EL的工作電源接通，照明燈EL點(diǎn)亮。此時(shí)因IC的9腳和12腳均為低電平，即使再按動(dòng)S2，也不能使A2觸發(fā)翻轉(zhuǎn)。若想關(guān)閉照明燈EL，則應(yīng)再次按動(dòng)S1，使IC的13腳變?yōu)榈碗娖?，V截止，K釋放，照明燈EL熄滅。

　　若在接通+6V電源后先按動(dòng)了S2，則IC的1腳（Q1端）輸出高電平，使VL1發(fā)光，V導(dǎo)通，K吸合，照明燈EL點(diǎn)亮。與此同時(shí)，IC第1腳輸出的高電平經(jīng)R3對(duì)C1充電，當(dāng)C1兩端電壓充至一定值時(shí)，A1翻轉(zhuǎn)，使IC的1腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，VL1熄滅，V截止，K釋放，照明燈EL熄滅，從而達(dá)到了延時(shí)關(guān)燈的目的。

　　三、用CD4013制作的觸摸式延時(shí)關(guān)燈電路的工作原理

　　線路板圖：

　　觸摸式延時(shí)開關(guān)電路虛線右面是普通照明線路，左部是電子開關(guān)部分。VD1～VD4、VS組成開關(guān)的主回路，IC組成開關(guān)控制回路。平時(shí)，VS處于關(guān)斷狀態(tài)，燈不亮。VD1～VD4輸出220V脈動(dòng)直流電經(jīng)R5限流，VD5穩(wěn)壓，C2濾波輸出約12V左右的直流電供IC使用。此時(shí)LED發(fā)光，指示開關(guān)位置，便于夜間尋找開關(guān)。

　　IC為雙D觸發(fā)器，只用其中一個(gè)D觸發(fā)器將其接成單穩(wěn)態(tài)電路，穩(wěn)態(tài)時(shí)1腳輸出低電平，VS關(guān)斷。當(dāng)人手觸摸一下電極M時(shí)，人體泄漏電流經(jīng)R1、R2分壓，其正半周使單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)，1腳輸出高電平，經(jīng)R4加到VS的門極，使VS開通，電燈點(diǎn)亮。這時(shí)1腳輸出高電平經(jīng)R3向電容C1充電，使4腳電平逐漸升高直至?xí)簯B(tài)結(jié)束，電路翻回穩(wěn)態(tài)，1腳突變?yōu)榈碗娖剑琕S失去觸發(fā)電壓，交流電過零時(shí)即關(guān)斷，電燈熄滅。

　　元器件選擇

　　IC采用CMOS數(shù)字集成電路CD4013，它為雙D觸發(fā)器，本電路里只使用它的一半，另一個(gè)D觸發(fā)器懸空。VS用2N6565、MCR100-8等小型塑封單向晶閘管，可控制100W以下任何照明電路。VD1～VD4為1N4004～1N4007型整流二極管。LED可用普通紅色發(fā)光二極管，電阻均為RTX型1/8W碳膜電阻器。C1、C2用CD11-16V型電解電容器，C3為瓷片電容器。

　　制作與使用

　　印刷電路參考下圖，觸摸片采用馬口鐵制作，并焊接一只2MΩ1/8W電阻，再引線到電路。開關(guān)的延時(shí)時(shí)間主要由R3、C1數(shù)值決定，圖示數(shù)據(jù)約1分鐘左右。若增大或縮短延時(shí)時(shí)間，可以增大或減小R3及C1數(shù)值。

　　四、新型聲控?zé)舻脑O(shè)計(jì)與制作

　　1、控?zé)綦娐方M成

　　1.1聲音信號(hào)傳感器電路

　　由電阻R1、駐極體話筒BM組成。經(jīng) 實(shí)驗(yàn)，電阻 R1取 值 4.7~24kΩ 均 能 正 常 工 作 。 當(dāng) 然 ， 當(dāng) UBM=UR1時(shí)，此時(shí)的R1值最為恰當(dāng)，其動(dòng)態(tài)電壓 范圍最大。駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲 性能好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)其接成漏極輸出時(shí)， 其增益較高。故駐極體話筒BM的靈敏度很高。

　　1.2聲音信號(hào)放大電路

　　三極管Q1、電阻R2、R3組成基本放大 電路。 R2為基極偏置電阻，R3為集電極電阻，當(dāng)R2》β Q1*R3時(shí)，三極管Q1處于放大狀態(tài)。C1為音頻信號(hào) 耦合電容。

　　1.3 脈沖形成電路

　　由三極管Q2、二極管D5、電容C6、C7，電阻 R11 等組成開關(guān)電路。當(dāng)三極管Q1集電極輸出的音 頻信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，通過三極管Q2的發(fā)射極向C7充 電，三極管Q2導(dǎo)通，在R11上形成正向脈沖電壓； 當(dāng)音頻信號(hào)為正半周時(shí)，電容C7上的正電荷通過D5 快速釋放。二極管D5為積存在Q2基極上的正電荷提供通路，不能省略。C6能去除R11上的雜波信號(hào)， 為取得 較為有用純凈的脈沖信號(hào)立下了汗馬功勞。

　　1.4 脈沖整形電路

　　由CD4013集成電路D觸發(fā)器U1A單元、二極管 D2、電阻R4及電容C2組成單穩(wěn)電路，其作用是將 不規(guī)則的脈沖信號(hào)整形為寬 度一致的脈沖，其脈沖 寬度由R4、C2的時(shí)間常數(shù)決定。

　　1.5雙穩(wěn)態(tài)電路

　　由CD4013集成電路D觸發(fā)器U1B單元、電阻R8 及 電容C4等組成。R8、C4組成延時(shí)電路，使觸發(fā) 器翻轉(zhuǎn)延時(shí)，避免在 0.8s（t=0.7R8*C4）內(nèi)多個(gè)音頻 脈沖造成觸發(fā)器多次翻轉(zhuǎn)，而造成輸出狀態(tài)控制不 準(zhǔn)。其輸出的高、低電平通過電阻R9控制可控硅的 通、斷，即可實(shí)現(xiàn)白熾 燈的亮暗控制。

　　1.6 延時(shí)開啟電路

　　由三極管Q3、二極管D1、電容C3、電阻R5、 R6 等組成。當(dāng)CD4013的第②引腳為高電平時(shí)，通過 二極管D1向C3迅速充電，使三極管Q3飽和導(dǎo)通， 電路處于封鎖狀態(tài)，音頻脈沖控制無效；當(dāng)CD4013 的第②引腳為低電平時(shí)，電容C3上的電荷通過電阻 R5、R6緩慢放電，放電結(jié)束后，三極管Q3截止。 此時(shí)，電路才處于延時(shí)開啟狀態(tài)，音頻脈沖才能正 常控制雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)。選擇R6、C3的值，可確定 第一、第二次掌聲的有效時(shí)間間隔。其時(shí)間常數(shù)大， 有效時(shí)間間隔就長(zhǎng)些，也就是說拍手的節(jié)拍要慢些 才能控制燈狀態(tài)的變化；如果時(shí)間常數(shù)較小，有效 時(shí)間間隔就短些，也就是說拍手的速度快些也可控制 燈狀態(tài)的變化。按圖3中所示，其有效延時(shí)時(shí)間間 隔約為0.29s（根據(jù)C3的放電電壓曲線uC=E*e-t/τ， 其中時(shí)間常數(shù)τ=R6*C3。取uC3=0.7V、E=11.3V， 得t=2.78τ=0.29s，詳見圖4中UC3波形）。注意： R6、C3的時(shí)間常數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R4、C2的時(shí)間常數(shù) 才行。

　　1.7簡(jiǎn)易電源電路

　　市電經(jīng)整流堆D3橋式整流電路整流，形成 100Hz 的脈動(dòng)直流電。經(jīng)R10限流降壓，電容C5濾波，穩(wěn) 壓管DW5穩(wěn)壓，就形成簡(jiǎn)易12V穩(wěn)壓電源了。由于 控制電路的工作電流很小，故電阻R10可取大些， 取值范圍為100~150kΩ均可正常工作，其功率取值 為1W。

　　2、聲控?zé)艄ぷ髟?/strong>