[项目学习]

2.1 基础知识

2.1.1 认识NE555集成电路

NE555是8脚时基集成电路，其体积小、稳定可靠、操作电源范围大、输出电流能力强、温度稳定度佳，且价格便宜。

NE555的主要参数：

1）供电电压：4.5～18V。

2）输出电流：最大225mA。

图2-2所示是双列直插封装的NE555集成电路，图2-3所示是这个集成电路的原理图。对于集成电路，需要知道它的引脚分布规律。不论是何种集成电路，都要先找到它的第1脚，通常，集成电路都有标志，用来帮助人们确定。图2-2所示的集成电路有一个半圆形的缺口，找到第1脚以后，其他引脚按逆时针方向顺序排列，参考图2-3。

2.1.2 认识CD4017集成电路

CD4017是一种十进制计数器/脉冲分配器，图2-4所示是其双列直插型号的外形，图2-5是其图形符号。它有Y0～Y9、CO共11个输出端，CP、CR、INH共3个输入端。INH引脚为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR为高电平时，计数器清零。

CD4017引脚功能符号：

CO：进位脉冲输出端，可用于多片CD4017级联；

CP：时钟输入端；

CR：清除端；

INH：禁止端；

Y0～Y9：计数脉冲输出端；

V_DD：正电源；

V_SS：地。

图2-6所示是CD4017的工作波形图。波形图被许多集成电路用作描述其工作状态，简单而直观。图中虚线①左侧描述的是CR端为高电平的状态，当CR端为高电平时，即便有CP脉冲，输出端也不会发生变化。虚线①和②之间描述的是当CR端为低电平时，来了一个CP脉冲（一次由低电平到高电平的变化），则Y0由高电平变成了低电平，而Y1由低电平变成了高电平，其他输出引脚不变。虚线②和③之间描述的是再次出现一个CP脉冲，Y1由高电平变成低电平，而Y2由低电平变成高电平。仔细观察波形图，不难得出结论，每次CP端出现由低电平到高电平的变化时，Y0～Y9就会依次发生变化，引脚为高电平的引脚往前推进一个，而原来为高电平的引脚则变为低电平。

2.1.3 认识拨动开关

拨动开关通过拨动开关柄使电路接通或断开，从而达到切换电路的目的。

图2-7所示是一个双刀双掷开关，它有两个通过绝缘体连接在一起的金属片，它们没有电气连接但保持机械动作的一致性。当刀朝左压下后，中间接线端子与左侧接线端子相连，形成两条导电通路；当刀朝右压下后，中间接线端子与右侧接线端子相连，形成两条导电通路，这就是双刀双掷开关的基本工作原理。

两极双位拨动开关结构比图2-7中的要小巧许多，但工作原理是一样的。图2-8所示为SS-22D07型两极双位拨动开关的外形图，它有6个引脚，与图2-7所示双刀双掷开关中的6个接线柱一一对应。

图2-9所示是SS-22D07开关的外形尺寸图。在设计这个电路的印制电路板时，需要这些尺寸才能画出真实形状的封装，保证能够正确地安装该器件，并能正确地在机壳上开孔。

2.1.4 认识RC充放电电路

1.RC充电电路

图2-10a所示是将开关S置于“1”的状态，电源E开始通过电阻R对电容C充电，由于刚开始充电时电容两端没有电荷，故电容两端电压为0。此时电流最大，它对电容C充电的速度最快。随着电容不断被充电，它两端电压U_O很快上升，电阻R两端电压U_R不断减小，充电电流不断减小，充电的速度也在减慢。图2-10b所示是充电时电容两端电压变化曲线。

电容充电速度与R、C的乘积有关，这个乘积称为时间常数，用τ表示，即

τ=RC

式中，τ的单位是s（秒）；R的单位是Ω（欧姆）；C的单位是F（法拉）。RC充电电路时间常数τ越大，充电时间越长，反之则时间越短。

2.RC放电电路

图2-11a所示是电容C充电后，将开关S置于“2”处的状态，电容C开始通过电阻R放电，由于刚开始放电时电容两端电压为E，放电电流最大，电容C放电很快。随着电容不断放电，它两端电压U_O很快下降，故放电电流也很快减小。图2-11b所示是放电时电容两端电压变化曲线。