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第一節(jié)　開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用
考試內(nèi)容
考核要求
(1)簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理
(2)簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試
(3)安裝過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的分析和解決
b
c
c
1.電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的控制沒(méi)有影響，也就是被控量的變化不會(huì)改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化，即沒(méi)有反饋。
2.關(guān)于JN6201的具體使用說(shuō)明：
(1)I1、I2、I3、I4默認(rèn)輸入為低電平(即懸空時(shí)為低電平)，01、02、03默認(rèn)輸出低電平，04默認(rèn)輸出高電平。
(2)當(dāng)I1、I2、I3和I4中任一端輸入高電平，01、02輸出音頻信號(hào)，03輸出頻率較低的周期性脈沖信號(hào)，04輸出低電平。
3.設(shè)計(jì)和安裝開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：
(1)依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，確定被控量和被控對(duì)象。
(2)根據(jù)開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎_定控制(處理)部分使用的實(shí)用電路和元器件，選擇合適的執(zhí)行部件。
(3)參照相關(guān)資料，在輸入、控制(處理)和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設(shè)計(jì)或改進(jìn)原有的電路。
(4)檢測(cè)元器件或?qū)嵱秒娐返馁|(zhì)量。
(5)安裝電路，防止元器件錯(cuò)接、虛焊，要注意對(duì)未使用的引腳的處理，注意接地。
(6)調(diào)試電路，檢查觸發(fā)電壓的大小。
一、簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理(b)
1.開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)
電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的控制沒(méi)有影響，也就是被控量的變化不會(huì)引起控制量的改變，即沒(méi)有反饋，這種控制系統(tǒng)叫做開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)。適用于被控對(duì)象的狀態(tài)變化較為簡(jiǎn)單、被控量的控制精度要求高、干擾較少或影響不大的情形。
2.開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理
控制器對(duì)輸入部分(傳感器)采集到輸入量進(jìn)行判斷、計(jì)算、比較后向輸出部分(執(zhí)行器)發(fā)出執(zhí)行指令，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)操作，讓整個(gè)控制系統(tǒng)出現(xiàn)某種狀態(tài)，即系統(tǒng)輸出量與輸入量對(duì)應(yīng)。只有輸入量對(duì)輸出量產(chǎn)生控制作用，輸出量對(duì)控制量沒(méi)有作用，因此它不具備抗干擾能力。
【典例1】 下列控制系統(tǒng)中，不屬于開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的是(　　)
A.紅外線水龍頭的打開(kāi)控制系統(tǒng)
B.紅外線水龍頭的延時(shí)關(guān)閉控制系統(tǒng)
C.家用電飯煲的加熱保溫切換控制系統(tǒng)
D.家用電飯煲的持續(xù)保溫控制系統(tǒng)
解析　家用電飯煲的持續(xù)保溫控制系統(tǒng)存在反饋，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。故選D。
答案　D
【變式訓(xùn)練1】 如圖所示為“Spark”智能手表，內(nèi)部裝有兩個(gè)傳感器，能隨時(shí)監(jiān)測(cè)你的移動(dòng)速率和頻率，當(dāng)你打瞌睡了，通過(guò)計(jì)算模塊判斷你是否快睡著了，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)，讓震動(dòng)模塊發(fā)出震動(dòng)信號(hào)提醒你。關(guān)于該智能手表，以下說(shuō)法中不正確的是(　　)
A.該系統(tǒng)屬于開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng) B.被控對(duì)象是人的手表
C.該電子控制的輸出是傳感器 D.控制部分是計(jì)算模塊
解析　該電子控制的輸出是電子開(kāi)關(guān)，故選C。
答案　C
二、簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試(c)
設(shè)計(jì)和安裝開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：
(1)依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，確定被控量和被控對(duì)象。
(2)根據(jù)開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎_定控制(處理)部分使用的實(shí)用電路和元器件，選擇合適的執(zhí)行部件。
(3)參照相關(guān)資料，在輸入、控制(處理)和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設(shè)計(jì)或改進(jìn)原有的電路。
(4)檢測(cè)元器件或?qū)嵱秒娐返馁|(zhì)量。
(5)安裝電路，防止元器件錯(cuò)接、虛焊，要注意對(duì)未使用的引腳的處理，注意接地。
(6)調(diào)試電路，檢查觸發(fā)電壓的大小。
【典例2】 王明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的由555集成電路、覆銅板探頭、喇叭、電位器、電阻、電容和電池等組成的雨水報(bào)警器。王明同學(xué)想把該報(bào)警器改裝成防盜報(bào)警器，下列改裝方案不合適的是(　　)
A.將覆銅板探頭換成紅外線感應(yīng)裝置來(lái)控制
B.將覆銅板探頭換成干簧管來(lái)控制
C.將覆銅板探頭換成壓力觸點(diǎn)來(lái)控制
D.將覆銅板探頭換成聲音傳感器來(lái)控制
解析　防盜報(bào)警器是防止小偷進(jìn)入家中，可以將該報(bào)警器放置在窗臺(tái)上，能夠檢測(cè)人體的傳感器，可以用紅外線裝置，也可以用腳不小心踩到壓力開(kāi)關(guān)來(lái)觸發(fā)報(bào)警，也可以用干簧管安裝在窗戶(hù)上來(lái)觸發(fā)，靠聲音傳感器來(lái)觸發(fā)不是好的方案。故選D。
答案　D
【變式訓(xùn)練2】 小張同學(xué)為家里的花盆設(shè)計(jì)了一款如圖所示的濕度報(bào)警電路，以下分析正確的是(　　)
A.上下調(diào)節(jié)R3中心抽頭，蜂鳴器始終不響，可能是R4虛焊
B.R3中心抽頭向下調(diào)節(jié)，可以調(diào)小報(bào)警濕度值
C.土壤濕度過(guò)小或過(guò)大時(shí)蜂鳴器均會(huì)報(bào)警
D.當(dāng)6腳輸出高電位時(shí)蜂鳴器不響，可能是R2阻值過(guò)小
解析　根據(jù)電路設(shè)計(jì)及CF741的功能特點(diǎn)，當(dāng)土壤濕度過(guò)小時(shí)CF741的3腳輸入高電平，則6腳輸出高電平，蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)土壤濕度過(guò)大時(shí)3腳為低電平，則6腳輸出低電平蜂鳴器不報(bào)警，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；假如R4虛焊，則CF741的2腳連接電源正極始終輸入高電平，則6腳始終為低電平，導(dǎo)致蜂鳴器始終不響；R3的中心抽頭向下調(diào)節(jié)則2腳的電勢(shì)降低，為了實(shí)現(xiàn)同樣功能3腳的電勢(shì)也應(yīng)降低，則報(bào)警時(shí)土壤的濕度應(yīng)該增大；假如R2阻值過(guò)小，則2腳更容易得到高電平，6腳不可能輸出高電平。故選A。
答案　A
三、安裝過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題的分析和解決(c)
1.安裝過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題的分析
先對(duì)系統(tǒng)整體分析，從安裝原理到系統(tǒng)構(gòu)成，接著對(duì)連線和焊接進(jìn)行檢測(cè)，再對(duì)各個(gè)組成部分進(jìn)行分析和調(diào)節(jié)測(cè)試，對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和分析。
2.對(duì)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清楚的情況下，可以采用黑箱方法。
3.了解JN6201集成電路輸入與輸出之間的關(guān)系
(1)I1、I2、I3、I4默認(rèn)輸入為低電平(即懸空時(shí)為低電平)，01、02、03默認(rèn)輸出低電平，04默認(rèn)輸出高電平；
(2)當(dāng)I1、I2、I3和I4中任一端輸入高電平，01、02輸出音頻信號(hào)，03輸出頻率較低的周期性脈沖信號(hào)，04輸出低電平。
4.了解簡(jiǎn)單多諧振蕩電路輸入與輸出之間的關(guān)系(R1＝R2＝R，C1＝C2＝C)
(1)通電后，輸出脈沖信號(hào)；
(2)振蕩的頻率與RC成正比。
【典例3】 圖a所示是光控喇叭試驗(yàn)電路原理圖，當(dāng)光線充足時(shí)，喇叭發(fā)出聲音。R1、R2、R3、V1組成光線信號(hào)采集與放大電路，集成電路JN6201為音樂(lè)集成電路(引腳見(jiàn)圖b)，用于實(shí)現(xiàn)邏輯控制和音樂(lè)的輸出請(qǐng)完成以下任務(wù)：
(1)當(dāng)光線充足，喇叭發(fā)出聲音時(shí)，此時(shí)三極管V1的工作狀態(tài)為_(kāi)_______(在①飽和；②放大；③截止中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在________處)；
(2)現(xiàn)在電路中接入一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)喇叭響起時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，喇叭不響時(shí)，發(fā)光二極管熄滅，以下接入位置中最合理的是________(在①R1與R2之間；②V1的發(fā)射極；③V2的基極中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)；
(3)發(fā)光二極管的電路符號(hào)，以下正確的是(　　)
(4)小明同學(xué)要將該實(shí)驗(yàn)電路改裝為樓道燈控系統(tǒng)，當(dāng)天暗時(shí)，樓道燈自動(dòng)打開(kāi)，天亮?xí)r自動(dòng)關(guān)閉。樓道燈由220 V交流電源供電，采用直流電磁繼電器的觸點(diǎn)作為樓道燈的開(kāi)關(guān)，用三極管控制繼電器觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)，已知JN6201在第2腳輸入高電平時(shí)，第9腳才輸出低電平。請(qǐng)你根據(jù)上述條件和要求在虛線框中幫助小明畫(huà)全電路。
解析　(1)三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)光線充足，喇叭發(fā)出聲音時(shí)，三極管導(dǎo)通處于飽和狀態(tài)。(2)共發(fā)射極接法，三極管的基極和發(fā)射極不能接用電器。故選①。(3)發(fā)光二極管的電路符號(hào)為“”。故選B。(4)略。
答案　(1)③　(2)①　(3)B
(4)
如圖所示是用三極管控制發(fā)光二極管的電路，根據(jù)V1基極的輸入情況控制V2發(fā)光或不發(fā)光。請(qǐng)完成第1～2題。
1.電路圖中電容C應(yīng)選用的類(lèi)型是(　　)
解析　根據(jù)電路符號(hào)電容C為電解電容器。故選D。
答案　D
2.現(xiàn)要將該電路用于下雨提示，當(dāng)濕敏傳感器MS檢測(cè)到雨水時(shí)，接通電路，使V1發(fā)光。以下元器件與電路的連接中正確的是(　　)
解析　當(dāng)檢測(cè)到雨水時(shí)濕敏傳感器的電阻變小，V2發(fā)光，三極管V1處于導(dǎo)通狀態(tài)，則V1的基極應(yīng)為高電平。故選B。
答案　B
3.如圖所示的光控電路，當(dāng)光線暗到一定程度時(shí)，繼電器J吸合，V1亮。555集成電路6腳電位升至電源電壓的三分之二時(shí)，3腳輸出低電平；2腳電位降至電源電壓的三分之一時(shí)，3腳輸出高電平。調(diào)試中發(fā)出V1始終不亮，下列故障原因分析中合理的是(　　)
A.Rp虛焊 B.Rg與Rp位置接反了
C.R1阻值偏小 D.Rp連焊
解析　Rp虛焊時(shí)555的2、6腳接電源正極為高電平，則3腳輸出始終為低電平，V1始終不亮；Rg與Rp位置接反了只會(huì)變成光線亮?xí)rV1亮；R1阻值改變的是V1的亮度與V1是否發(fā)光無(wú)關(guān)；Rp連焊相當(dāng)于短路，則V1始終發(fā)光。故選A。
答案　A
4.如圖所示是小明設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警裝置部分電路，其中IC是運(yùn)算放大器，輸入輸出邏輯關(guān)系見(jiàn)圖中表格，Rt是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。當(dāng)溫度達(dá)到或超過(guò)40 ℃時(shí)，要求該報(bào)警裝置發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。請(qǐng)完成以下任務(wù)：
(1)當(dāng)溫度升高時(shí)，Rt的電阻值將________(在①增大；②減小中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
(2)當(dāng)溫度達(dá)到或超過(guò)40 ℃時(shí)，要求發(fā)光二極管V1發(fā)光，請(qǐng)根據(jù)電路的邏輯關(guān)系在a、b、c三點(diǎn)中選擇合適的點(diǎn)連接V1和R4。
(3)運(yùn)算放大器不能直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，請(qǐng)根據(jù)電路的邏輯關(guān)系選擇合適的三極管(NPN型或PNP型，采用共發(fā)射極接法)，在虛線框中畫(huà)出蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路。
(4)在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)40 ℃還沒(méi)有報(bào)警，現(xiàn)要對(duì)電路重新調(diào)試，調(diào)試步驟如下：
A.將________放入盛有冷水的燒杯，插入溫度計(jì)，加入熱水使水溫等于40 ℃(在①I(mǎi)C；②R3；③Rt中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)；B.________，直至報(bào)警裝置發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)為止(在①減小R3；②增大R3；③減小Rt；④增大Rt中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
解析　(1)Rt是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，特性是隨著溫度的升高電阻減小；(2)溫度升高Rt減小，運(yùn)算放大器的正相輸入端為高電平，則輸出高電平；(3)略；(4)Rt為熱敏傳感器，故調(diào)試時(shí)應(yīng)將Rt放入盛有冷水的燒杯；溫度超過(guò)40 ℃還沒(méi)報(bào)警則應(yīng)將報(bào)警溫度調(diào)低，則運(yùn)算放大器的反相輸入端的電勢(shì)也應(yīng)該降低，故應(yīng)調(diào)小R3。
答案　(1)②
(2)如圖
(3)如圖
(4)③　①
5.小明設(shè)計(jì)了如圖所示的溫度報(bào)警電路。當(dāng)檢測(cè)到的溫度高于設(shè)定值后，V3隨溫度升高逐漸變亮，如果溫度繼續(xù)上升到一定值后，V4、V5開(kāi)始變亮，最后蜂鳴器HA發(fā)出報(bào)警聲。根據(jù)電路圖和功能要求完成下列任務(wù)：
(1)Rt應(yīng)選擇________(在A.正溫度系數(shù)熱敏電阻；B.負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻；C.可調(diào)電阻；D.定值電阻中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填入“________”處)；
(2)從V3變亮到V4、V5變亮的過(guò)程中，V1集電極c和發(fā)射極e之間的電壓________(在A.降低；B.升高；C.保持不變中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填入“________”處)；
(3)小明搭建了測(cè)試電路，測(cè)試中，先固定Rp1，然后改變溫度，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管V3、V4、V5溫度高時(shí)不亮，溫度低時(shí)反而亮。造成該現(xiàn)象不可能的原因是________(在A.V1誤用了PNP型；B.Rt與Rp1位置接反了；C.Rp1阻值偏小中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填入“________”處)；
(4)小明在調(diào)試電路時(shí)，不小心損壞了三極管V1，準(zhǔn)備用電壓比較器代替三極管V1來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度過(guò)高報(bào)警，請(qǐng)你幫助小明在電路圖虛線框中將比較器連接好；
(5)修改后的電路相比原電路________(在A.功能完全一樣；B.V3、V4、V5同時(shí)亮滅；C.Rp1和Rp2能分別設(shè)定報(bào)警溫度的上限和下限中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填入“________”處)。
解析　(1)根據(jù)題意可知，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，V2應(yīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)，則V1也應(yīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)，V1的基極為高電平，說(shuō)明Rt阻值較小，則Rt為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。(2)V3變亮到V4、V5變亮的過(guò)程說(shuō)明三極管V1和V2經(jīng)歷了從放大到飽和的變化過(guò)程，則c和e之間的電壓在降低。(3)Rp1阻值變小，只能造成三極管截止，從而導(dǎo)致V3、V4、V5不發(fā)光。(4)略。(5)把V1改成電壓比較器后沒(méi)有放大功能，所以只能通過(guò)電路來(lái)控制燈的亮和滅。
答案　(1)B　(2)A　(3)C
(4)如圖
(5)B
如圖所示是某電動(dòng)玩具的電路圖，請(qǐng)完成第1～2題。
1.電路圖中R1應(yīng)選用的類(lèi)型是(　　)
解析　根據(jù)電路圖中R1的電路符號(hào)可知R1為光敏電阻，故選B。
答案　B
2.下列對(duì)該電路的分析中不正確的是(　　)
A.三極管V1在電路中起開(kāi)關(guān)的作用
B.電機(jī)M工作時(shí)，三極管V1的集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)
C.二極管V2主要用于保護(hù)三極管V1
D.R2換用阻值小一點(diǎn)的電阻，更容易觸發(fā)電機(jī)M啟動(dòng)
解析　R2換用阻值小一點(diǎn)的電阻，三極管V1更容易截止，則電機(jī)M更容易停止。故選D。
答案　D
3.如圖所示為模擬光控?zé)綦娐罚{(diào)小Rp起到的作用是(　　)
A.點(diǎn)亮LED燈，Rg上需要比原來(lái)更弱的光照
B.點(diǎn)亮LED燈，Rg上需要比原來(lái)更強(qiáng)的光照
C.使LED燈變得更亮
D.使LED燈變得更暗
解析　Rp調(diào)小，V－會(huì)變大，要求燈被點(diǎn)亮，Rg上的電壓也要求隨之增大，因此，需要比原來(lái)更弱的光。故選A。
答案　A
4.如圖所示為高溫報(bào)警電路，Rt為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。下列關(guān)于該電路的分中，不正確的是(　　)
A.溫度越高，Rt越小
B.要把報(bào)警溫度提高，應(yīng)調(diào)大Rp
C.如果測(cè)得Ube＝0.7 V，Uce＝3 V，則三極管工作在放大狀態(tài)
D.如果Rp虛焊，一直報(bào)警
解析　要把報(bào)警溫度提高，應(yīng)調(diào)小Rp。故選B。
答案　B
5.如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的臺(tái)燈電路，下列分析不正確的是(　　)
A.電容C1具有延時(shí)的作用
B.發(fā)光二極管V3亮，則V2導(dǎo)通，V1導(dǎo)通
C.合上開(kāi)關(guān)，V3隨即亮
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，C1放電，放電時(shí)間與C1R1成正比
解析　斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，C1同時(shí)向R1和R2、V1放電，放電時(shí)間與R2、V1也有關(guān)。故不與C1R1成正比。故選D。
答案　D
6.如圖所示為某簡(jiǎn)易高溫報(bào)警裝置的電路圖。已知Rt是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。電壓比較器IC的3腳電位大于2腳電位時(shí)，1腳輸出高電平；反之，1腳輸出低電平。關(guān)于該電路，下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A.RP1一定的情況下，RP2調(diào)大，報(bào)警溫度會(huì)增加
B.溫度越高，Rt的電阻越小
C.RP2一定的情況下，RP1調(diào)小，報(bào)警溫度會(huì)降低
D.1腳輸出高電平時(shí)，V1導(dǎo)通，V2發(fā)光
解析　RP2一定的情況下，RP1調(diào)小，報(bào)警溫度會(huì)增加。故選C。
答案　C
7.小通想設(shè)計(jì)一款柜門(mén)燈。只有環(huán)境光很暗且打開(kāi)柜門(mén)時(shí)，燈才亮。他設(shè)計(jì)用光敏電阻來(lái)檢測(cè)環(huán)境光，用干簧管來(lái)檢測(cè)柜門(mén)的開(kāi)合(柜門(mén)上安裝有磁鐵，柜門(mén)合上后干簧管常開(kāi)觸頭閉合)。下列電路原理圖中，設(shè)計(jì)合理的是(　　)
解析　柜門(mén)合上，干簧管常開(kāi)觸頭閉合，三極管截止，燈不亮；柜門(mén)打開(kāi)，干簧管常開(kāi)觸頭斷開(kāi)，環(huán)境光暗時(shí)，RL電阻很大，三極管導(dǎo)通，燈亮。故選C。
答案　C
8.如圖所示為L(zhǎng)ED發(fā)光實(shí)驗(yàn)電路，由兩個(gè)電壓比較器C1、C2，基本觸發(fā)器及發(fā)光二極管組成，電壓比較器的同相端比反相端的電壓高時(shí)，輸出高電平，相反則輸出低電平。閉合電源開(kāi)關(guān)后，將圖中可變電阻Rp的滑片P從M端調(diào)至N端，LED燈的狀態(tài)為(　　)
A.先亮后滅 B.先滅后亮
C.一直亮 D.一直不亮
解析　P從M端調(diào)至N端的過(guò)程中，觸發(fā)器的狀態(tài)依次為0態(tài)，保持，1態(tài)。故選B。
答案　B
9.如圖所示為“光敏百靈鳥(niǎo)”電路圖，在不同的光照下，會(huì)發(fā)出忽高忽低的鳴叫聲。關(guān)于該電路，下列分析中不正確的是(　　)
A.接通電源后的一段時(shí)間內(nèi)，2、6腳為低電平，3腳為高電平
B.光照越強(qiáng)，喇叭發(fā)出聲音的音調(diào)越低
C.接通電源后，C1將會(huì)反復(fù)充放電
D.2、6腳的電位不會(huì)高于2/3VCC
解析　光照越強(qiáng)，光敏電阻的阻值越小，充放電頻率越大，喇叭發(fā)出聲音的音調(diào)越高。故選B。
答案　B
10.如圖所示是小林設(shè)計(jì)的光控路燈電路，Rg是光敏電阻，當(dāng)光線強(qiáng)度低于一定值時(shí)，發(fā)光二極管V發(fā)光。關(guān)于該電路，下列說(shuō)法不正確的是(　　)
輸入管腳情況
輸出管腳情況
2腳輸入
6腳輸入
3腳輸出
低電平
低電平
高電平
高電平
高電平
低電平
高電平
低電平
保持
低電平
高電平
禁止
A.光照增強(qiáng)，2、6腳的電位逐漸增加
B.如果發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，3腳為高電平，2、6兩腳為低電平
C.如果希望發(fā)光二極管在光更暗時(shí)發(fā)光，應(yīng)把RP調(diào)大
D.光照減弱，Rg增大
解析　如果發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，3腳為高電平，2、6兩腳為低電平；也可能2腳為高電平，6腳為低電平。故選B。
答案　B
11.如圖所示為小明設(shè)計(jì)的一款視力保護(hù)提醒器的電路圖，該裝置在學(xué)習(xí)環(huán)境光線亮度高于(或低于)設(shè)定的亮度上限(或下限)時(shí)，發(fā)出警報(bào)聲提醒注意保護(hù)視力，Rg1和Rg2為相同特性的光敏電阻，通過(guò)可調(diào)電阻Rp1和Rp2可以調(diào)節(jié)光線亮度范圍的下限和上限，集成芯片JN6201的引腳圖如圖b所示。小明組裝好電路后發(fā)現(xiàn)，光線暗時(shí)能正常報(bào)警，光線很亮?xí)r揚(yáng)聲器不報(bào)警。關(guān)于該故障的可能原因，下列分析中正確的是(　　)
A.三極管V被擊穿 B.Rp1阻值過(guò)大
C.引腳1虛焊 D.Rp2阻值過(guò)大
解析　三極管V被擊穿，則揚(yáng)聲器一直報(bào)警；Rg2控制上限，光線亮?xí)r不報(bào)警與Rp1無(wú)關(guān)；引腳1虛焊，則即使光線很亮，1腳仍為低電平；Rp2阻值大易造成1腳高電平，揚(yáng)聲器更易報(bào)警。故選C。
答案　C
12.如圖所示為小宇設(shè)計(jì)的房間自動(dòng)排氣裝置電路。當(dāng)窗戶(hù)打開(kāi)時(shí)，排氣裝置不工作，當(dāng)窗戶(hù)關(guān)閉時(shí)，排氣裝置能自動(dòng)開(kāi)啟。此電路選用干簧管作為傳感器，窗戶(hù)關(guān)閉時(shí)干簧管閉合。下列關(guān)于電路的分析中錯(cuò)誤的是(　　)
A.在印制板上焊接電阻R1時(shí)，烙鐵頭同時(shí)加熱電阻引腳和印制板上的焊盤(pán)
B.當(dāng)排氣裝置工作時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)用萬(wàn)用表分別測(cè)量三極管的Ube和Uce，測(cè)得Ube為0 V，Uce為6 V
C.電路中的電容可以選擇25 V、10 μF規(guī)格的電解電容
D.當(dāng)窗戶(hù)剛打開(kāi)時(shí)，為了延時(shí)關(guān)閉排氣裝置的時(shí)間能明顯加長(zhǎng)，R1和R2電阻中應(yīng)該選擇更換R2，將R2由2 kΩ更換為200 kΩ
解析　當(dāng)窗戶(hù)剛打開(kāi)時(shí)，為了延時(shí)關(guān)閉排氣裝置的時(shí)間能明顯加長(zhǎng)，R1和R2電阻中應(yīng)該選擇更換R2，將電阻R由2 kΩ更換為200 kΩ，若R2換成200 kΩ，導(dǎo)致三極管基極電位偏低，無(wú)法導(dǎo)通，故無(wú)法延時(shí)。故選D。
答案　D
13.如圖1所示是觸摸式報(bào)警電路，當(dāng)有人觸摸M時(shí)，報(bào)警器就報(bào)警。請(qǐng)完成以下任務(wù)：
圖1
(1)當(dāng)人觸摸M時(shí)，1腳為_(kāi)_______(在①高電平；②低電平中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
(2)要實(shí)現(xiàn)題中的功能要求，請(qǐng)?jiān)趫D1虛線框中補(bǔ)上一個(gè)合適的邏輯門(mén)。
(3)要把觸摸報(bào)警改為遮光報(bào)警，即用手遮住光敏電阻時(shí)報(bào)警，請(qǐng)?jiān)趫D2虛線框中選擇合適的元件把電路補(bǔ)充完整。
圖2
(4)要把觸摸報(bào)警改為遮光報(bào)警，即用手遮住光敏電阻時(shí)報(bào)警，并且報(bào)警聲能維持一段時(shí)間，請(qǐng)?jiān)趫D3虛線框中選擇合適的連接點(diǎn)把所有的電子元件連接起來(lái)。
圖3
解析　(1)當(dāng)人觸摸時(shí)，相當(dāng)于1腳接地，故為低電平。(2)根據(jù)工作原理，虛線框中邏輯門(mén)的作用是把低電平轉(zhuǎn)換成高電平，故應(yīng)為非門(mén)。(3)略。(4)略。
答案　(1)②　(2)非門(mén)(或兩輸入腳并接的或門(mén)或兩輸入腳并接的與門(mén))
(3)如圖
(4)如圖
14.如圖a是小明學(xué)習(xí)了電子控制技術(shù)以后設(shè)計(jì)的LED閃爍燈電路。IC芯片與R1，R2，C1組成多諧振蕩器，當(dāng)電源接通時(shí)，由于C1兩端電壓不能突變，因此IC的2腳為低電平，輸出端3腳為高電平，LED燈點(diǎn)亮。隨著電源經(jīng)過(guò)R1、R2給C1充電，C1兩端的電壓逐漸升高，當(dāng)?shù)诫娫措妷旱?/3時(shí)，3腳輸出低電平，LED燈熄滅。此時(shí)，C1通過(guò)R2和放電管(7腳)放電，當(dāng)C1放電至電源電壓的1/3時(shí)，3腳再次輸出高電平。LED燈閃爍。請(qǐng)根據(jù)描述和電路圖完成下列各題：
圖a
(1)圖中電容器C1采用瓷片電容器，電容器的標(biāo)稱(chēng)值應(yīng)為_(kāi)_______(在A.221；B.224；C.225；D.220中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填入“________”處)。
(2)圖中由IC芯片與R1，R2，C1組成多諧振蕩器振蕩時(shí)輸出的波形為_(kāi)_______。
(3)小明覺(jué)得LED燈閃爍的頻率太高了，現(xiàn)要把頻率調(diào)低，下列方法不正確的是________、________(在A.減小R1；B.增大R2；C.增大R3；D.把C1換成容量更大的電容器中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填入“________”處)。
(4)小明想改進(jìn)電路設(shè)計(jì)，使原來(lái)的閃爍燈改裝成呼吸燈，即燈的亮滅要像人的呼吸一樣逐漸過(guò)渡。最終達(dá)到的效果是：通電后LED漸漸變亮，達(dá)到最亮后保持幾秒鐘，然后再漸漸變暗直到熄滅，熄滅幾秒鐘后又漸漸由暗變亮，如此反復(fù)循環(huán)。現(xiàn)找到兩個(gè)固定電阻R4和R5，一個(gè)NPN型的三極管VT和一個(gè)220 μF的電容器C3，請(qǐng)你幫助小明在圖b的虛線框中把電路連接完整。
圖b
解析　(1)電容器C1的電容量為220 μF＝2.2×105 pF，瓷片電容器采用三位數(shù)碼標(biāo)法，故應(yīng)標(biāo)“225”。(2)根據(jù)題目的描述多諧振蕩器輸出的信號(hào)是方波，故選C。(3)要降低LED燈的閃爍頻率需把多諧振蕩器的頻率調(diào)低，即增大電容器充放電的周期。C1經(jīng)R1、R2充電，經(jīng)R2、7腳和1腳放電，要增大充放電的周期，可以調(diào)大R1、R2或者把C1換成容量更大的電容器，故充放電的周期與R3無(wú)關(guān)。故選A、C。(4)略。
答案　(1)C　(2)C　(3)A　C　(4)如下圖
15.如圖a所示是聲光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)電路原理圖，電路中發(fā)光二極管V3在光線較弱且有聲音時(shí)才能發(fā)光。MIC(傳聲器)、C1、V1、R2、R3、R4組成聲音信號(hào)采集與放大電路，R1、R5組成光線信號(hào)的采集電路，V2、R6、C2組成燈光延時(shí)電路。集成電路CC4011為四2輸入與非門(mén)(引腳見(jiàn)圖b)，用于控制和輸出邏輯電平。請(qǐng)完成以下任務(wù)：
圖a　聲光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)電路原理圖
圖b　CC4011引腳圖
(1)集成電路CC4011中與非門(mén)的2個(gè)輸入端A(1腳)和B(2腳)與輸出端Y(3腳)的邏輯關(guān)系是________。
(2)當(dāng)光線由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，光敏電阻R1的阻值________(在①增大；②減小；③不變中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
(3)圖a中，當(dāng)CC4011的4腳輸出高電平，二極管V2導(dǎo)通，由于V2導(dǎo)通時(shí)電阻值較小，電容C2很快被充電到高電平，此時(shí)發(fā)光二極管V3________(在①發(fā)光；②不發(fā)光中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
(4)小亮同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)后，準(zhǔn)備將該實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)用于樓道燈的控制。樓道燈由220 V交流電源供電，采用直流電磁繼電器的觸點(diǎn)作為樓道燈的開(kāi)關(guān)，用三極管控制繼電器觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)。請(qǐng)你根據(jù)上述要求在虛線框中幫助小亮畫(huà)全電路。
解析　(1)略。(2)根據(jù)光敏電阻的特性，光線變?nèi)蹼娮柙龃蟆?3)C2被充電到高電平，則與C2相連的8、9腳為高電平1；根據(jù)邏輯關(guān)系10腳為0，則12、13腳為0，13為1，則V3亮。(4)略。
答案　(1)Y＝或全高出低，有低出高或
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
(2)①　(3)①
(4)
16.如圖1所示是小明設(shè)計(jì)的裝在晾衣架上的報(bào)警裝置部分電路，Rs為負(fù)特性濕度電阻。當(dāng)下雨時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，提醒屋內(nèi)人收回晾衣架。該電路的主控芯片采用JN6201音樂(lè)集成芯片，有關(guān)JN6201的部分資料如下：(1)芯片電源電壓為3 V；(2)當(dāng)1腳、2腳、3腳和4腳中任一端輸入高電平，14腳、11腳都會(huì)輸出音頻信號(hào)，10腳輸出頻率較低的周期性脈沖信號(hào)，9腳輸出低電平。(3)當(dāng)1腳、2腳、3腳和4腳輸入同時(shí)為低電時(shí)，14腳、11腳、10腳輸出都是低電平，9腳輸出高電平。請(qǐng)完成以下任務(wù)：
圖1
(1)圖1中的JN6201音樂(lè)集成芯片沒(méi)有通電，正確的接法是________(在①6腳接地，7腳接電源正極；②6腳接電源正極，7腳接地中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
(2)要實(shí)現(xiàn)題中所提的功能要求，請(qǐng)?jiān)谔摼€框1中選擇合適的接線端子把電路補(bǔ)充完整。
(3)小明打算對(duì)圖1電路進(jìn)行改進(jìn)，當(dāng)天黑或下雨時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，提醒屋內(nèi)人收回晾衣架。請(qǐng)?jiān)趫D2虛線框2中應(yīng)選擇的邏輯門(mén)是________(在①與門(mén)；②或門(mén)；③與非門(mén)；④或非門(mén)中選擇合適的序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
圖2
(4)小明再一次打算對(duì)圖2電路進(jìn)行改進(jìn)，當(dāng)天黑或下雨時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，并通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)把晾衣架收回，請(qǐng)?jiān)趫D3虛線框3中選擇合適的接線端子連接所有的電子元件。
圖3
解析　(1)JN6201應(yīng)6腳接地，7腳接電源正極。(2)略。(3)要求天黑或下雨時(shí)工作，所以虛線框2中應(yīng)該選擇的邏輯門(mén)是或門(mén)。(4)略。
答案　(1)①
(2)
(3)②
(4)
17.如圖a所示是小明設(shè)計(jì)的溫度指示電路。可檢測(cè)并直觀指示洗澡水溫是否合適：水溫偏冷為藍(lán)色，綠色為合適，過(guò)熱則為紅色。電路中A1、A2、A3為四運(yùn)算集成電路LM324中的3個(gè)運(yùn)算放大器，其輸入輸出關(guān)系如下表。請(qǐng)根據(jù)電路圖及其描述完成以下各小題：
(1)Rt應(yīng)選擇________(在A.正溫度系數(shù)熱敏電阻；B.負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻；C.可調(diào)電阻；D.定值電阻中選擇合適的選項(xiàng)，將序號(hào)填入“________”處)。
(2)小明搭建電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)手頭各種常用集成塊均只有1塊，為此需將原電路中的1路觸發(fā)器換型，請(qǐng)?jiān)趫Db虛線框中將觸發(fā)器連接好，保持原電路功能。
(3)小明完成電路搭建測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)V1、V2、V3隨溫度升高逐個(gè)點(diǎn)亮，過(guò)熱時(shí)3燈全亮。請(qǐng)?jiān)趫Dc虛線框中將指示燈電路重新連接，以滿(mǎn)足在設(shè)定溫度區(qū)間只點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管的設(shè)計(jì)要求。
解析　(1)根據(jù)題意可知，當(dāng)溫度升高時(shí)，運(yùn)算放大器的反相端電位將逐漸升高。由此可推導(dǎo)出Rt為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。(2)增加綠燈指示溫度的上下區(qū)間，RP1調(diào)小可調(diào)低下限溫度、RP2調(diào)小可調(diào)高上限溫度故選擇D選項(xiàng)。(3)基本RS觸發(fā)器換型，因有效觸發(fā)的高低電平不同，在保持輸入電路不變的情況下，運(yùn)算放大器的同、反相端需對(duì)調(diào)。(4)巧妙地利用了下一種指示狀態(tài)的電位變化關(guān)系。
答案　(1)A
(2)
(3)
18.如圖所示是某一控制燒水聲光報(bào)警的開(kāi)環(huán)控制電路，圖中溫度傳感器RT(浸在水中)，選用當(dāng)水溫上升時(shí)電阻減小，反之電阻增大的熱敏電阻。可調(diào)電阻器RP用來(lái)設(shè)置溫控點(diǎn)，R1、R2、VT1、VD2組成控制電路，VD1為發(fā)光二極管完成光報(bào)警，非門(mén)G1、G2和R3、C1及揚(yáng)聲器元件組成(多諧振蕩器)完成聲報(bào)警電路。請(qǐng)分析該電路工作原理，完成下列各題，在“________”處填寫(xiě)上相應(yīng)內(nèi)容。
(1)RT稱(chēng)為_(kāi)_______溫度系數(shù)熱敏電阻；(在①正；②負(fù)中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填入)。
(2)電路圖中三極管VT1型號(hào)是________。(在①PNP，②NPN中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填入)。
(3)當(dāng)水溫加熱升高達(dá)到設(shè)定溫控點(diǎn)時(shí)，三極管VT1處在________狀態(tài)。(在①放大，②飽和，③截止中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填入)。此時(shí)發(fā)光二極管VD1________(在①亮，②不亮中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填入)，揚(yáng)聲器________。(在①發(fā)出響聲，②沒(méi)有響聲中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填入)。
解析　(1)RT隨著水溫上升電阻減小，所以RT是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。(2)根據(jù)VT1的電路符號(hào)可知道VT1是PNP型三極管。(3)當(dāng)水溫加熱升高達(dá)到設(shè)定溫控點(diǎn)時(shí)，VD1為發(fā)光二極管完成光報(bào)警，故VT1處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響。
答案　(1)②　(2)①　(3)②　①　①
19.如圖所示是某一燒水聲光報(bào)警的控制電路。Rt是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，請(qǐng)分析該電路的工作原理，完成以下任務(wù)：
(1)當(dāng)VT2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，VT1處于________(在①截止；②飽和導(dǎo)通中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”中)；當(dāng)1腳輸入低電平時(shí)，2腳輸出________，3腳輸出________(在①高電平；②低電平中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”中)；當(dāng)1腳為高電平時(shí)，喇叭________(在①響；②不響中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”中)。
(2)如果要把喇叭的音調(diào)調(diào)高點(diǎn)，在R4不變的情況下，應(yīng)該把電容C換成一個(gè)電容量________點(diǎn)的電容(在①大；②小中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”中)。
(3)電容C和R4構(gòu)成了RC充放電電路，如果要延長(zhǎng)充放電的時(shí)間，在C不變的情況下，應(yīng)該把R4換成一個(gè)電阻________點(diǎn)的電阻(在①大；②小中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”中)。
(4)在電路調(diào)試的過(guò)程中，如果要把報(bào)警溫度提高，RP應(yīng)調(diào)________(在①大；②小中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”中)。
(5)電路調(diào)試的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，喇叭聲音很小幾乎沒(méi)有聲音，拿掉喇叭用示波器能測(cè)到波形。為了增大喇叭的聲音，請(qǐng)?jiān)谙聢D虛線框中補(bǔ)全電路(用一個(gè)PNP型三極管來(lái)實(shí)現(xiàn))。
解析　(1)略。(2)喇叭的音調(diào)的高低是由R4和C構(gòu)成的充放電電路的頻率決定的，頻率與RC成反比。(3)電容C和R4構(gòu)成了RC充放電電路，充放電的時(shí)間是由電容和電阻決定的，與RC成正比。(4)略。(5)略。
答案　(1)①　①　②　①　(2)②　(3)①　(4)②　(5)
20.如圖所示是小明設(shè)計(jì)的路燈控制模擬電路的部分電路圖，其中555是集成電路，555集成電路的工作原理是：輸入腳2、6腳高電平，使3腳輸出腳為低電平，反之輸出高電平，Rg是光敏電阻，當(dāng)光線強(qiáng)度低于一定值時(shí)，要求發(fā)光二極管V1發(fā)光。請(qǐng)完成下列任務(wù)：
(1)當(dāng)外界光線逐漸變亮?xí)r，555輸入腳2、6腳的電平變化情況是________(在①逐漸升高；②逐漸降低；③不變；④等于零中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。輸出腳3腳電平的變化情況是________(在①低電平跳為高電平；②高電平跳為低電平；③不變中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
(2)當(dāng)光線強(qiáng)度低于一定值時(shí)，要求發(fā)光二極管V1發(fā)光，請(qǐng)根據(jù)電路的邏輯關(guān)系在a、b、c三點(diǎn)中選擇合適的點(diǎn)連接V1和R1。
(3)當(dāng)外界光線較暗時(shí)，發(fā)光二極管V1還沒(méi)有亮，調(diào)試方法應(yīng)該是________(在①升高電源Vcc電壓；②將可調(diào)電阻Rp調(diào)小；③將可調(diào)電阻Rp調(diào)大中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)。
(4)小明決定對(duì)電路進(jìn)行改造，準(zhǔn)備用電磁繼電器控制路燈H，外界光線較暗時(shí)，繼電器吸合，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，路燈H亮。請(qǐng)根據(jù)電路的邏輯關(guān)系在下圖a、b、c三點(diǎn)中選擇合適的點(diǎn)連接繼電器J。
解析　(1)當(dāng)外界光線變亮?xí)r，光敏電阻Rg減小；則Rp的分壓增大，2、6腳電勢(shì)升高，3腳變?yōu)榈碗娖健?2)略。(3)當(dāng)外界光線暗時(shí)，V還未亮則說(shuō)明555的3腳輸出未0。則2、6腳為1，現(xiàn)要將3腳輸出變?yōu)?，則2、6腳應(yīng)為0，則應(yīng)減小Rp。
答案　(1)①②
(2)如圖
(3)②
(4)
課件20張PPT。第一節(jié)　開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用反饋1.電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的控制沒(méi)有影響，也就是被控量的變化不會(huì)改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化，即沒(méi)有______。
2.關(guān)于JN6201的具體使用說(shuō)明：(1)I1、I2、I3、I4默認(rèn)輸入為低電平(即懸空時(shí)為低電平)，01、02、03默認(rèn)輸出_______，04默認(rèn)輸出_______。
(2)當(dāng)I1、I2、I3和I4中任一端輸入高電平，01、02輸出_________，03輸出頻率較低的_____________號(hào)，04輸出_______。低電平高電平音頻信號(hào)周期性脈沖信低電平3.設(shè)計(jì)和安裝開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：(1)依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，確定______和_________。
(2)根據(jù)開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當(dāng)?shù)腳______，確定控制(處理)部分使用的實(shí)用電路和元器件，選擇合適的_________。
(3)參照相關(guān)資料，在_____、__________和_________之間分別選擇合適的接口電路，設(shè)計(jì)或改進(jìn)原有的電路。
(4)檢測(cè)元器件或?qū)嵱秒娐返馁|(zhì)量。
(5)__________________________________________________________________。
(6)調(diào)試電路，檢查觸發(fā)電壓的大小。被控量被控對(duì)象傳感器執(zhí)行部件輸入控制(處理)輸出部分安裝電路,防止元器件錯(cuò)接、虛焊,要注意對(duì)未使用的引腳的處理,注意接地一、簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理(b)
1.開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的控制沒(méi)有影響，也就是被控量的變化不會(huì)引起控制量的改變，即沒(méi)有反饋，這種控制系統(tǒng)叫做開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)。適用于被控對(duì)象的狀態(tài)變化較為簡(jiǎn)單、被控量的控制精度要求高、干擾較少或影響不大的情形。2.開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理控制器對(duì)輸入部分(傳感器)采集到輸入量進(jìn)行判斷、計(jì)算、比較后向輸出部分(執(zhí)行器)發(fā)出執(zhí)行指令，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)操作，讓整個(gè)控制系統(tǒng)出現(xiàn)某種狀態(tài)，即系統(tǒng)輸出量與輸入量對(duì)應(yīng)。只有輸入量對(duì)輸出量產(chǎn)生控制作用，輸出量對(duì)控制量沒(méi)有作用，因此它不具備抗干擾能力。【典例1】 下列控制系統(tǒng)中，不屬于開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的是(　　)A.紅外線水龍頭的打開(kāi)控制系統(tǒng)
B.紅外線水龍頭的延時(shí)關(guān)閉控制系統(tǒng)
C.家用電飯煲的加熱保溫切換控制系統(tǒng)
D.家用電飯煲的持續(xù)保溫控制系統(tǒng)
解析　家用電飯煲的持續(xù)保溫控制系統(tǒng)存在反饋，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。故選D。
答案　D【變式訓(xùn)練1】 如圖所示為“Spark”智能手表，內(nèi)部裝有兩個(gè)傳感器，能隨時(shí)監(jiān)測(cè)你的移動(dòng)速率和頻率，當(dāng)你打瞌睡了，通過(guò)計(jì)算模塊判斷你是否快睡著了，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)，讓震動(dòng)模塊發(fā)出震動(dòng)信號(hào)提醒你。關(guān)于該智能手表，以下說(shuō)法中不正確的是(　　)A.該系統(tǒng)屬于開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng) B.被控對(duì)象是人的手表
C.該電子控制的輸出是傳感器 D.控制部分是計(jì)算模塊
解析　該電子控制的輸出是電子開(kāi)關(guān)，故選C。
答案　C二、簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試(c)設(shè)計(jì)和安裝開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：
(1)依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，確定被控量和被控對(duì)象。
(2)根據(jù)開(kāi)環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎_定控制(處理)部分使用的實(shí)用電路和元器件，選擇合適的執(zhí)行部件。
(3)參照相關(guān)資料，在輸入、控制(處理)和輸出部分之間分別選擇合適的接口電路，設(shè)計(jì)或改進(jìn)原有的電路。
(4)檢測(cè)元器件或?qū)嵱秒娐返馁|(zhì)量。
(5)安裝電路，防止元器件錯(cuò)接、虛焊，要注意對(duì)未使用的引腳的處理，注意接地。
(6)調(diào)試電路，檢查觸發(fā)電壓的大小。【典例2】 王明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的由555集成電路、覆銅板探頭、喇叭、電位器、電阻、電容和電池等組成的雨水報(bào)警器。王明同學(xué)想把該報(bào)警器改裝成防盜報(bào)警器，下列改裝方案不合適的是(　　)A.將覆銅板探頭換成紅外線感應(yīng)裝置來(lái)控制
B.將覆銅板探頭換成干簧管來(lái)控制
C.將覆銅板探頭換成壓力觸點(diǎn)來(lái)控制
D.將覆銅板探頭換成聲音傳感器來(lái)控制
解析　防盜報(bào)警器是防止小偷進(jìn)入家中，可以將該報(bào)警器放置在窗臺(tái)上，能夠檢測(cè)人體的傳感器，可以用紅外線裝置，也可以用腳不小心踩到壓力開(kāi)關(guān)來(lái)觸發(fā)報(bào)警，也可以用干簧管安裝在窗戶(hù)上來(lái)觸發(fā)，靠聲音傳感器來(lái)觸發(fā)不是好的方案。故選D。
答案　D【變式訓(xùn)練2】 小張同學(xué)為家里的花盆設(shè)計(jì)了一款如圖所示的濕度報(bào)警電路，以下分析正確的是(　　)A.上下調(diào)節(jié)R3中心抽頭，蜂鳴器始終不響，可能是R4虛焊
B.R3中心抽頭向下調(diào)節(jié)，可以調(diào)小報(bào)警濕度值
C.土壤濕度過(guò)小或過(guò)大時(shí)蜂鳴器均會(huì)報(bào)警
D.當(dāng)6腳輸出高電位時(shí)蜂鳴器不響，可能是R2阻值過(guò)小解析　根據(jù)電路設(shè)計(jì)及CF741的功能特點(diǎn)，當(dāng)土壤濕度過(guò)小時(shí)CF741的3腳輸入高電平，則6腳輸出高電平，蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)土壤濕度過(guò)大時(shí)3腳為低電平，則6腳輸出低電平蜂鳴器不報(bào)警，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；假如R4虛焊，則CF741的2腳連接電源正極始終輸入高電平，則6腳始終為低電平，導(dǎo)致蜂鳴器始終不響；R3的中心抽頭向下調(diào)節(jié)則2腳的電勢(shì)降低，為了實(shí)現(xiàn)同樣功能3腳的電勢(shì)也應(yīng)降低，則報(bào)警時(shí)土壤的濕度應(yīng)該增大；假如R2阻值過(guò)小，則2腳更容易得到高電平，6腳不可能輸出高電平。故選A。
答案　A三、安裝過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題的分析和解決(c)
1.安裝過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題的分析先對(duì)系統(tǒng)整體分析，從安裝原理到系統(tǒng)構(gòu)成，接著對(duì)連線和焊接進(jìn)行檢測(cè)，再對(duì)各個(gè)組成部分進(jìn)行分析和調(diào)節(jié)測(cè)試，對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和分析。2.對(duì)集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清楚的情況下，可以采用黑箱方法。3.了解JN6201集成電路輸入與輸出之間的關(guān)系(1)I1、I2、I3、I4默認(rèn)輸入為低電平(即懸空時(shí)為低電平)，01、02、03默認(rèn)輸出低電平，04默認(rèn)輸出高電平；
(2)當(dāng)I1、I2、I3和I4中任一端輸入高電平，01、02輸出音頻信號(hào)，03輸出頻率較低的周期性脈沖信號(hào)，04輸出低電平。4.了解簡(jiǎn)單多諧振蕩電路輸入與輸出之間的關(guān)系(R1＝R2＝R，C1＝C2＝C)(1)通電后，輸出脈沖信號(hào)；
(2)振蕩的頻率與RC成正比。【典例3】 圖a所示是光控喇叭試驗(yàn)電路原理圖，當(dāng)光線充足時(shí)，喇叭發(fā)出聲音。R1、R2、R3、V1組成光線信號(hào)采集與放大電路，集成電路JN6201為音樂(lè)集成電路(引腳見(jiàn)圖b)，用于實(shí)現(xiàn)邏輯控制和音樂(lè)的輸出請(qǐng)完成以下任務(wù)：(1)當(dāng)光線充足，喇叭發(fā)出聲音時(shí)，此時(shí)三極管V1的工作狀態(tài)為_(kāi)_______(在①飽和；②放大；③截止中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在________處)；(2)現(xiàn)在電路中接入一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)喇叭響起時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，喇叭不響時(shí)，發(fā)光二極管熄滅，以下接入位置中最合理的是________(在①R1與R2之間；②V1的發(fā)射極；③V2的基極中選擇一項(xiàng)，將序號(hào)填寫(xiě)在“________”處)；
(3)發(fā)光二極管的電路符號(hào)，以下正確的是(　　)(4)小明同學(xué)要將該實(shí)驗(yàn)電路改裝為樓道燈控系統(tǒng)，當(dāng)天暗時(shí)，樓道燈自動(dòng)打開(kāi)，天亮?xí)r自動(dòng)關(guān)閉。樓道燈由220 V交流電源供電，采用直流電磁繼電器的觸點(diǎn)作為樓道燈的開(kāi)關(guān)，用三極管控制繼電器觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)，已知JN6201在第2腳輸入高電平時(shí)，第9腳才輸出低電平。請(qǐng)你根據(jù)上述條件和要求在虛線框中幫助小明畫(huà)全電路。解析　(1)三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)光線充足，喇叭發(fā)出聲音時(shí)，三極管導(dǎo)通處于飽和狀態(tài)。(2)共發(fā)射極接法，三極管的基極和發(fā)射極不能接用電器。故選①。(3)發(fā)光二極管的電路符號(hào)為“　　”。故選B。(4)略。
答案　(1)③　(2)①　(3)B
(4)

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