cd4013工作原理与应用电路 smt贴片加工

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生活中经常会使用到各种的电子设备,而对于电力工作人员来说,一个电路的掌握也是必须的,这也就要求人们学习和掌握各种电路知识,那么cd4013应用电路有哪些呢?跟随小编一起看下吧。

CD4013是CMOS双D触发器,内部集成了两个性能相同,引脚独立(电源共用)的D触发器,采用14引脚双列直插塑料封装,是目前设计开发电子电路的一种常用器件。

一、cd4013工作原理

cd4013逻辑电路

设电路初始状态均在复位状态,Q1、Q2端均为低电平。当fi信号输入时,由于输入端异或门的作用(附表是异或门逻辑功能表),其输出还受到触发器IC2的Q2端的反馈控制(非门F2是增加的一级延迟门,A点波形与Q2相同)。在第1个fi时钟脉冲的上升沿作用下,触发器IC1、IC2均翻转。由于Q2端的反馈作用使得异或门输出一个很窄的正脉冲,宽度由两级D触发器和反相门的延时决定。当第1个fi脉冲下跳时,异或门输出又立即上跳,使IC1触发器再次翻转,而IC2触发器状态不变。这样在第1个输入时钟的半个周期内促使IC1触发器的时钟脉冲端CL1有一个完整周期的输入,但在以后的一个输入时钟的作用下,由于IC2触发器的Q2端为高电平,IC1触发器的时钟输入跟随fi信号(反相或同相)。本来IC1触发器输入两个完整的输入脉冲便可输出一个完整周期的脉冲,现在由于异或门及IC2触发器Q2端的反馈控制作用,在第1个fi脉冲的作用下得到一个周期的脉冲输出,所以实现了每输入一个半时钟脉冲,在IC1触发器的Q1端取得一个完整周期的输出。

二、cd4013的应用电路

cd4013开关应用电路图(一)

电源开关电路采用双D触发器cd4013和阻容器构成。如图所示,ICa和R1、C组成单稳态触发器。(单稳态电路只有一个稳定状态,触发翻转后经过一段时间会回到原来的稳定状态。)ICb组成双稳态触发器(双稳态电路有两个稳定状态,触发翻转后会一直保持,有记忆效用,一般作存储器或计数器)。

CP为脉冲输入端,R为复位断,S为置位端,Q为输出端。当M被按下时,CP1上升沿到来,由于D1一直为1,所以Q1为1,由低电平变为高电平,此时Q1通过R1向C1充电,当C1上电压到达触发器复位端电平时,Q1又由原来的高电平变为低电平,转换时间为0.7R1*C。由于Q1与CP2相连,在CP2处就产生了一个脉冲,又由于D与Q非相连,所以每产生一个脉冲,Q就翻转一次,达到开关的目的。

cd4013开关应用电路图(二)


双稳态控制电路的工作原理如图。这里举一个多地控制开关的例子,可供参考。假设负载是电灯,当按动按钮AN1时,给了IC1“CP1”端一个正脉冲,使得IC1的Q1端输出高电平,于是IC2的“CP2”端也随之输入一个正脉冲,其IC2的Q2端变为高电平,此时由于控制器DM的④脚与IC2的 Q2端相连,自然也为高电平,信号灯H点亮。再次按动AN1,则IC2的Q2端又回复到低电平,控制器DM的④端亦变为低电平而将H关断。这样,每按动一次AN1就可改变一次H的工作状态。

该应用电路中使用了一块双D触发器集成电路cd4013,这它的内部含有两只D触发电路,其中的一只D触发电路用作脉冲展宽电路,其目的是为了防止因AN1的抖动使脉冲个数不确定;另一只D触发器构成双稳态触发器。该电路用作节能灯的使用方法是:上楼时按动一下AN1,H点亮。进房后再按动一下 ANn,此时H熄灭。它与单稳态节能灯不同之处是,从按动AN1至按动ANn的时间可以随意,且不受时间和空间的限制。

cd4013开关应用电路图汇总(电源/开关/触摸开关/防抖动/定时器)

cd4013开关应用电路图(三)


CMOS集成CD4013接触开关


CMOS集成电路cd4013双D正反器,分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路。单稳态电路的作用是对触摸信号进行脉波宽度整形,保证每次触摸动作都可靠。双稳态电路用来驱动晶体管Q1的开通或关闭,进而控制继电器

以下是基本原图:可以用5V供电

cd4013开关应用电路图汇总(电源/开关/触摸开关/防抖动/定时器)

M为触摸电极片,手指摸一下M,使人体泄漏的交流电在R4上的压降,其正半周信号进入IC1的第3脚即单稳态电路的CP端,使单稳态电路反转进入瞬时,其输出端Q即1脚由原来的低电位跳变为高电位,此高电位经R1向C2充电,使4脚即R1端的电位上升,当上升到复位(Reset)电位时,单稳态电路复位,1脚恢复低电位。所以每触摸一次电极片M,1脚就输出一个固定宽度的正脉波。此正脉波将直接加到11脚即双稳态电路的CP端,使双稳态电路反转一次,其输出端Q即13脚电位就改变一次。当13脚为高电位时,Q1的基极透过R2获得正向电流而开通,使继电器动作,进而以它的接点来做控制。由此可见,每触摸一次电极片M,就能实现继电器“开”或“关”的动作。

cd4013开关应用电路图(四)


触摸开关主要是应用触摸感应芯片原理设计的一种墙壁开关,是传统机械按键式墙壁开关的换代产品。能实现更智能化、操作更方便的触摸开关有传统开关不可比拟的优势,是目前家居产品的非常流行的一种装饰性开关。本文介绍的是一款用cd4013组成的触摸开关,只要用手触摸一次开关即可接通,再触摸一次开关断开,其电路如下图所示。

cd4013开关应用电路图汇总(电源/开关/触摸开关/防抖动/定时器)

cd4013开关应用电路图(五)


一款以cd4013数字电路为主要元件制作的多地控制开关,可用多只按钮开关来控制一路用电器(如照明灯),适用于旅馆、医院、走廊、楼梯等需要三路以上开关控制的场合


该多地控制器开关电路由电源电路、单稳态触发器电路、双稳态触发器电路和按钮S1~Sn、晶闸管VT等组成,如图23-12所示。


电路中,电源电路由降压电容C1、电阻R1、整流二极管VD、稳压二极管VS和滤波电容C2组成;单稳态触发器电路由双D触发器集成电路IC内部的A1触发器和电阻R2、R3、电容C3组成;双稳态触发器电路由IC内部的A2触发器担任。交流220 V电压经C1降压、VD整流、VS稳压及C2滤波后,产生9V直流电压,供给IC。

cd4013开关应用电路图汇总(电源/开关/触摸开关/防抖动/定时器)

图23-12 采用cd4013触发器的多地控制开关电路

在未按动S1~Sn按钮时,IC的CP1端和Q1、Q2端均为低电平,晶闸管VT不导通,照明灯EL不亮。当按动S1~Sn中任一按钮时,IC的CP1端加入高电平脉冲,使单稳态触发器置位,IC的Q1端由低电平变为高电平,使双稳态触发器翻转,IC的C2端由低电平变为高电平,使VT受触发而导通,EL通电点亮。

在IC的Q1端输出高电平时,该高电平经电阻R3对电容C3充电,使C3两端电压逐渐上升,当C3两端电压升至R1端的复位电平时,单稳态触发器复位,IC的Q1端又由高电平恢复为低电平。再次按动S1~Sn中某按钮时,IC的Q1端又变为高电平,使双稳态触发器翻转,IC的Q2端由高电平变为低电平,VT截止,BL熄灭。

cd4013开关应用电路图(六)


如图所示为用cd4013组成的防抖动开关电路。它利用双D触发器的一半组成双稳态控制电路,利用触发器的另一半组成单稳态延时电路,用一只cd4013组成一个功能完整的控制电路。

cd4013开关应用电路图汇总(电源/开关/触摸开关/防抖动/定时器)

cd4013开关应用电路图(七)


cd4013洗衣机定时器电路图


在半自动洗衣机中,洗涤定时器和电动机换向器都采用机械式定时开关,用一段时间后就会损坏。该洗衣机电子定时器,可替换上述机械定时开关。洗衣机电子定时器电路如图所示。IC1、VT1、K1等组成电子定时开关,控制洗衣机的洗涤定时时间。由IC1(1/2双D触发器cd4013)组成单稳态电路、电阻器 R4和电容器C3决定了单稳态时间,也就是定时时间。本例电路定时为40min.开关SA由原洗衣机的定时开关改造制作而成,当刀位投向1端时,定时开始,此时IC1的Q端为高电平,VT1导通,K1吸合,触点K1闭合,给电动机控制电路供电,电动机转动。在定时时间内,可随时将SA拨向2端,使电路复位,停止定时。

cd4013开关应用电路图汇总(电源/开关/触摸开关/防抖动/定时器)

以上是关于cd4013应用电路的主要介绍说明,电路是电器元件构成的主要部分,同时电路需要合理和正确的搭建和设计,这样才能够确保相关工作稳定安全的运转和完成。

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