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>我们主张，电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品，因为这种电子制作方法，不仅能培养电子爱好者的焊接技术，还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力，为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。 本电路综合了模拟电路、数字电路、传感器电路等知识，完成本作品的主要目的是为了掌握温度传感器、声音传感器的应用，掌握利用D触发器改装成RS触发的方法，能分析电路结构及其工作原理，能用万用表调试带传感器的复杂电路。 一、模拟电子蜡烛电路功能介绍 模拟电子蜡烛具有“火柴点火，风吹火熄”的仿真性，设计原形来源于现实生活情节，蜡烛的使用。电路改造后可以用于生日晚会，模拟电子蜡烛的功能完全能替代化合物生日蜡烛的全部功能，是替代传统化合物生日蜡烛的科技产品，电路焊接专用原理图如下。
（1）本电路利用双D触发器4013中的一个D触发器，接成R-S触发器形式。接通电源的瞬间，R4、C3组成的微分电路产生一个高电平微分脉冲加到U1的1RD端，强制电路复位，1Q端输出低电平，送到三极管VT4的基极，使得VT4截止，发光二极管LED1不发光。 （2）当用打火机烧热敏电阻RT1后（烧的时间不能太长，否则容易烧坏热敏电阻），RT1的阻值突然变小，呈现低电阻状态，使得三极管VT1的基极为低电平，三极管VT1（9012）导通，在VT1集电极产生的高电平脉冲送到4013的1SD端，使1Q端翻转变为高电平，送到三极管VT4的基极，也为高电平，VT4导通，发光二极管LED1发光。这一过程相当于用火柴点亮蜡烛，此时即使打火机离开热敏电阻RT1后（温度恢复正常），也不会使电路状态发生改变，发光二极管LED1维持发光。 （3）当用嘴吹驻极体话筒M1时，驻极体话筒M1内部有短暂的导通，但是电容C2的电压不能突变，使得VT2的基极出现短暂负电压（用数字万用表测大概-1V左右）。随着驻极体话筒M1恢复正常，VT2的基极电压从负电压上升到0V，呈现一个由低到高变化的信号，导致VT2的集电极会出现一个由高到低的变化信号。PNP型三极管VT3的基极电位下降，从而使得VT3导通，在VT3的集电极产生一个高电平脉冲送到“RS触发器”1RD端。“RS触发器”复位，1Q端由高电平变为低电平，VT4截止，发光二极管LED1熄灭，实现“风吹火熄”的仿真效果。 二、模拟电子蜡烛电路安装与调试 1、根据原理图，列出元器件清单 序号 | 名称 | 代号 | 规格 | 数量 | 1 | 电阻 | R1,R2 | 10K | 2 | 2 | 电阻 | R3 | 1M | 1 | 3 | 电阻 | R4 | 100K | 1 | 4 | 电阻 | R5,R6 | 1K | 2 | 5 | 热敏电阻 | RT1 | 100K | 1 | 6 | 电位器 | RP1 | 10K(103) | 1 | 7 | 电位器 | RP2 | 100K(104) | 1 | 8 | 瓷片电容 | C4 | (0.001uf)102 | 1 | 9 | 瓷片电容 | C1 | (0.01uf)103 | 1 | 10 | 瓷片电容 | C2,C3 | (0.1uf)104 | 2 | 11 | 驻极体话筒 | MIC1 | 7*9mm | 1 | 12 | 发光二极管 | LED1 | 3mm | 1 | 13 | 三极管 | VT1,VT3 | 9012 | 2 | 14 | 三极管 | VT2,VT4 | 9013 | 2 | 15 | 双D触发器 | U1 | CD4013 | 1 | 16 | IC座 |
| DIP14P | 1 | 17 | 单排针 | J1,J2 | 1*4PIN2.54mm | 2 | 18 | 万能板 |
| 7*9CM | 1 | 19 | 拖焊专用铜导线 |
| 0.5铜导线 | 2 | 20 | 拖焊专用焊锡 |
| 凯纳0.8,芯内带松香 | 2 | 21 | 焊接专用图纸 | 高清原理图 | A4 | 1 |
2、元件识别与检测 本电路使用了电阻、电容、发光二极管、电位器、三极管、热敏电阻、驻极体话筒、双D触发器集成芯片等元器件构成。 （1）电阻，本电路使用了4种色环电阻，1K欧姆的电阻上面的5条色环分别为棕黑黑棕棕，10K欧姆的电阻上面的5条色环分别为棕黑黑红棕，100K欧姆的电阻上面的5条色环分别为棕黑黑橙棕，1M欧姆的电阻上面的5条色环分别为棕黑黑黄棕。 （2）无极性电容，常见的有瓷片电容。本电路中使用了3种瓷片电容，电容上面标示了“102”的是0.001UF，电容上面标示了“103”的是0.01UF，电容上面标示了“104”的是0.1UF。 （3）发光二极管，其引脚有正负之分，一般长的为正，短的为负。也可以从内部看到，接触面小的为正，接触面大的为负。外边有切口的为负，另一边就为正。 （4）电位器是可调电阻的一种,通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。 电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。本电路使用1个10K的蓝白可调电位器，电位器表注了“103”字样和1个100K的蓝白可调电位器，电位器表注了“104”字样。 当把电位器的中间引脚和另外一个引脚短路（连接在一起）时，这个电位器就构成了可调电阻。 可调电阻也叫可变电阻，是电阻的一类，其电阻值的大小可以人为调节，以满足电路的需要。可以逐渐地改变和它串联的用电器中的电流，也可以逐渐地改变和它串联的用电器的电压，还可以起到保护用电器的作用。 （5）三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管，晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅值较大的电信号, 也用作无触点开关，俗称开关管。套件中使用的是PNP型的三极管9012、NPN型的三极管9013，当把有字的面向自己，引脚朝下，从左往右排列是发射极E，基极B，集电极C。如下图所示。
三极管的引脚图 （6）温度传感器（热敏电阻），热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。 本产品采用了负温度系数热敏电阻器（NTC），常温下的电阻值大概100K。检测时，用万用表欧姆档（一般为R×10K挡）直接测试，实际测试的值80K到100K之间，当用打火机点燃后，电阻值急速下降到10K以下。 （7）驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。 将模拟式万用表拨至R×100档，两表笔分别接话筒两电极（注意不能错接到话筒的接地极），待万用表显示一定读数后，用嘴对准话筒轻轻吹气（吹气速度慢而均匀），边吹气边观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大，话筒灵敏度就越高，送话、录音效果就越好。若摆动幅度不大（微动）或根本不摆动，说明此话筒性能差，不宜应用。 （8）双D触发器4013，CD4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。 真值表功能 1CP (3脚) | 1D (5脚) | 1RD(4脚) | 1SD(6脚) | 1Q(1脚) | 1/Q(2脚) | ↑ | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ↑ | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | ↓ | x | 0 | 0 | Q | Q | x | x | 1 | 0 | 0 | 1 | x | x | 0 | 1 | 1 | 0 | x | x | 1 | 1 | 1 | 1 |
本电路将D触发器改接成了高电平有效的RS触发器，SD（置位端）的优先级高于RD（清零端），其逻辑功能如下： 输入 | 输出 | RD（清零端） | SD（置位端） | Q | /Q | 0 | 0 | 保持 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
3、模拟电子蜡烛电路安装 根据模拟电子蜡烛电路焊接原理图和PCB布局图，按照从左到右，按照温度感应电路、声控感应电路、RS触发电路、LED显示电路的顺序安装。模拟电子蜡烛电路PCB布局图如下所示。
制作完成后，接上5V直流电压，用打火机打火烧热敏电阻（持续时间不能超过1秒，否则容易烧坏热敏电阻），LED1灯亮，过1分钟后，再用嘴吹话筒，LED1灯灭，如下图所示：
模拟电子蜡烛顶层实物图
模拟电子蜡烛底面走线图 如果没有实现预定的功能，请从下面几个方面进行检修与调试： （1）观察法：检查每个元件是否安装正确，特别是双D触发器4013，驻极体话筒等是否安装正确，三极管9012、9013的三个引脚E、B、C是否正确等，发光二极管的正负极性是否正确。 （2）电阻法：根据原理图检查线路是否正常连通，可用万用表检测每条线路是否导通。电子初学者，焊接的线路多有虚焊、漏焊、假焊，电路搭建错误等情况，所以首先检查每条线路是否焊接好，也就是电气性能是否保证。 （3）电阻法：检测每处GND是否和电源负极接头是否连通；检测每处VCC是否和电源接头是否连通。 （4）电压法：测试三极管VT1的基极电压，然后用打火机烧0.1秒，看看电压是否由高到低变化。如果电压一直没有变化，三极管的损坏的可能性比较大。 （5）电压法：测试驻极体话筒的正极的电压2V左右，用嘴吹驻极体话筒时，电压会下降1V左右。如果电压没有变化，驻极体话筒的正负极性接反的可能性较大。 （6）电压法：测试三极管VT2的基极电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会发生改变，产生负电压。如果电压一直没有变化，三极管VT2的损坏的可能性比较大。 （7）电压法：测试三极管VT3的基极电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会发生零点几V的下降。如果电压一直没有变化，三极管VT3的损坏的可能性比较大。 （8）电压法：测试三极管VT3的集电极电压，用嘴吹驻极体话筒时，会产生一个高电平脉冲。如果没有高电平脉冲，可以检测本电路的电源部分是否接好。 （9）电压法：测试4013的6脚电压，当用打火机烧一下时，6脚会接受到一个高电平脉冲，1脚会输出高电平。 （10）电压法：等4013的6脚电压下降到低电平时，再测试4013的4脚电压，当嘴吹驻极体话筒时，会产生一个高电平脉冲到4013的4脚，1脚会输出低电平（由高变低）。 经过以上步骤的检查、检测后，基本上可以排除故障，可以实现“火柴点火，风吹火熄”的仿真性。 我是江西冶金职业技术学院的刘昆山老师，请关注微信公众号：电工电子技术（dgdzjs），我们会定期分享电子入门级别的文章给您。我们的官方网站地址是：http://www.dgdz.net
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