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基于单片机的篮球比赛计分器设计

就可以了。所以蜂鸣器电路一般由三极管、蜂鸣器、电阻和电源滤波电容组成[10],电路如图3-4所示。

图3-4 蜂鸣器的放大电路图

3.5 排阻

排阻,按其字面意思就是一排电阻,由若干个参数完全相同的电阻

组成,它们的每一个引脚都连接到一起,用作公共引脚,其余的引脚正常引出。如果一个排阻有n个引脚,那么它就有n-1个电阻构成,一般情况下,最左边的那个引脚就是公共引脚。它在排阻上会用一个色点标出来。它的作用是稳压、上拉、限流,让内部电路稳定的工作,来达到提升内存的稳定性的作用,同时也可以增加内存的使用时间。它和普通电阻的功能一样一样,与普通电阻相比它简化了PCB板子的使用空间,便于焊接,更有利于排版布线;本次试验选择的是10K的排阻,型号是A103J,其仿真图如图3-5所示。

图3-5排阻仿真图

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排阻读取数值的的方法:在三个数字中,从左到右的第一、第二位是有效数字,第三位则是表示前两位数字乘以10的N次幂(单位为Ω)。若阻值中有小数点,则可用“R”表示,并且占一位有效数字。如:标示为“103”的阻值是10×10^3=10kΩ;标为“222”的阻值为22×10^2=2.2kΩ;标为“105”的阻值为10×10^5=1MΩ。值得注意的是,需要将这种标示法与一般数字的表示方法区分开来,如标示220的电阻器阻为22×10^0=22Ω,但只有标志为221的电阻器阻值才为220Ω。标示为“0”的排阻阻值为0Ω,这种排阻实际上是短路的。

一些精密的排阻会采用一字母加四位数字的标示方法。前三位的数字分别表示电阻值的百位、十位和个位数字,第四位数字则表示前面三个数字乘以10的N次幂,单位为Ω;数字后面的英文字母代表的是误差(G=2%、F=1%、D=0.25%、B=O.1%、A或W=0.05%、Q=0.02%、T=0.01%、V=0.005%)。比如标示为“2341”的排阻的电阻为234×10=2340Ω。

3.6 按键

按键是单片机系统应用中使用最广泛的一种数据的输入器件,它是一种常开型的按钮,在常态下它的两个接点处于断开状态,按下键时它们才会闭合(短路)。按键在市场上通常有四脚按键和两脚按键,此次实验用的是四脚按键,如图3-6所示。

图3-6按键实物图

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通常,按键分为编码和非编码,此次设计用的是非编码按键。无论是软件设计还是是硬件结构都比较简单。

3.7 三极管

三极管,全称叫做半导体三极管,也可称双极型晶体管或晶体三极管,它是一种半导体器件,由电流控制,其功能是把微弱信号进行放大,也可用作无触点开关,是电子电路的核心器件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,运用两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基极,两侧部分是发射极和集电极,排列方式有NPN和PNP两种,二者的工作原理相同,只是电源极性不同。如图3-7、3-8所示。

(a) (b)

图3-7 NPN三极管

(c) (d)

图3-8 PNP三极管

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3.7.1 三极管的分类

表3-7为三极管的分类表。

表3-7三极管的分类表 序号 1 2 3 4 5 6 7 分类方式 材质 结构 功能 功率 工作频率 结构工艺 安装方式 硅管 NPN 开关管、功率管 小功率管、中功率管 低频管、高频管 合金管 插件三极管 三极管的名称 锗管 PNP 达林顿管、光敏管 大功率管 超频管 平面管 贴片三极管 3.7.2 三极管的工作状态

三极管工作时分为三种状态,即饱和状态、截止状态和放大状态。 截止状态:当三极管发射结的电压小于PN结的导通电压时,基极电流为零,同时集电极电流和发射极电流也都为零,三极管这时不起到电流的放大,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们就称三极管处于截止状态。

饱和状态:当PN结的导通电压小于三极管发射极的电压,并且当基极的电流增大到一定值时,集电极的电流处于某一定值,几乎不会发生改变,此时的三极管就不具备电流放大的功能,这时集电极和发射极的电压很小,相当于开关导通。我们把这种状态叫做饱和状态。

放大状态:PN结的导通电压小于三极管发射极的电压,并在某一值不变时,那么这时就是三极管的集电极反偏,发射极正偏,此时具有放的大作用,其放大倍数β=Ic/Ib。

由以上可以总结出三极管的工作状态,可以通过时各个电极的电位高低来判断[11]。三极管的工作状态图如图3-9所示。

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图3-9三极管工作状态

3.8 电容

电容也可以叫做电容器,它是一种可以存储电荷的元器件,是常用的电子元器件之一。通常情况下电容是由绝缘电介质和两端的电极板组成的。上电后,两端极板带电,这样会形成一个电势差,但是由于中间有绝缘物质,所以整个的电容是不导通的。因此电容间通过的电流是通过电场形式存在的。它具有旁路、储能、滤波和去耦等功能,因此常被用作电路中。

去耦:又可叫做解耦。从电路来说,电容为负载电容且比较大时,电源电路为了完成信号的跳变,那么就要把电容进行充电、放电,在充放电过程中,为了使驱动电路的电流可以吸收很多的电源电流,那么就要在上升沿相对来说比较陡峭的时候,因为这个时候电流较大。由于电路中存在电感,电阻,所以形成的电流通常含有噪声,会影响电路的正常工作,产生干扰,这就叫做“耦合”。

去耦的工作原理就是相当于电容起到了一个“电池”的作用,它可以使驱动电路的电流发生改变,避免彼此产生干扰,在电路中进一步减小高频干扰阻抗。

旁路:提供能量的储能器件,它能输出均匀的稳压信号,减小负载

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