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高中通用技术
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  • ID:15-6242396 浙江省温州市十五校联盟联合体2018-2019学年高二下学期期末考试 通用技术 Word版含答案

    高中通用技术/高二通用技术


    绝密★考试结束前
    2018学年第二学期“温州十五校联合体”期末考试联考
    高二技术学科试题
    本试卷分两部分,第一部分信息技术部分,第二部分通用技术部分。满分100分,考试时间90分钟。
    第二部分通用技术(50分)
    一、选择题(本大题共13小题,每小题2分,共26分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
    1.如图所示是一款自助体检系统,体检人可自助完成体检。整个机器占地面积不到3平方米,可安装在驾校、考场、车管所等场所使用。下列相关表述不正确的是
    
    A.机器配有二维码支付功能,需要支付才能使用,体现了技术的两面性
    B.机器利用超声波测距、计算机软件、触控和图像处理技术,体现了技术的综合性
    C.机器能自动对体检人员身高、体重、视力等做出检测,体现了技术的目的性
    D.体检人可自助完成,节省了人员配置,体现技术具有解放人的作用
    2.有报道称多个品牌的智能锁可以被一个塑料小黑盒破解,无需指纹、密码,只要将小黑盒放在智能锁附近,便可开锁。中消协得到消息后便对智能门锁进行了智能门锁小黑盒破解的试验。该试验的方法属于
    A.虚拟试验法 B.模拟试验法 C.强化试验法 D.优选试验法
    3.如图所示是某电子计数跳绳,使用时利用内置电子芯片自动计数。从人机关系的角度分析,下列说法中不正确的是
    
    A.LED显示屏考虑了人机关系的信息交互
    B.采用环保材质,实现了安全目标
    C.手柄的大小合适,考虑了人的静态尺寸
    D.跳绳长度可调,主要考虑了人的动态尺寸和静态尺寸
    4.如图所示是一款被褥除螨仪,下列关于该仪器的设计分析和评价中不正确的是
    A.仿生外观设计,鲸鱼造形,主要考虑了人的因素
    B.通过拍打床褥即可快速深度除螨,符合了设计的实用原则
    C.不使用时手柄可折叠,方便收纳,主要考虑了环境的因素
    D.智能红外线防漏感应,避免伤害使用者皮肤和眼睛,符合了设计的安全原则
    请根据第5~6题图完成5~6题。
    
    5.图中漏标的尺寸共有
    A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
    6.通用技术实践课上,小明准备用20mm×16mm×60mm的钢板加工该零件,下列说法中不正确的是
    A.内部矩形孔的加工可以用钢丝锯配合手摇钻来完成
    B.加工流程中的钻孔应先于锯割操作
    C.为防钻屑飞出伤害眼睛,在台钻上钻孔应戴防护眼镜
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    浙江省温州市十五校联盟联合体2018-2019学年高二下学期期末考试 通用技术 word版含答案.doc

  • ID:15-6206214 高二学段通用技术人教版教材游标卡尺的使用课件(9张幻灯片)+教案+测试

    高中通用技术/高一通用技术


    游标卡尺的使用:9张PPT
    教学设计
    在我们学校,学生基础薄弱,语言组织能力、动手能力、逻辑分析能力、推理能力、综合能力都偏弱。因而,物理学科一向为学生所畏惧。对我们老师来说,帮助学生克服畏难的心理,从每节课上获得自信和成功的体验是我们最大的追求。所以,实实在在地讲好每一节有实效、学生听得懂、练得会的课,是我们一直以来所践行的理念和做法。
    游标卡尺作为一个测长基本仪器,其功能结构、测量原理和读数方法要求学生熟练掌握。但是由于它的测量原理比较抽象,学生难于理解,而且在中学阶段学生很少接触到起其实际应用,容易遗忘。针对这种现象,我们把游标卡尺的测量原理作为本节课的一个教学重点。在本节课上,我们自制游标卡尺的主尺和游标尺的刻度,用此教具探究10分度尺的读数原理,然后学生用50分度尺的实物探究读数原理,并推理20分度尺的读数原理。在之前的教学过程中,学生对于读数原理中:主尺0刻度与游标尺0刻度线的距离就是被测量物体的尺度这一点一直理解得不透、不深入、掌握得也不好。所以,本节课的重点就一直强化主尺0刻度与游标尺0刻度线的距离就是被测量物体的尺度,并且设计了简单直观的主尺和游标尺的教具,作为学生探究的第一手资料。然后在10分度尺的基础上,请学生以我们实验室现有的仪器——50分度尺探究其读数原理及使用方法。最后类推20分度尺的读数原理及方法。衔接过渡自然,学生探究过程也积极有效。
    教学环节设计:
    (1)利用实物投影和ppt课件动态演示结构及分类;
    (2)自制游标卡尺主尺与游标尺为教具,每人一份,重点探究10分度尺的读数原理;
    (3)10分度尺读数练习。
    (4)学生掌握10分度的游标卡尺测量原理和读数方法后,引导学生用实物推导50分度的游标卡尺,并实际操作游标卡尺进行实践读数。
    (5)拓展探究20分度的游标卡尺的读数原理,实现知识的活学活用。
    本节课采用的主要教学方法是:讲授法,启发式和引导探究式相结合。以上教学方法可以充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,培养学生的思维能力和探究能力。
    采用的教学手段主要有:投影、ppt课件和自制教具。以上教学手段既可以帮助学生理解,同时也可以起到激发学生兴趣,调动情感注意力的作用。
    ====================================认识游标卡尺的结构及分类
    自主探究游标卡尺的读数原理
    进行游标卡尺的读数练习
    使用游标卡尺测量身边物体的外径、内径和深度
    ============
    压缩包内容:
    游标卡尺的使用.ppt
    高二学段人教版教材游标卡尺的使用.doc
    高二学段人教版教材游标卡尺的使用测试.doc

    • 授课课件
    • 2019-09-05
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    • lgr080201
  • ID:15-6203365 第一节技术源于人类的需求和愿望课件(18张幻灯片)+1个视频

    高中通用技术/高一通用技术

    (共18张PPT) 走进技术世界 技术与设计 技术 源于人类的需求和愿望 主要内容 一、技术的产生 (一)造纸术和印刷术的发明P2 (二)飞机的诞生P3 由此可见,技术有目的性吗? 技术的产生源于人类的————和————。 完成P3讨论交流。 列举出几项满足人们需求和愿望的技术。 造纸术印刷术满足人们记录和传递信息的需求。 飞机满足在天空飞翔的愿望。 二、技术的内涵 (一)技术发展的历程 01 02 03 04 05 13-15世纪,中国四大发明 17世纪初,在英国,技术仅指各种应用技艺 18世纪到19世纪,第一次技术革命 19世纪70年代,第二次技术革命 20世纪中叶,第三次技术革命 回顾技术发展的历程,可见, 技术是伴随着人类的劳动而产生的。 那么,技术的内涵是什么? 阅读P5阅读材料,了解技术的基本要素 三、技术的自然属性和社会属性 (一)技术的自然属性 案例1、一项立体农业生态工程P5 案例2、“永动机”梦想的破灭P6 怎样理解技术的自然属性? 从本质上看,技术是对客观自然规律的应用,任何技术都必须符合自然规律。 想想符合(或违反)自然规律的技术事例? 1、凯巴伯森林的狼和鹿 一百多年以前,凯巴伯森林一片葱绿,生机勃勃。小鸟在枝头歌唱,活泼而美丽的鹿在林间嬉戏。但鹿群的后面,常常跟着贪婪而凶残的狼,它们总在寻找机会对鹿下毒手。那时森林里大约有四千只鹿,人们要时刻提防狼的暗算。 当地居民恨透了狼。他们组成了狩猎队,到森林中捕杀狼。枪声打破了大森林的宁静。在青烟袅袅的枪口下,狼一个跟着一个,哀嚎着倒在血泊中。凯巴伯森林的枪声响了25年,狼与其他一些鹿的天敌,总共被杀掉6千多只。 凯巴森林从此成了鹿的王国。它们在这里生儿育女,很快,鹿的总数就超过了十万只。可是,随着鹿群的大量繁殖,森林中闹起了饥荒。灌木、小树、嫩枝、树皮……一切能吃得到的绿色植物,都被饥饿的鹿吃光了。整个森林像着了火一样,绿色在消退,枯黄在蔓延。 紧接着,更大的灾难降临了。疾病像妖魔的影子一样在鹿群中游荡。仅仅两个冬天,鹿就死去了六万只。到1942年,凯巴伯森林只剩下了八千只病鹿。 人们做梦也不会想到,他们捕杀的狼,居然是森林和鹿群的“功臣”。狼吃掉一些鹿,使鹿群不会发展得太快,森林也就不会被糟蹋得这么惨;同时狼吃掉的多半是病鹿,反倒解除了传染病对鹿群的威胁。而人们特意要保护的鹿,一旦在森林中过多地繁殖,倒成了破坏森林、毁灭自己的“祸首”。 (二)技术的社会属性 案例、大面积蝗灾成功防治P7 怎样理解技术的社会属性? 技术是一种有目的的创造,是由人掌握、控制和使用的,技术的产生、发展和应用要受到社会的政治、经济、文化等社会条件的制约或支持。 四、技术与科学的关系 案例、核能技术与核物理学 核电技术是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量发电的技术。 核物理学又称原子核物理学,是20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律;射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。 1、技术与科学的联系? 2、技术与科学的区别? 科学是技术的基础,技术的发展又为科学研究提供了必要的技术支持 。 科学与技术的含义、成果形式、任务不同,与生产不发生直接的关系。 二者关系密切,既互相促进又互相制约。

  • ID:15-6190582 第二章电子控制系统信息的获取与转换(43张幻灯片)

    高中通用技术/苏教版/选修1 电子控制技术

    (共43张PPT) 第二章 电子控制系统信息的获取与转换 选 修 电子控制技术 [考试要求] 选 修 电子控制技术 考试内容 考核要求 考试属性 认识常见的传感器 (1)常见的传感器 (2)光敏传感器、热敏传感器的检测 (3)常见传感器的作用 a c a 加试 传感器的应用 (1)传感器的常见应用 (2)传感器的选择 b c 加试 考点一 认识常见的传感器 非电量 电量 敏感元件 电信号 1.人与传感器 磁敏传感器:无磁场断开 有磁场接通 可以判断周围有无磁场,也可以当作开关用 2.传感器的作用 可以结合控制系统方框图来学习 传感器获得外界的输入信息,并通过它将非电量信息转换成电信号输出 气敏传感器是一种获取气体信息并转化为电信号的元件。 金属氧化物半导体材料 气体吸附导致材料电阻率变化 传感器种类见下表 传感器类型 举 例 温度传感器 声敏传感器 光敏传感器 气敏传感器 味觉传感器 压力传感器 湿敏传感器 热敏电阻、热电偶 电阻变换型、压电式、电容式、动圈式话筒 光敏电阻、红外线传感器、光电管、光电倍增管、光敏三极管、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器 半导体气敏传感器、电化学气敏传感器、催化燃烧式气敏传感器、热导式气敏传感器、红外线气敏传感器、固敏电解质气敏传感器 味觉电化学传感器 电阻型压力传感器、电容式压力传感器 电阻式湿敏传感器、电容式湿敏传感器 光照射 无光照射 相对变化 相对变化 R×100 R×10K 正温度系数热敏电阻 R×1挡 热敏电阻 负温度系数热敏电阻 越小 越大 温度 越大 负温度 越高 越低 气体 液体 压力 气体浓度 电荷 B C 光照情况 手遮盖光 敏电阻的 受光表面 光敏电阻的受 光表面暴露 在自然光下 太阳光 照射光 敏电阻 电阻值/Ω 开关闭合时 光照情况 手遮盖光 敏电阻的 受光表面 光敏电阻的受 光表面暴露 在自然光下 太阳光 照射光 敏电阻 电压值/V 4.记录: 冷水 加50 mL 热水 再加50 mL 热水 热敏电阻 温度/℃ 电阻值/Ω 电压值/V 二 传感器的应用 温度、湿度传感器 压力传感器 光敏传感器 声敏传感器 超声波传感器的应用 热敏电阻—温度传感器 温度传感器 电容式位移传感器 电容式位移传感器 C A

    • 授课课件
    • 2019-09-01
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    • summer04
  • ID:15-6176952 浙江省名校新高考研究联盟(Z20联盟)2020届高三上学期第一次联考技术试题(pdf版,含答案)

    高中通用技术/高三通用技术



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    • 月考试卷/名校月考
    • 2019-08-29
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  • ID:15-6171904 高中通用技术-电子技术模块课件:放大电路的频率特性(96张幻灯片)

    高中通用技术/高一通用技术

    (共96张PPT) 第五章 放大电路的频率响应 5.1 频率响应概述 5.2 晶体管的高频等效模型 5.4 单管共射放大电路的频率响应 5.5 多级放大电路的频率响应 5.1 频率响应概述 频率响应是放大电路的一项重要特性,它是用来衡量一个放大电路对不同输入信号频率的适应程度。 放大电路频率响应就是指电压放大倍数与频率的关系,即: 幅频特性 相频特性 由于电压放大倍数是矢量,故包含两个内容:电压放大倍数的模 与频率的关系,称为幅频特性;电压放大倍数的相位与频率的关系, 称为相频特性 一、频率响应的基本概念 1、幅频特性和相频特性 典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性 2、下限频率、上限频率和通频带 下限频率 上限频率 因放大电路对不同频率成分信号的增益不同,从而使输出波形产生失真,称为幅度频率失真,简称幅频失真。放大电路对不同频率成分信号的相移不同,从而使输出波形产生失真,称为相位频率失真,简称相频失真。 (动画5-1) 3、频率失真 幅频失真和相频失真都是线性失真。 产生频率失真的原因是: 1.放大电路中存在电抗性元件,例如 耦合电容、旁路电容、分布电容、变压 器、分布电感等; 2.三极管的?(?)是频率的函数。 在研究频率特性时,三极管的低频小信号模型不再适用,而要采用高频小信号模型。 幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真; 相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。 二、波特(Bode)图 1、坐标轴的选取 横坐标(f):用对数刻度,故每十倍频率在坐标轴上的长度是相等的,称十倍频程 纵坐标: 幅频特性: 相频特性: 目的: (1)横坐标可以容纳很宽的频率范围 (2)对幅频特性,多项的乘除可以变为各项对数的加减 2、波特图画法举例 (1)RC 低通电路 电压传输系数的幅频特性和相频特性 式中 的 模 和 相角 分别为 最大误差 -3dB 0分贝水平线 斜率为 -20dB/十倍频程 的直线 幅频响应: 相频响应 可见:当频率较低时,│Au │ ≈1,输出与输入电压之间的相位差=0。随着频率的提高, │Au │下降,相位差增大,且输出电压是滞后于输入电压的,最大滞后90o。 其中fH是一个重要的频率点,称为上限截止频率。  幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标,fH称为上限截止频率。当 时,幅频特性将以十倍频20dB的斜率下降,或写成-20dB/dec。在 处的误差最大,有-3dB。 当 时,相频特性将滞后45°,并具有 -45?/dec的斜率。在0.1 和10 处与实际的相频特性有最大的误差,其值分别为+5.7°和-5.7°。 这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图,是分析放大电路频率响应的重要手段。 (2)RC 高通电路 电压传输系数的幅频特性和相频特性 RC高通电路的波特图 最大误差 -3dB 斜率为 20dB/十倍频程 的直线 幅频响应: 可见:当频率较高时,│Au │ ≈1,输出与输入电压之间的相位差=0。随着频率的降低, │Au │下降,相位差增大,且输出电压是超前于输入电压的,最大超前90o。 其中,fL是一个重要的频率点,称为下限截止频率。 相频响应 结论: 1、电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数 2、当信号频率等于下限频率或上限频率时,放大电路的增益下降3dB,且产生+45O或-45O相移。 3、在近似分析中,可用折线化的近似波特图描述放大电路的频率特性。 画波特图的步骤: (3)画出对数幅频特性和相频特性 比较RC低通和高通电路的波特图 画复杂电路或系统的波特图,关键在于一些基本因子 (1)常数因子 (2) 因子 (3)一阶极点因子 (4)一阶零点因子 例1、 解、 例2、 100 80 60 40 20 0 -20 -40 -60 例2、 例3:某放大电路在低频段的输入电路如图。画出它的对数幅频特性和相频特性。 解: 5.2 晶体管的高频等效模型 一、混合π型高频小信号模型 二、电流放大系数β的频率响应 一、混合π型高频小信号模型 rbb' ---基区的体电阻,b'是假想的基区内的一个点。 (1)物理模型 高频混合π型小信号模型电路 (2)混合?型等效电路 跨导 特点:(1)体现了三极管的电容效应 rb’c很大,可以忽略。rce很大,也可以忽略。 (3)简化的混合?型等效电路 在π型小信号模型中,因存在Cb’c,对求解不便,可通过单向化处理加以变换。可以用输入侧的C?’和输出侧的C?’’两个电容去分别代替Cb’c ,但要求变换前后应保证相关电流不变。 单向化 低频时,忽略电容,混合?模型与h参数模型等效 所以 (4) 混合π模型的主要参数 二、电流放大系数β的频率响应 根据β定义: 将c、e短路。 其中: ?的幅频响应 -20dB/十倍频程 -20dB/十倍频程 ?的相频响应 三极管β的幅频特性和相频特性曲线 频率f?称为共射截止频率,是 三极管接成共发射极电路时所 允许的最高工作频率。 当β=1时对应的频率称为特征频率fT, 它是标志三极管频率特性好坏的重要 参数 在选择三极管时,应使管子的特征频率fT比实际工作频率高出3~5倍 特征频率和共射截止频率的关系 特征频率和Cb?e的关系 5.4 单管放大电路的频率响应 为了研究放大电路的频率响应,在画放大电路交流通路时先保留电路中所有的电容,并将三极管用高频小型号模型替代。 1、中频段 2、低频段 3、高频段 4、完整的波特图 幅频响应: 相频响应: 幅频响应 -20dB/十倍频程 20dB/十倍频程 20dB/十倍频程 -20dB/十倍频程 相频响应 -45°/十倍频程 -45°/十倍频程 -45°/十倍频程 -45°/十倍频程 完整的波特图 作图步骤: (2)画幅频特性 在低频区,从f=fL开始,向左下方画一条斜率等于20dB/十倍频程的直线。 在高频区,从f=fH开始,向右下方画一条斜率等于-20dB/十倍频程的直线。 (3)画相频特性 分析方法:分频段研究法和时间常数法 分别画出高、中、低频段的放大电路的微变等效电路,利用中频段的等效电路,求出电路的中频电压增益。 利用低频段和高频段的等效电路,分别求出电路的下限截止频率和上限截止频率。 截止频率的计算方法是“时间常数法”,即根据信号传递的具体情况,求出每一个起作用的电容所在RC回路的时间常数,进而求出截止频率。 几点结论: 1.放大电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因,下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定; 2.三极管的结电容和分布电容是引起放大电路高频响应的主要原因,上限截止频率由高频时间常数中较大的一个决定; 3. 放大电路的增益-带宽积 中频电压增益与通频带的乘积 如果电路的信号源和晶体管均确定了,则其GBP为固定值,若增大电路的通频带,则电路的放大倍数会下降。 要使电路的GBP高,应选用rbb?和Cb?c都很小的高频管。 由于 若K增加,C'?也增加,上限截止频率就下降,通频带变窄。增益和带宽是一对矛盾,所以常把增益带宽积作为衡量放大电路性能的一项重要指标。 例1:一个单级阻容耦合共射放大电路的中频电压增益为40dB,通频带是20Hz-20kHz,最大不失真交流输出电压的范围为-3-+3V。 (1)画出电路的对数幅频特性(假设只有两个转折频率) (2)如果输入信号为ui=20sin(2??103t)mV,输出电压的峰值是多少?输出波形是否会失真? (3)如果输入信号为ui=50sin(2??20t)mV,重复(2)。 (4)如果输入信号为ui=sin(2??400 ?103t)mV,重复(2)。 解: (1) +20dB/dec -20dB/dec (2) (3) (4) uo在相位上滞后于ui的 对数幅频特性下降了 放大电路的电压增益=40?26=14dB 波形不失真。 例2:某放大电路对数幅频特性如图,并已知中频段相移为-180o。 (1)写出Au的频率表达式 (2)画出相频特性,写出其表达式。 解: 5.5 多级放大电路的频率响应 一、频率响应的表达式和波特图 画多级放大电路的波特图,只要将各单级放大电路的幅频特 性波特图相叠加,相频特性波特图相叠加即可 二、fL的计算 三、fH的计算 另外,当某级的上限频率比其他各级小得多时(一般在5倍以上),总的上限频率近似等于该级的上限频率。 当某级的下限频率比其他各级大得多时(一般在5倍以上),总的下限频率近似等于该级的下限频率。 对于多级放大电路的上限频率和下限频率 多级放大电路的增益虽然提高了,但其通频带却比任何一级都窄。 例1、放大电路的对数幅频特性如图。 (1)电路由几级阻容耦合电路组成,每级的下限和上限截止频率是多少? (2)总的电压增益、下限和上限截止频率是多大? 解:由两级阻容耦合放大电路组成 作业:(第四版) P255 5.4 5.6 (第三版) P245 5.4 5.7

  • ID:15-6171308 高中通用技术-电子技术模块课件:电子线路设计课件(32张幻灯片)

    高中通用技术/高一通用技术

    (共75张PPT) 电子线路设计 元件篇 元件——半导体二极管 1.概述 半导体二极管和三极管的出现代表着晶体管时代的到来,晶体管的大量应用使得电子设备的体积大大缩小,速度也越来越快。 半导体二极管有许多种类。按材料分为锗管、硅管和砷化镓管等。 按结构分为点接触型和面接触型。面接触型能通过较大的电流,但结电容较大。点接触型则相反。 按用途分为整流、检波、变容、稳压、开关、发光二极管等。图1. 1是常用二极管的符号。 图1.1 常用的二极管及其符号 元件——半导体二极管 2.常用二极管介绍 (1)整流二极管 整流二极管用于整流电路,把交流电换成脉动的直流电。采用面接触型,结电容较大,故一般工作在3kHz以下。有把4个二极管做成桥式整流封装起来使用的。也有专门用于高压、高频整流电路的高压整流堆。 (2)稳压二极管(齐纳二极管) 稳压二极管是利用二极管反向击穿时其两端电压基本保持不变的特性制成的,一般工作于反偏状态。稳压二极管正常工作时要求输入电压应在一定范围内变化,当输入电压超过一定值,使流过稳压管的电流超过其上限值时,将会使稳压管损坏,而当输入电压小于稳压管的稳压范围时,电路将得不到预期的稳定电压。 元件——半导体二极管 2.常用二极管介绍 (3)变容二极管 变容二极管一般工作于反偏状态,其势垒电容会随着外加电压的变化而变化。电压变大电容就变小,在高频自动调谐电路中,用电压去控制变容二极管从而控制电路的谐振频率。自动选台的电视机就要用到这种电容。 (4)发光二极管(LED) 发光二极管能把电能转化为光能,发光二极管正向导通时能发出红、绿、蓝、黄及红外光,可用做指示灯和微光照明。可以用直流、交流(要考虑反向峰值电压是否会超过反向击穿电压)、脉动电流驱动。一般发光二极管的正向电阻较小,接入电路中要加入限流电阻,如图1.2所示。 图1.2 发光二极管 元件——半导体二极管 2.常用二极管介绍 (5)光电二极管 光电二极管和发光二极管一样是由一个PN结构成,但它的结面积较大,可接收入射光。其PN结接反向电压时,在一定频率光的照射下,反向电阻会随光强度的增大而变小,反向电流增大。光电二极管在光通信中可作为光电转换器件。它总是工作在反向偏置状态。光电二极管常被用于测量光,比如在照相机的测光器、路灯亮度自动调节、红外电视遥控器等等。 元件——半导体二极管 3.二极管的特性——单向导电性 二极管具有单向导电的特性。利用multisim8,可以仿真二极管的这个特性。 图1.3 二极管的单向导电性仿真 元件——半导体二极管 3.二极管的特性——单向导电性 通常可用可用万用表来检测万用表的好坏。当使用指针式万用表测量二极管时,万用表的红表笔接二极管的阴极,黑表笔接二极管的阳极,测量的是二极管的正向电阻。将红、黑表笔对调测得的是反向电阻。 对于锗小功率二极管,其正向电阻一般为100-1000欧姆之间,而硅二极管的正向电阻一般为几百到几千欧姆之间。它们的反向电阻都在几百千欧姆以上。 当使用数字式万用表时,万用表的红表笔接二极管的阳极,黑表笔接二极管的阴极,测得的是二极管的正向电阻。将红、黑表笔对调测得的是反向电阻。 元件——半导体二极管 3.二极管的特性——单向导电性 在交流电路中,二极管的单向导电性仿真。 图1.4 交流电路中的二极管单向导电性仿真 元件——半导体二极管 3.二极管的特性——单向导电性 在交流电路中,二极管的单向导电性仿真。 图1.5 交流电路中的二极管单向导电性仿真结果 元件——半导体二极管 3.二极管的特性——单向导电性 在刚才的仿真图中,思考两个曲线的过0点位置为何不重合? 图1.6 二极管的正向压降VF 元件——半导体二极管 3.二极管的特性——单向导电性 二极管正向偏置是有一定条件的——正极的电压要高于负极,或者说需要一个正向电压(VF,Forward Voltage),这样电流才能“闯过”二极管,二极管才能导通。 VF跟二极管的种类有关。表1-1列出了硅管和锗管的正向电压VF。 表1-1 二极管导通所需要的正向导通电压VF 元件——半导体二极管 4.二极管的伏安特性 测量二极管上的电压VF(正向偏置)/VR(反向偏置)和流经二极管的电流IF/IR绘制到一张图上,就是二极管的伏安特性曲线。 测量仿真电路如图1.7所示。 图1.7 二极管的伏安特性曲线测量仿真电路 元件——半导体二极管 4.二极管的伏安特性 将仿真测试的结果绘制成曲线——二极管的伏安特性曲线。 图1.7 二极管的伏安特性曲线 元件——半导体二极管 4.二极管的伏安特性 从二极管的伏安特性曲线上,我们可以认识到: 1) 二极管正向偏置时(阴影区),正向电流IF非常小(几乎等于0)直到正向电压VF高于0.6V(硅管)或者0.2V(锗管)之后,正向电压VF的很小变化都会造成正向电流IF的急剧改变。 2) 二极管反向偏置时,反向电流IR极小而可忽略不计(注意图中横、纵坐标轴在正向偏置和反向偏置区的单位是不同的)。即使反向电压VR继续增大,反向电流IR也变化不会很大,直到反向电压VF增大到把二极管击穿之后,二极管遭到毁灭性的打击,反向电流IR才会增大。这个反向的击穿电压一般为1000V(硅管)或100V(锗管)。 元件——半导体二极管 5.二极管的应用——AM信号解调 我们听到的长波AM广播,是将声音信号(20~20Khz)调制到AM载波(30K~300Khz)上面,再功率放大通过天线发射出来。 图1.8 AM调制以及AM发射过程示意图 元件——半导体二极管 5.二极管的应用——AM信号解调 图1.9 AM收音机工作原始模型 L1和C1组成了LC并联电路。其 谐振频率 。当天 线上面接收到的输入信号远离f0时,LC并联电路的阻抗相对较小,信号经过LC并联电路入地;当天线上面收到的输入信号接近f0时,LC并联电路的阻抗最大,此时LC并联电路相当于开路,输入信号输出到AM解调电路。 元件——半导体二极管 5.二极管的应用——AM信号解调 解调(又称检波)的作用是把低频有用信号从载波上还原出来,是调制的反过程。 图1.10 AM信号的解调 元件——半导体二极管 5.二极管的应用——AM信号解调 图1.11 AM信号解调原理图 A点信号电平上升过程中,刚超过二极管D1导通电压VF,二极管导通,A点给电容C2充电,很快B/C点电位和A点接近,电容也充满。当A点电位下降,D1截止,C2上面有电荷(电容上面的电压不会突变),B点/C点电平会逐渐下降。直到A点电位再次升高,循环重复。 元件——半导体二极管 5.二极管的应用——AM信号解调 在multisim8中仿真刚才的AM信号解调的过程,如图1.12所示。 图1.12 AM信号解调过程的仿真 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 我们常用的直流电源,需要先将交流220V经过变压器降压为交流低压,再经过二极管整流变为单向脉动电压,最后通过电容滤波和直流稳压之后变为+5V。过程如图1.13所示。 图1.13 AC-DC电源示意图 可以看出,整流电路,就是将交流信号转变为单向脉动电压信号的电路。 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 整流电路分为半波整流、桥式全波整流和整流全桥三种。 1)半波整流 图1.14 半波整流示意图 半波整流浪费了交流信号的负半周。 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 2)桥式全波整流 图1.15 桥式全波整流示意图 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 2)桥式全波整流 图1.16-a 桥式全波整流正半周 正半周时,电流方向: A->D2->R1->D4->B 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 2)桥式全波整流 图1.16-b 桥式全波整流负半周 负半周时,电流方向: B->D3->R1->D1->A 不论正半周还是负半周,流经负载R1的电流方向是不变的。 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 3)整流全桥 将桥式全波整流的4个二极管集成起来,做成一个器件,就是整流全桥。如图1.17的样子。 图1.17 整流全桥和电路符号 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 经过整流之后的单向脉动电压信号,波动较大,一般是不能直接使用的,还需要滤波电路滤除脉动信号。可以利用大容量的电解电容来进行电源滤波。 图1.18 储能电容滤波 元件——半导体二极管 6.二极管的应用——整流 整流全桥电路的仿真 图1.19 整流全桥电路的仿真 元件——半导体二极管 7.二极管的应用——钳位电路 钳位电路 (1)功能:将输入信号的电压波形予以上移或下移,并不改变输入信号的波形。 (2)基本元件:二极管D、电容器C及电阻器R(直流电源VR)。 (3)类别:负钳位电路与正钳位电路。 (4)注意事项 : 假设D为理想二极管,RC的时间常数也足够大,不致使输出波形失真。? 元件——半导体二极管 7.二极管的应用——钳位电路 钳位电路原理,以负钳位电路为例 Vi正半周时,D导通,给电容C充电至V值,Vo=0V。 Vi负半周时,D截止,电容C上面的电压不会突变,并且RC常数够大,保证电容放电缓慢,Vo=-V-V=-2V。 元件——半导体二极管 7.二极管的应用——钳位电路 钳位电路的仿真。 元件——半导体二极管 7.二极管的应用——钳位电路 钳位电路的仿真。 元件——半导体二极管 7.二极管的应用——钳位电路 判断输出波形的简易方法 1). 由参考电压V1决定输出波形于坐标轴上的参考点。 2).由二极管D的方向决定原来的波形往何方向移动,若二极管的方向为朝上,则波形必须向上移动;若二极管的方向为朝下,则波形必须往下移动。 3). 决定参考点与方向后,再以参考点为基准,将原来的波形画于输出坐标轴上,即为我们所求。

  • ID:15-6170336 高中通用技术-电子技术模块课件:第6章 Multisim在数字逻辑电路中的应用)(161张幻灯片)

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    (共161张PPT) 第6章 Multisim在数字逻辑电路中的应用 6.1 数字逻辑电路的创建 6.2 全加器及其应用 6.3 译码器及其应用 6.4 数据选择器及其应用 6.5 组合逻辑电路的冒险现象 6.6 触发器 6.7 同步时序电路分析及设计 6.8 集成异步计数器及其应用 6.9 集成同步计数器及其应用 6.10 移位寄存器及其应用 6.11 电阻网络DAC设计 6.12 555定时器及其应用 6.13 数字电路综合设计——数字钟 6.14 数字电路综合设计——数字式抢答器 6.15 数字电路综合设计——数字频率计 习题 6.1 数字逻辑电路的创建   1.创建数字逻辑电路   (1) 在元(器)件库中单击TTL,再单击74系列,选中非门7404N芯片,单击OK确认。这时会出现图6-1所示窗口,该窗口表示7404N这个芯片里有六个功能完全相同的非门,可以选用Section A、B、C、D、E、F六个非门中的任何一个。单击任何一个即可选定一个非门,若不用时单击Cancel。   (2) 同理,在元(器)件库中单击TTL,再单击74系列,选中或门7432N和与非门7400N芯片。   (3) 在仪器库中单击Logic converter(逻辑转换仪),这时会出现一个仪器,拖到指定位置点击即可。   (4) 输入信号接逻辑转换仪的输入端A,B,C,…,输出信号接逻辑转换仪的输出端(OUT)。连接电路如图6-2所示。 图6-2 数字逻辑电路 图6-3 数字逻辑电路的真值表 图6-4 最简表达式 图6-5 用与非门构成的电路 两个二进制数之间的算术运算无论是加、减、乘、除,目前在数字计算机中都是化做若干步加法运算进行的。因此,加法器是构成算术运算器的基本单元。 6.2.1 半加器 如果不考虑有来自低位的进位将两个1位二进制数相加,称为半加。实现半加运算的电路叫做半加器。 按照二进制加法运算规则可以列出如表6.5.1所示的半加器真值表。其中A、B是两个加数,S是相加的和,C是向高位的进位。将S、C和A、B的关系写成逻辑表达式则得到. 6.5.1半加器真值表 因此半加器是由一个异或门和一个与门组成的,如图6.5.1所示。 全加器是一种广义名称.就其电路结构而言,它是一种二进制运算的单元电路。从器件角度看,它又是一种最基本的二进制算术运算器件。实际的加法运算,必须同时考虑由低位来的进位,这种由被加数、加数和一个来自低位的进位数三者相加的运算称为全加运算。执行这种运算的器件称为全加器。 6.2.2 全加器及其应用 1. 全加器运算如下式。 2. 全加器真值表如表6.5.1所示 表6.5.1全加器真值表 3. 全加器逻辑表达式: 4. 全加器逻辑电路 6.5.2 全加器电路 电路仿真,双击逻辑转换仪图标, 如图6.5.3逻辑转换仪面板。逻辑转换仪的使用方法请看 课本第4章中的4.4.3小节(逻辑转换仪)。图中测出的是和S的结果,若要测出向高位进位的结果,则把测试线改接到进位C端,便得到向高位进位的结果。 图6.5.3 逻辑转换仪面板   例6.1 用74HC283D设计一个8421BCD码加法电路,完成两个一位8421BCD码的加法运算。输入、输出均采用8421BCD码表示。   1) 原理   两个一位十进制数相加,若考虑低位来的进位,其和应为0~19,8421BCD码加法器的输入、输出都采用8421BCD码表示,其进位规律为逢十进一,而74HC283D是按两个四位二进制数进行运算的,其进位规律为逢十六进一,故二者的进位关系不同,当和数大于9时,8421BCD码应产生进位,而十六进制还不可能产生进位。为此应对结果进行修正,当结果大于9时,需要加6(0110B)修正。故修正电路应含一个判9电路,当结果大于9时对结果加0110,小于等于9时加0000。   大于9的数是最小项的m10~m15,除了上述情况大于9时外,如相加结果产生了进位位,其结果必定大于9,因此大于9的条件为   全加器74HC283D的A4A3A2A1、B4B3B2B1为两个四位二进制数输入端,SUM1、SUM2、SUM3、SUM4为相加的和,C0为低位来的进位,C4为向高位产生的进位。   2) 创建电路   用字信号发生器产生8421BCD码,并用显示器件显示8421BCD码。   (1) 在元(器)件库中单击CMOS,再单击74HC系列,选中74HC283D, 单击OK确认。这时会出现一个器件,拖到指定位置点击即可。   (2) 在器件库中单击TTL,再单击74系列,选中二输入与非门7400N和三输入与非门7410N芯片。   (3) 在右侧仪器库中单击Word Genvertor(字信号发生器),这时会出现一个仪器,拖到指定位置点击即可。   (4) 在器件库中单击显示器件,选中数码管, 单击OK确认。这时会出现一个器件,拖到指定位置点击即可。为了便于观察,可将输入、输出信号均接入数码管。由此得到具有修正电路的8421BCD码加法电路,如图6-6所示。   3) 观测输出   双击Word Genvertor(字信号发生器)图标,对面板上的各个选项和参数进行适当设置:   在Address(地址)区,起始地址(Initial栏)为0000,终止地址(Final栏)为0009。   在Controls(控制)区,点击Cycle按钮,选择循环输出方式。点击Pattern按钮,在弹出对话框中选择Up Counter选项,按逐个加1递增的方式进行编码。   在Trigger区,点击按钮Internal,选择内部触发方式。 图6-6 一位8421BCD码加法电路 6.3 译码器及其应用   常见的MSI(中规模集成电路)译码器有二进制译码器(如2-4、3-8、4-16译码器等)和二-十进制译码器(也称作4-10译码器)等。MSI译码器74LS138是3-8译码器,其逻辑符号如图6-7中器件U4所示。U4中A、B、C是地址输入端,G1、G2A、G2B是使能端,Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7是输出端,且输出低电平有效。输入变量的每一种取值组合只能使某一个输出有效。   例6.2 用集成3-8译码器74LS138D组成一位全加器完成两个一位二进制数的加法运算。   1) 原理   两个一位二进制数的加法运算的真值表如表8-1所示。 表6-1 全加器的真值表 由全加器的真值表显然有: 其中,A、B分别为加数和被加数;C为低位向本位产生的进位;Fi为相加的和;Ci+1为本位向高位产生的进位。   2) 创建电路   (1) 在元(器)件库中单击TTL,再单击74LS系列,选中74LS138D,单击OK确认。这时会出现一个器件,拖到指定位置点击即可。   (2) 在元(器)件库中单击MISC,再单击门电路,选中四输入与非门NAND4, 单击OK确认,用两个与非门实现逻辑函数。   (3) 在元(器)件库中单击显示器件,选小灯泡来显示数据。为了便于观察,可将输入、输出信号均接入小灯泡。   (4) 在元(器)库中单击Word Genvertor(字信号发生器),拖到指定位置,用它产生数码。   (5) 在元(器)件库中单击Sources(信号源),选中电源VCC和地,双击电源VCC图标,设置电压为5 V。使能端G1接电源VCC,G2A、G2B接地。连接电路如图6-7所示。 图6-7 74LS138D译码器构成一位全加器   3) 观测输出   双击Word Genvertor(字信号发生器)图标,在Address(地址)区,起始地址(Initial栏)设为0000,终止地址(Final栏)设为0007。   在Controls(控制)区,点击Cycle按钮,选择循环输出方式。点击Pattern按钮,在弹出的对话框中选择Up Counter选项,按逐个加1递增的方式进行编码。   在Trigger区,点击按钮Internal,选择内部触发方式。   在Frequency区,设置输出的频率为1 kHz。   运行仿真开关,可以观察运算结果。探测器发光表示数据为“1”,不发光表示数据为“0”。其中,X1、X2表示加数、被加数;X5表示低位向本位产生的进位;X4表示相加的和;X3表示本位向高位产生的进位。 6.4 数据选择器及其应用   集成数据选择器(MUX)74LS151D(八选一)、74LS153D(双四选一)是较常用的数据选择器。双四选一数据选择器74LS153D包含了两个四选一MUX,地址输入端A1和A0由两个MUX公用。每个MUX各有四个数据输入端,一个使能端EN和一个输出端Y。74LS153D的逻辑符号如图6-8中器件U3所示。U3中最上边的1端和0端分别对应芯片管腿2和14脚,是地址A1和A0的输入端;EN对应芯片管腿1、15脚,是使能端,且输入低电平有效;0端、1端、2端、3端分别对应芯片管腿6、5、4、3脚,是数据1D0、1D1、1D2、1D3的输入端,芯片管腿10、11、12、13脚是数据2D0、2D1、2D2、2D3的输入端;芯片的7端和9端分别是输出端1Y和2Y。  单个四选一MUX的输出函数为   数据选择器用途很多,可以实现组合逻辑函数、多路信号分时传送、并/串转换、产生序列信号等。   例6.3 用74LS153D双四选一数据选择器实现一位全加器。   1) 原理   由于一位全加器有三个输入信号Ai、Bi、Ci,而74LS153D仅有1端、0端(分别对应芯片管脚2、14)两个地址输入端,选Ai(图6-8中X5)、Bi(图6-8中X2)作为地址输入A1和A0(分别对应芯片管脚2、14)。已知全加器的输出函数如下:   本位相加的和 本位向高位产生的进位 考虑到四选一MUX的输出   则Fi相应的余函数为、、和。即现在A1(2脚)=Ai,A0(14脚)=Bi,若1D0(6脚)=1D3(3脚)=Ci,1D1(5脚)=1D2(4脚)= ,则1Y(7脚) =Fi。   同样,将Ci+1表示为:,若四选一MUX的输入2D0(10脚)=0,2D1(11脚)=2D2(12脚)=Ci,2D3(13脚)=1,则2Y(9脚)=Ci+1。   因此用一片双四选一MUX 74LS153D即可实现函数Fi和Ci+1。   2) 创建电路   (1) 在元(器)件库中单击TTL,再单击74LS系列,选中74LS153D。   (2) 将74LS153D的使能端EN(1、15脚)接地,地址1(2脚)、地址0(14脚)接字信号发生器的2端、1端。变量Ci(图中X1)接字信号发生器的0端,2D3(13脚)=1接VCC,2D0(10脚)=0接地。   (3) 用字信号发生器管脚2端、1端、0端做一位全加器三个输入信号Ai(图6-8中X5)、Bi(图6-8中X2)和Ci(图6-8中X1)。   (4) 在元(器)件库中单击指示器件,选小灯泡来显示数据。为了便于观察,可将输入、输出信号均接入小灯泡。连接电路如图6-8所示。   图6-8 74LS153D双四选一数据选择器实现一位全加器   3) 观测输出   双击Word Genvertor(字信号发生器)图标,在Address(地址)区,将起始地址(Initial栏)设为0000、终止地址(Final栏)设为0007。   在Controls(控制)区,点击Cycle按钮,选择循环输出方式。点击Pattern按钮,在弹出的对话框中选择Up Counter选项,按逐个加1递增的方式进行编码。   在Trigger区,点击按钮Internal,选择内部触发方式。   在Frequency区,设置输出的频率为1 kHz。   启动仿真开关,可以观察运算结果。小灯泡亮表示数据为“1”,小灯泡灭表示数据为“0”。 6.5 组合逻辑电路的冒险现象   由于组合逻辑电路的设计都是在输入、输出处于稳定的逻辑电平下进行的,因此,为了保证系统工作的可靠性,有必要考察在输入信号逻辑电平发生变化的瞬间,电路是怎样工作的。在较复杂的电路系统中,如果竞争冒险产生的尖峰脉冲使后级电路产生错误动作,就会破坏原有的设计功能。由于引线和器件传输与变换时存在延迟,因此,输出并不一定能立即达到预定的状态并立即稳定在这一状态,可能要经历一个过渡过程,其间逻辑电路的输出端有可能会出现不同于原先所期望的状态,产生瞬时的错误输出,这种现象称为险象。险象分逻辑险象和功能险象两类。由逻辑竞争所引起的险象称逻辑险象,而由功能竞争所引起的险象称功能险象。逻辑险象是由单个输入信号的变化引起的,而功能险象则是由多个输入信号“同时”变化引起的。 图6-9 数字逻辑电路   3) 观测输出   双击方波发生器图标,设置电压为5 V,频率为1 kHz。双击示波器图标,启动仿真开关,可得到示波器输出波形,如图6-10所示。   由电路的逻辑表达式可知F=1,而观察发现,在输入信号B由1到0变化时,输出F会出现非常短暂的负脉冲,这说明产生了险象。 图6-10 输入及输出波形 6.6 触 发 器 图6-11 基本RS触发器   (1) 在元(器)件库中单击TTL,再单击74系列,选取与非门7400N。在元(器)件库中单击Basic(基本元(器)件),然后单击SWITCH,再单击SPDT,选取两个开关J6、J7。在元(器)件库中单击Sources(信号源),取一个电源V4和地。电源V4设置为5 V。   (2) 因为开关J6和J7“Key=Space”,所以按空格键可改变开关位置。为了便于控制,双击开关J7图标,打开SWITCH对话框,在对话框Value页中的Key for Switch栏下拉菜单中选择字母符号A,则“Key=A”。也可以选择不同字母符号或者数字符号,来表示对应开关的开关键。   (3) 在元(器)件库中单击指示器件,选小灯泡来显示数据。连接电路如图6-11所示。 表6-2 RS触发器真值表  2. 验证JK触发器的逻辑功能  JK触发器的电路如图6-12所示。 图6-12 JK触发器   1) 创建电路   (1) 在元(器)件库中单击TTL,再单击74系列,选中JK触发器7473N。   (2) 在元(器)件库中单击Sources(信号源),选中方波发生器V2、电源V1和地。方波发生器V2设置电压为5 V,频率1 kHz。电源V1设置电压为5 V。   (3) 在元器件库中单击Basic(基本元器件),然后单击SWITCH,再单击SPDT,选取开关J1、J2和J3。为了便于控制,选择不同字母符号或者数字符号来表示对应的开关的开关键。J1用空格键控制,J2用A键控制,J3用B键控制。   (4) 在仪器库中选取逻辑分析仪。   (5) 在图6-12中,JK触发器的输入端1J、1K,清零端1CLR分别由开关J1、J2、J3控制。CLR是清零端,低电平时清零。时钟1CLK由信号源方波发生器V2提供。为了便于观察,可将时钟信号1CLK、JK触发器输出信号Q和分别接逻辑分析仪的管脚1、2、3。   2) 观测输出   通过三个开关改变输入数据,按对应开关的开关键符号,即可改变开关位置,从而改变输入数据,电源V1和地分别表示数据1和0。   (1) 改变开关J3,使1CLR=0,观测清零,输出波形如图6-13所示。可见输出Q清零。 图6-13 输出波形   (2) 清零端1CLR=1,改变开关J1、J2,使J=K=0,输出波形如图6-13所示。可见输出Q保持原态。   (3) 清零端ICLR=1,改变开关J1、J2,使J=0,K=1,输出波形如图6-13所示。可见输出Q置0。   (4) 清零端1CLR=1,改变开关J1、J2,使J=1,K=0,输出波形如图6-14所示。可见输出Q置1。   图6-14 J=1,K=0时的输出波形   (5) 清零端1CLR=1,改变开关J1、J2,使J=K=1,输出波形如图6-15所示。可见输出Q翻转。 图6-15 J=K=1时的输出波形 6.7 同步时序电路分析及设计   时序电路的分析,就是根据给定的时序逻辑电路的结构,找出该时序电路在输入信号及时钟信号作用下,存储电路状态变化规律及电路的输出,从而了解该时序电路所完成的逻辑功能。设计同步时序电路时,要根据具体的逻辑问题要求,用尽可能少的触发器及门电路来实现电路。本节以同步时序电路的设计为例介绍设计过程及仿真测试。   例6.5 用JK触发器设计一个五进制同步计数器,状态转移关系如下:   1) 原理   (1) 五进制计数器有五个状态,需要三位二进制数码,因此需要三个JK触发器。设三个JK触发器的输入为1J1K、2J2K、3J3K,输出为Q3Q2Q1。   ① 根据要求列出编码状态表如表6-3所示。 表6-3 编码状态表 ② 用状态方程法确定激励方程。其状态方程和激励方程如下:   ③ 检查多余状态的转移情况如表6-4所示,这说明三个多余状态都进入了主循环,电路能够自启动。 表6-4 多余状态的转移   2) 创建电路   (1) 在元(器)件库中选三个JK触发器74LS112D做记忆元件,选方波发生器做时钟脉冲信号。电源V1设置为5 V。   (2) 三个JK触发器74LS112D从左至右依次为Q1、Q2、Q3,其使能端R、S均接1(V1),1J接,1K接Q3,2J接Q1,2K接1,3J=3K接Q2。   (3) 三个JK触发器的时钟信号都接在方波发生器 + 端以构成同步计数。方波发生器V2设置电压为5 V,频率1 kHz。   (4) 用逻辑分析仪显示输出。连接电路如图6-16所示。 图6-16 用JK触发器设计的五进制同步计数器   3) 观测输出   三个JK触发器74LS112D的输出Q均接在逻辑分析仪上,以测试各触发器的输出。电路的输出波形如图6-17所示。由输出波形可以看出Q3Q2Q1的状态按000、001、010、101、110循环,从而构成五进制同步计数器。 图6-17 输出波形 6.8 集成异步计数器及其应用   不同型号的计数器,其功能亦不尽相同,其不同点表现在计数方式、计数规律、预置方式、复位方式、编码方式等几个方面。7490是一个二-五-十进制异步计数器,由一个二进制计数器和一个五进制异步计数器构成。7490N的逻辑符号如图8-18中的器件U3所示。INA是时钟脉冲输入端,与QA构成一个二进制计数器。INB是时钟脉冲输入端,与QDQBQC构成一个五进制计数器。R01、R02是异步清零控制端,且高电平有效,当R01、R02同时为高电平时清零。R91、R92是异步置9控制端,且高电平有效,当R91、R92同时为高电平时置9。通过简单的外部连接可以构成十进制计数器。由于7490D有8421BCD码和5421BCD码两种接法,因此产生清零脉冲和置9脉冲的译码电路是不同的。若需要构成10以内其他进制计数器,只需把计数输出加上适当门电路反馈到R01、R02、、R91和R92即可。   例6.6 用7490N构成一个8421BCD码十进制计数器。   1) 原理   计数输入端 INA接外来时钟,将计数输入端INB和QA相连,QD为高位输出,QA为低位输出,则构成8421BCD码计数器。由7490N的功能可知:R01、R02两个置零输入端同时接高电平1(VCC)时,计数器清零;R91、R92两个置9输入端同时接高电平1(VCC)时,计数器置9。构成十进制计数器时,将R01、R02、R91、R92全接低电位。   2) 创建电路   (1) 在元(器)件库中单击TTL,再单击74系列,选中计数器7490N。   (2) 取方波信号作为时钟计数输入。双击信号发生器图标,设置电压V2为5 V,频率为0.1 kHz。   (3) 在元(器)件库中单击显示器件选中带译码的七段LED数码管U4,管脚4接QD,管脚3接QC,管脚2接QB,管脚1接QA。   7490N构成的8421BCD码十进制计数器电路如图6-18所示。 图6-18 用7490N构成的十进制计数器   3) 观测输出   (1) 启动仿真开关,数码管循环显示0,1,2,3,4,5,6,7,8,9。调整计数脉冲频率,可改变数码管显示速度。   (2) 也可以用逻辑分析仪测试电路的输出波形来验证分析的结果。逻辑分析仪测试的电路的输出波形如图8-19所示,显然输出也按0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001的顺序循环,构成8421BCD码十进制计数器。   图6-19 逻辑分析仪测试的电路的输出波形   例6.7 用7490N实现模54计数器。   1) 原理   实现模54计数器需用两片7490N。当采用两片7490N级连时,可以构成一百进制计数器。然后利用清零端R01、R02或利用置9端R91、R92,去掉46(99~54)个多余状态,电路连接的方法有很多。也可以分解成M=54=6?9,构成异步电路。下面我们以利用异步清零构成电路为例进行仿真,其他电路留给读者自行设计、仿真。   2) 创建电路   (1) 需要选择两片7490N计数器,7490N U7为个位,7490N U6为十位,7490N U7、7490N U6两个置9输入端R91、R92计数输出时全接低电位。INA为计数输入,将INB和QA相连,则QD为高位输出,QA为低位输出,先将个位、十位全部构成8421BCD码十进制计数器。   (2) 时钟脉冲取方波信号输出,接7490N U7(个位)计数输入端INA,7490N U7(个位)的QD接7490N U6(十位)计数输入端INA,构成8421BCD码一百进制计数器。   (3) ?7490N U7、 7490N U6两个清零输入端R01、R02接清零信号。因为7490N是异步清零,所以当7490N U6(高位)QDQCQBQA=0101,7490N U7(低位)QDQCQBQA=0100时取清零信号。与门U2取U6(高位)QCQA和U7(低位)QC之与。   (4) 在显示器件库中选用两个带译码的七段LED数码管U8和U9。管脚4接QD,管脚3接QC,管脚2接QB,管脚1接QA。7490N实现模54计数器电路,如图6-20所示。 图6-20 7490N实现模54计数器   3) 观测输出   启动仿真开关,两只数码管U8、U9循环显示00,01,02,03,…,53。调整计数脉冲频率,可改变显示频率。   改变与门U2的输入,可改变计数器的模值。 6.9 集成同步计数器及其应用   集成同步计数器74LS160(异步清零)、74LS162(同步清零)为十进制计数器,74LS161(异步清零)、74LS163(同步清零)为四位二进制计数器,它们都是边沿触发的同步加法计数器。CLR为清零端,LOAD为置数端,一般均以低电平为有效电平。若需要构成其他进制计数器,只需把计数输出加上适当门电路反馈到异步清零端CLR或同步置数LOAD即可。   例6.8 用四位二进制计数器74163N构成十进制计数器。   1) 原理   74163N为同步清零、同步预置的同步四位二进制计数器。74163N的逻辑符号如图8-21中器件U1所示。CLR为同步清零端;LOAD为同步置数端;ENT、ENP为计数控制端,且高电平为有效电平;D、C、B、A为预置数据输入端;QDQCQBQA为输出端,RCO为进位端,且逢十六进一。 图6-21 74163N构成的十进制计数器   2) 创建电路   (1) 在元(器)件库中选中74163N,再利用同步置数的LOAD构成十进制计数器,故取清零端CLR、计数控制端ENP、ENT接高电平1(VCC)。   (2) 取方波信号作为时钟计数输入。双击信号发生器图标,设置电压V1为5 V,频率为0.1 kHz。   (3) 送数端LOAD同步作用,设并行数据输入DCBA=0000,LOAD取QDQA的与非,当QDQCQBQA=1001时,LOAD=0,等待下一个时钟脉冲上升沿到来,将并行数据DCBA=0000置入计数器。   (4) 在元(器)件库中单击显示器件选中带译码的七段LED数码管U3。连接电路如图6-21所示。   3) 观测输出   启动仿真开关,数码管循环显示0,1,2,3,4,5,6,7,8,9。   仿真输出也可以用逻辑分析仪观察。双击信号发生器图标,频率改为1 kHz。将74163N时钟输入CLK、输出QAQBQCQD及RCO进位从上到下依次接逻辑分析仪,双击逻辑分析仪图标,电路输出波形如图8-22所示。显然输出QDQCQBQA按0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001循环,且QDQCQBQA=1001时,RCO无进位输出。   图6-22 逻辑分析仪的输出波形   例6.9 用两块集成计数器74160N实现六十进制计数器   74160N的逻辑符号如图8-23中器件U14、U13所示。CLR为异步清零端;LOAD为同步置数端,且均低电平为有效电平;ENT、ENP为计数控制端,且高电平为有效电平;D、C、B、A为预置数据输入端;QDQCQBQA为输出端;RCO为进位端,且逢十进一。 图6-23 六十进制计数器   1) 原理   74160N为异步清零、同步预置的十进制计数器。实现模60计数器,需用两片74160N。当采用两片74160N级连时,可以构成一百进制计数器。然后利用异步清零端CLR或利用同步置数LOAD,去掉40(100-60)个多余状态,电路连接的方法有很多。也可以分解成M=60=6?10,构成异步电路。下面我们以利用同步置数LOAD构成电路为例进行仿真,其他电路留给读者自行设计、仿真。     2) 创建电路   (1) 在器件库中选中两个74160N,其中U13为低位,U14为高位。U13(低位)的清零端CLR和计数控制端ENP、ENT接高电平(VCC)。U14(高位)的清零端CLR接高电平(VCC)。U14(高位)计数控制端ENP、ENT应接74160N U13(低位)进位输出RCO端,构成8421BCD码一百进制计数器。   (2) 时钟脉冲取方波信号V5作为74160N U13(低位)的计数输入,CLK=1 kHz。   (3) 由于送数端LOAD同步作用,U14(高位)和U13(低位)输入端的数据DCBA都取0000,LOAD取U14(高位)QCQA和U13(低位)QDQA的与非,即当U14(高位)QDQCQBQA=0101,U13(低位)QDQCQBQA=1001时,LOAD=0,下一个时钟脉冲上升沿到来,计数器置入并行数据0000,0000。   (4) 用两个带译码七段LED数码管接QDQCQBQA。由74160N构成的六十进制计数器如图6-23所示。 3) 观测输出 启动仿真开关,数码管循环显示00,01,…,59。 6.10 移位寄存器及其应用   例6.10 用74194N构成反馈移位型序列信号发生器。   1) 原理   74194N是4位通用移位寄存器,具有左移、右移、并行置数、保持、清除等多种功能。74194N的逻辑符号如图8-24中器件U4所示。CLR为异步清零端,且低电平有效,SR为右移串行数据输入端,SL为左移串行数据输入端,D、C、B、A为预置数据输入端,QAQBQCQD为输出端。工作方式由S1S0控制:异步清零输入端CLR=1(VCC),当S1S0=10时,在时钟脉冲CLK上升沿作用下,实现左移位操作;当S1S0=01时,在时钟脉冲CLK上升沿作用下,实现右移位操作;当S1S0=00时,不实现移位操作,处于保持状态;当S1S0=11时,在时钟脉冲CLK上升沿作用下,实现送数操作。   2) 创建电路   (1) 在元器件库中选中74194N。   (2) 时钟脉冲输入取频率f=1 kHz的方波信号。   (3) 在元(器)件库中选中数选器74153N,用它实现反馈函数。对74153N进行如下设置:使能端EN接地;数据输入0端接1,数据输入1端接QD,数据输入2端接1,数据输入3端接0;地址1端接QA,地址0端接QC;数选器74153N输出1Y(7端)作为反馈函数送到左移串行输入端SL。     (4) ?74194N输出QAQBQCQD从上到下依次接逻辑分析仪。电路如图6-24所示。 图6-24 反馈移位型序列信号发生器   3) 观测输出   启动仿真开关,双击逻辑分析仪图标,观察输出波形,如图6-25所示。由电路输出波形可知:QA、QB、QC、QD输出的序列全按100111循环,只是初始相位不同,且QAQBQCQD依次实现左移位操作。 图6-25 输出波形 6.11 电阻网络DAC设计   数/模转换就是把在时间上和幅度上离散的数字量转换为连续变化的模拟量(电流或电压),实现这一转换的电路或器件称作数/模转换器,又称D/A转换器(DAC)。   例6.11 用T型电阻网络设计一个DAC。   1) 原理   四位T型电阻网络D/A转换器如果Rf?=3R, Vo可表示为   四位倒T型R-2R电阻网络DAC中同样也只有R和2R两种阻值,其电路特点为:基准电压为-VR;Di=1时电流流向运算放大器,Di=0时电流流向地。电源所提供的电流是恒定的。如果Rf?=R由倒T型电阻网络得出,则   2) 创建电路   (1) 在元(器)件库中单击Basic(基本元器件),再单击电阻,R1、R2、R3取1 kohm,R10、R11、R12、R13、R14、R15取2 kohm。   (2)? DAC输入D3、D2、D1、D0由字信号发生器产生。靠近运放U1的数据为高位(D3)接字信号发生器高位(3端)。电路如图6-26所示。 图6-26 T型电阻网络DAC   3) 观测输出   启动仿真开关,双击字信号发生器图标,设置参数,通过字信号发生器的输入数据为0000~0111递增。双击示波器图标,观测输出波形为阶梯形波,如图6-27所示。 图6-27 T型电阻网络DAC构成的梯形波发生器 6.12 555定时器及其应用   555定时器有TTL型和CMOS型两类产品,它们的功能和外部引脚排列完全相同。   LM555H定时器的逻辑符号如图6-28中的器件U1所示。   管脚1为接地端GND。   管脚2为低电平触发输入端TRI。该端电平低于VCC/3(或VCO/2)时,输出Q为高电平。   管脚3为输出端OUT。   管脚4为复位端RST。RST=0时,Q=0。   管脚5为控制电压输入端CON。   管脚6为高电平触发端THR。该端电平高于2VCO/3 (或VCO)时,输出Q为低电平。   管脚7为放电端DIS。   管脚8为电源VCC。   当管脚5外接控制电压VCO时,管脚6的比较电压为VCO,管脚2的比较电压为VCO/2。   例6.12 利用LM555H定时器设计多谐振荡器。   1) 原理   当LM555H定时器按图6-28所示电路连接时,就构成了自激多谐振荡器,其中R1和R2是外接定时电阻,C2是外接定时电容。图中电阻R1、R2及电容C2构成充放电回路,当VC2>2VCC/3时,555内部三极管导通,电容C2通过电阻R2放电;当VC2

  • ID:15-6154127 地质出版社通用技术必修1《技术与设计1》简易汽车模型的设计与制作课件(8张幻灯片)+教案

    高中通用技术/高一通用技术


    地质出版社必修1《技术与设计1》简易汽车模型的设计与制作:8张PPT
    《简易汽车模型的设计与制作》教案
    教材分析
    本节课是针对地质出版社必修1《技术与设计1》设计的实践活动。依据上述课程标准要求开发设计了本节教学活动。让学生参与简易车模的设计与制作,亲历设计过程,体验并掌握设计的一般过程,包括发现和明确问题;制定设计方案;制作模型或原型;测试、评估及优化;产品的使用和维护。培养学生的动手能力,创新思维。
    同时,紧扣现在提倡项目式教学,“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。
    学情分析
    通过前面内容的学习,学生对设计的一般过程及其思想及有了一定的了解,在实践过程中理论联系实际,解决实际问题,同时又不能是太复杂的项目,兼具挑战的同时也能增强学生的自信心。
    教学目标
    (一)知识与技能:
    通过汽车模型的设计与制作活动,理解设计一般过程的基本思想、方法与技能。
    在实践中提高分析问题、解决问题的能力,培养观察、思考、创造的能力,
    锻炼逻辑思维能力和动手操作能力。 (二)过程与方法:
    经历汽车模型的设计,掌握设计的一般过程 (三)情感态度与价值观:  体验技术问题解决过程的艰辛与曲折
    重点和难点
    重点:设计过程中各种因素的分析 难点:设计方案的构思
    教学策略和手段
    采用“问题情境—解决方案-解决过程—总结提升”的模式展开,通过发现问题,使学生回想和体会设计的过程,激发学生的好奇心和主动学习的欲望。
    学生亲历自主探索和思维升华的过程,教学中注重鼓励学生自主探究和合作交流,引导学生观察、思考、分析、交流、总结,在与他人的交流中丰富自己的思维方式,获得不同的体验和发展。
    活动器材
    微型电机、风扇、木质材料、钢轴、轮胎、白乳胶、双节电池盒、电机固定座、双面胶
    教学过程
    教学环节
    教师活动
    学生活动
    设计意图
    
    情境导入
    问大家想不想做一个,下面我给同学们提供一个自己设计小汽车模型的机会
    ,模型做好后,现场要举行一场竞速赛,希望个小组成员密切合作,取得佳绩
    
    创设学习情景,激发求知欲望 ,产生主动参与学习的内驱力。
    
    设计要求
    提出设计要求:1、用给定材料,设计一个简易汽车模型,小车能够快速平稳行驶。2、2米距离比赛,先到终点者胜利
    。提问:既然是竞速赛,那么我们在设计过程中要考虑的最重要的因素是什么?
    学生思考并回答:速度
    
    
    讨论探究

    依据给定材料和设计要求分析影响小车速度的因素有哪些,如何提高小车速度?
    学生分小组讨论并回答
    通过小组讨论,运用已有技术、物理的知识进行分析
    
    车体设计方案
    构思车体设计方案,并将草图画在设计报告上。注意事项:1、直流电机与风扇的安放位置 2、注意整体设计的美观性3、时间5分钟。
    小组讨论车体方案并画出来,展示两个
    发挥学生的想象力和创造力
    
    汽车模型的制作与实验
    根据自己的构思和设计方案,制作完成小车模型。注意,咱们的时间只有20分钟,各小组注意协调好分工。
    小组动手制作汽车模型
    增强动手实践能力和解决实际问题的能力
    
    比赛环节
    实战比赛
    实战比赛
    增加学生兴趣和自信心
    
    归纳
    总结
    1、总结设计过程,写在实践活动卡上。
    ===============================设计要求:
    1、用给定材料,设计一个简易汽车模型,小车能够快速平稳行驶。
    2、2米距离比赛,先到终点者胜利

    =================
    压缩包内容:
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    地质出版社必修1《技术与设计1》简易汽车模型的设计与制作.ppt

    • 授课课件
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  • ID:15-6149064 2020版高考一轮复习(浙江专用)通用技术:专题三 技术图样的绘制课件(18张幻灯片)+练习

    高中通用技术/高三通用技术


    专题三 技术图样的绘制:18张PPT
    专题三 技术图样的绘制
    挖命题
    【考情探究】
    考点
    考向
    考试要求
    考题示例
    关联考点
    预测热度
    
    设计表
    现图
    ①技术语言的种类及其应用
    ②简单的草图
    ③简单的效果图
    ④基本几何体的正等轴测图
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    2018浙江11月选考,15(4)(5),6分
    常见的技术图样
    ★★★
    
    
    
    
    2018浙江4月选考,15(3)(4),6分
    常见的技术图样
    
    
    常见的技
    术图样
    ①一般技术图样所采用的投影方法
    ②简单形体的三视图及尺寸标注
    ③一般的机械加工图
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    2018浙江11月选考,5,2分
    
    ★★★
    
    
    
    
    2018浙江4月选考,5,2分
    
    
    
    
    
    
    2018浙江11月选考,16,3分
    
    
    
    
    分析解读 本专题主要涉及方案构思草图的绘制、三视图的识读与绘制以及尺寸标注等内容,要求学生能用立体图反映设计方案的结构、功能特征,能识读三视图、掌握三视图的绘图要领,知道尺寸标注的规范性要求,能分析三视图中的尺寸信息,能在设计草图中标注简单的尺寸。选考中还要求学生能不借助轴测图补充三视图中所缺线条。预计学考考查三视图识读,草图绘制与尺寸标注,备选内容还包括尺寸标注的规范性,考题形式为选择题与设计题,所占分值为2+2+3=7分左右;预计选考考查三视图补线,考题形式为绘图题,所占分值为3分左右。
    破考点
    【考点集训】
    考点一 设计表现图
    1.[2017浙江11月选考(2)(3),6分]小明参考网上的杯托产品图片,用1.5 mm厚的钢板制作了如图所示的简易杯托,安装在书桌侧面的木板上,用来放置水杯。为了观察水杯在杯托中是否稳定,他找来各种不同直径的水杯和饮料瓶分别放到杯托中,发现当水杯或饮料瓶直径小到一定程度时,受到触碰后容易晃动,甚至会从杯托中翻出来。请帮助小明在原有杯托的基础上进行改进设计,设计要求如下:
    
    (1)在原有杯托上增加调节件,用于防止水杯或饮料瓶晃动,使用时方便可靠;
    (2)调节件能适用于直径在?35 mm~?80 mm之间的水杯或饮料瓶;
    (3)改进后的杯托仍保持足够的承载能力;
    (4)主要材料仍采用1.5 mm厚的钢板,辅助材料自选。
    请根据描述和设计要求完成以下任务:
    =======================一、技术语言的种类及其应用
    1.含义:技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形 式。
    2.种类:① 技术图样    、② 图表    、计算机演示等。
    =========================
    压缩包内容:
    专题三 技术图样的绘制.docx
    专题三 技术图样的绘制.pptx

    • 一轮复习/基础知识
    • 2019-08-21
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