輕觸自鎖開關(guān)電路圖（一）

輕觸式自鎖電子開關(guān)

本例介紹一款9路輕觸式自鎖電子開關(guān)，它具有操作時(shí)無換檔噪聲、無機(jī)械磨損等特點(diǎn)，可取代傳統(tǒng)的機(jī)械式琴鍵開關(guān)。

電路工作塬理

該輕觸式自鎖電子開關(guān)電路由電源電路、單穩(wěn)態(tài)電路、受控多諧振蕩器、計(jì)數(shù)分配器和控制執(zhí)行電路組成，如圖所示。

電源電路由電源變壓器T、整流橋堆UR、濾波電容器C4、C5和叁端穩(wěn)壓集成電路IC3組成。

單穩(wěn)態(tài)電路由四與非門集成電路lCl（Dl-D4）內(nèi)部的Dl、D2和電阻器R3、電容器C3組成。

受控多諧振蕩器電路由lCl內(nèi)部的D3、D4、電阻器R2、電容器C2和蜂鳴器HA組成。

計(jì)數(shù)分配器電路由十進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器集成電路IC2、發(fā)光二極管VL0、電阻器Rl、R4、R5、電容器Cl、復(fù)位按鈕S0和控制按鈕S1-S9組成。

控制執(zhí)行電路由發(fā)光二極管VLl-VL9、電阻器R6-R14、晶體管Vl-V9、繼電器Kl-K9和二極管VDl-VD9組成（限于篇幅，圖中S2-S8、VL2-VL8、R7-Rl3、K2-K8、VD2-VD8、V2-V8均末畫出）。

交流220V電壓經(jīng)T降壓、UR整流、C5濾波、IC3穩(wěn)壓后，為單隱態(tài)電路、受控多諧振蕩器和控制執(zhí)行電路提供+l2V工作電壓。IC2在通電后復(fù)位，其YO端輸出高電平，Yl-Y9端均輸出低電平，VL0點(diǎn)亮，VLl-VL9均不亮，V-V9均截止，Kl-K9均處于釋放狀態(tài)。在未按動(dòng)Sl-S9按鈕時(shí)，IC2的13腳為高電平，IC2處于鎖定狀態(tài)，單穩(wěn)態(tài)電路處于穩(wěn)態(tài)，D2輸出高電平，使受控多諧振蕩器處于停振狀態(tài)，不能為IC2提供計(jì)數(shù)脈沖，HA也不發(fā)聲。

當(dāng)按動(dòng)S1-S9中某按鈕時(shí)，將會(huì)在IC2的13腳產(chǎn)生一個(gè)低電平脈沖，使單穩(wěn)態(tài)電路由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀簯B(tài)，D2輸出高電平脈沖，使受控多諧振蕩器振蕩（振蕩頻率約6kHz）工作，為lC2提供計(jì)數(shù)脈沖，與該按鈕相對(duì)應(yīng)一路控制執(zhí)行電路中的發(fā)光二極管點(diǎn)亮、晶體管導(dǎo)通、繼電器吸合;同時(shí)驅(qū)動(dòng)HA發(fā)出鳴叫聲，作為換檔提示信號(hào)。

例如，按動(dòng)一下S9時(shí)，IC2第11腳（Y9端）輸出的低電平經(jīng)S9加至13腳，使DZ輸出高電平。受控多諧振蕩器為lC2的14腳提供計(jì)數(shù)脈沖，當(dāng)計(jì)人第9個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，IC2的11腳輸出高電平，此高電平一方面使單穩(wěn)態(tài)電路由暫態(tài)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)，受控多諧振蕩器停振，IC2停止計(jì)數(shù)，11腳恒定為高電平;另一方面將VLg點(diǎn)亮，Vg導(dǎo)通，Kg吸合，其常閉觸頭接通。59斷開后，IC2的13腳恢復(fù)為高電平，使lC2處于鎖定狀態(tài)。

若按動(dòng)-復(fù)位按鈕SO，則IC2強(qiáng)制復(fù)位，YO端輸出高電平，使V叨點(diǎn)亮，Yl-Y9端均輸出低電平，VLl-VL9均熄滅，Kl-K9均釋放。

元器件選擇

Rl-R14選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。

Cl、C3和C4選用獨(dú)石電容器或滌綸電容器;C2選用高頻瓷介電容器;C5選用耐壓值為25V的鋁電解電容器。

VDl-VD9選用1N4001或1N4007型硅整流二極管。

VL0-VL9均選用φ3mm的發(fā)光二極管，VLO選紅色，VLl-VL9均選綠色。

UR選用lA、5OV的整流橋堆。

Vl-V9選用C8050、3DG8050型硅NPN晶體管。

ICl選用CD401l或CC4011型四與非門集成電路;IC2選用CD4017或CC4017型十進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器集成電路;lC3選用LM7812型叁端集成穩(wěn)壓器。

Kl-K9選用4098或4088、JZCZZF型l2V直流繼電器。

S0-S9均選用微型動(dòng)合（常開）按鈕。

T選用3-5W、二次電壓為l5V的電源變壓器。

HA選用HTD27型帶助聲腔的壓電蜂鳴片。

輕觸自鎖開關(guān)電路圖（二）

自鎖互鎖電子開關(guān)電路圖

1、開關(guān)特點(diǎn)

開關(guān)的核心器件為四運(yùn)放LM324，經(jīng)巧妙設(shè)計(jì)，使每個(gè)運(yùn)放有兩重功能，電壓比較器和施密特觸發(fā)器。電壓適用范圍寬，檔位可任意設(shè)計(jì)，假如加一檔空檔，可作為總復(fù)位，與數(shù)字電路配合時(shí)，可用同一電源，開關(guān)的輸進(jìn)輸出電平符合數(shù)字電路的接口電平，由于運(yùn)放的輸進(jìn)阻抗高，開關(guān)的輸進(jìn)電流小，可以用輕觸開關(guān)。導(dǎo)電橡膠。薄膜開關(guān)作按鍵，或光、電、磁等轉(zhuǎn)換信號(hào)驅(qū)動(dòng)，可用三極管。可控硅。繼電器等。

2、電路原理

每檔電路相同，圖中只畫出三檔。電阻根據(jù)電壓選用，以保證開關(guān)可靠工作，盡量選用大阻值。

接通電源，R1、R2分壓，為各運(yùn)放反相端提供高電位，使各運(yùn)放輸出低電位。接通任一鍵，對(duì)應(yīng)運(yùn)放的同相端獲得高電位，高于反相端1.4V（二極管壓降），輸出變?yōu)楦邤嚅_關(guān)按鍵。因有R3、R4分壓的反饋，同相端電位仍高于反相端，輸出端維持高電位。當(dāng)另一個(gè)鍵接通時(shí)，電路重復(fù)上述過程，同時(shí)，通過兩只二極管D1.D2使所有運(yùn)放的反相端電位高于R3.R4分壓形成的同相端電位，所以輸出端由高變低。總之，每一次按鍵，只有該運(yùn)放輸出高位，其余的都是低位，這就是開關(guān)的自鎖互鎖。

輕觸自鎖開關(guān)電路圖（三）

簡(jiǎn)單的停電自鎖開關(guān)電路

電網(wǎng)供電正常時(shí)，它象普通開關(guān)一樣使用。按一下K1，220V交流電經(jīng)R1和R2分壓給雙向可控硅提供一觸發(fā)電壓，使雙向可控硅導(dǎo)通。可控硅導(dǎo)通后，在電源電壓正半周期間，少量電流經(jīng)R4、D向C充電，同時(shí)經(jīng)R3、R2分壓觸發(fā)可控硅；在負(fù)半周期間，C向R3和R2放電并觸發(fā)雙向可控硅，這樣使雙向可控硅繼續(xù)導(dǎo)通，保證負(fù)載正常工作。一旦電網(wǎng)突然停電，C上的電荷經(jīng)R3和R2放電。在電網(wǎng)恢復(fù)供電后，由于K1常開，C上又無電壓，不能使雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，電路呈斷開自鎖狀態(tài)，因此沒有電流流過負(fù)載。只有重按一下K1，負(fù)載才能正常工作，從而有效地防止了因斷電后恢復(fù)供電造成的浪費(fèi)和事故。常閉按鈕K2用于正常供電情況下關(guān)斷電路。

輕觸自鎖開關(guān)電路圖（四）

雙自鎖輕觸開關(guān)電路

輕觸自鎖開關(guān)電路圖（五）

12V輕觸開關(guān)自鎖電路

普通的轉(zhuǎn)換開關(guān)或拔動(dòng)開關(guān)，長期使用，其動(dòng)作機(jī)械與觸點(diǎn)易磨損，同時(shí)，由于大電流的沖擊觸點(diǎn)也極易燒蝕?，F(xiàn)介紹一種簡(jiǎn)單電路可以取代這種開關(guān)。

電路如上圖所示，在未按AN時(shí)，SCR1不導(dǎo)通，繼電器或接觸器K不動(dòng)作，相當(dāng)于“斷開”狀態(tài)。按一下AN時(shí)，12V電壓經(jīng)R1、AN、VD1為SCR1提供觸發(fā)電流使其導(dǎo)通，K得電，觸點(diǎn)接通負(fù)載工作。由于電容兩端電壓不能突變，因而SCR2在按下AN時(shí)不導(dǎo)通，電流經(jīng)R3、VD2向C充電。若再次按下AN時(shí)，此時(shí)電容C上的電壓做為SCR2的觸發(fā)電壓，使SCR2在AN閉合時(shí)導(dǎo)通，SCR1的陽極電壓降低，SCR1截止，K釋放。電容C通過R2、SCR2的控制極、陰極進(jìn)行放電，電路恢復(fù)到原來狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)自鎖作用。

元件選擇：繼電器K選用JRC－5M，其電參數(shù)為DC12V，繞組阻值850Ω，觸點(diǎn)容量為DC27V1A（也可根據(jù)實(shí)際負(fù)載選用）；AN選用點(diǎn)動(dòng)按鈕，如電氣操作用的LA19－11J等；其它元件如附圖所示。

在調(diào)試中應(yīng)反復(fù)調(diào)整R2、R3、C的數(shù)值，使按下AN時(shí)，電路不誤動(dòng)作，而K釋放后片刻再按AN，則K能立即得電。

輕觸自鎖開關(guān)電路圖（六）

一般輕觸自鎖開關(guān)是由機(jī)械按鍵和彈簧構(gòu)成互鎖而完成自鎖功能的。機(jī)械按鍵與彈簧都會(huì)因時(shí)間長而失去自鎖性，往往容易損壞。根據(jù)機(jī)械式輕觸自鎖開關(guān)的特性，設(shè)計(jì)了這款電子式輕觸自鎖開關(guān)，有十個(gè)鍵可單一形成互鎖。這種電子自鎖開關(guān)，不僅可以替換產(chǎn)品中的機(jī)械式輕觸自鎖開關(guān)，也可在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用。用它更換了老式彩電的調(diào)諧按鍵+也用它設(shè)計(jì)了單片機(jī)電路中的鍵盤電路。

一、電路原理

電子式輕觸自鎖開關(guān)電路如圖所示。當(dāng)電源接通后，IC24017的Qo端輸出高電平（電路接通電源QO端復(fù)位到高電平狀態(tài)）其余Q1—Q9輸出為低電平。在未按下K1—K9任一鍵前，由于Qo輸出高電平，T1基極加有高電位而使其T1導(dǎo)通，IC1555時(shí)基電路④腳為低電位，IC1不工作。同時(shí)由于Q0的輸出經(jīng)過DO1、RO加到IC213腳，使其IC2內(nèi)部封閉，IC2（14）腳不管有無脈沖，都不會(huì)工作。如需要選擇K4按鍵控制電路工作，按下K4時(shí)，T1基極將被拉為低電位，T1截止，此時(shí)IC1④腳變?yōu)楦唠娖?，IC1工作。同時(shí)IC2（13）腳為低電平時(shí)，IC2電同時(shí)工作。當(dāng)IC2（14）腳接收到IC1產(chǎn)生的第4個(gè)脈沖后，Q4輸出一個(gè)高電平，此時(shí)的高電平使其T1導(dǎo)通，IC1停止工作，IC2（13）腳電位也變?yōu)楦唠娖?。因此，K4所控制的電路工作，即電路所在開關(guān)自鎖。其他路數(shù)自鎖過程完全一樣。

二、注意事項(xiàng)

在該電路中注意兩點(diǎn)：

1．當(dāng)按鍵按下時(shí)，由于同時(shí)將所在支路電容上充滿的電荷釋放，在按鍵松開后需要一定時(shí)間對(duì)該電容器充電，所以T1管截止和IC2的（13）腳低電平均可保持一定的時(shí)間。在制怍時(shí)，可讓IC1頻率高些，一般取10KHz左右即可。同時(shí)也可遺取所在支路電容容量大些，一般選擇100μF即可滿足。

2．由于該電路為控制電路，所以應(yīng)將控制電路和該電路隔離，即控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)器件應(yīng)選用光電耦合器、繼電器及其他能隔離的執(zhí)行器件。這些控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)器件連接在按鍵支路中即可。

圖中二極管選用1N4001，Rl～R9選8．1kΩ電阻CO~C9依次應(yīng)根據(jù)情況選用容量從大到小，才能實(shí)現(xiàn)文中功能。