74ls85應(yīng)用電路圖一：

　　基于74ls85的溫度報(bào)警器電路

　　下面以溫度報(bào)警器電路為例，介紹數(shù)值比較器在應(yīng)用設(shè)計(jì)中的過(guò)程。如圖5所示為溫度報(bào)警器電路的邏輯圖，溫度檢測(cè)電路已檢測(cè)出溫度數(shù)值，并以8位二進(jìn)制數(shù)輸出，8位二進(jìn)制數(shù)的范圍為0~255，表示溫度數(shù)值為0*C~255*C，其中溫度檢測(cè)電路可由溫度傳感器組成。溫度報(bào)警器電路采用了兩片級(jí)聯(lián)的74LS85用作8位數(shù)值比較。數(shù)據(jù)輸入端A連接輸入的溫度數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)輸入端B接報(bào)警數(shù)值。B輸入端連接狀態(tài)為“01100010”。二進(jìn)制數(shù)01100010轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為98。當(dāng)A輸入端數(shù)值大于B輸入端的設(shè)定值時(shí)。 IC2的A》B. 輸出端輸出為“1”，晶體管9013飽和導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音，即當(dāng)檢測(cè)溫度大于98C時(shí)報(bào)警器報(bào)警。

　　明白了該電路的工作原理以后，就可以自行設(shè)計(jì)檢測(cè)溫度在0*C~255C間的任一溫度的報(bào)警電路了，只需改變B輸入端的二進(jìn)制數(shù)設(shè)定值。

　　溫度報(bào)警器的仿真電路如圖6所示，溫度輸入端用8個(gè)開(kāi)關(guān)模擬輸入溫度的8位二進(jìn)制數(shù)，溫度設(shè)置端已設(shè)置為“01100010”， 二進(jìn)制數(shù)01100010轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為98，所以溫度設(shè)置端設(shè)置的報(bào)警溫度為98C，溫度輸入端此時(shí)的輸入代碼為01100100，01100100 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)為100， 表示此時(shí)的輸入溫度為100^C，所以報(bào)警指示燈亮。仿真電路中為了觀察方便，以指示燈代替了實(shí)際電路的報(bào)警器，工作原理是完全一樣的。以往的電路設(shè)計(jì)往往需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行芯片線(xiàn)路的搭接、調(diào)試，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。仿真軟件的出現(xiàn)，極大的提高了電路設(shè)計(jì)的效率，通過(guò)數(shù)值比較器的仿真應(yīng)用設(shè)計(jì)，可以看出，仿真軟件不僅是學(xué)習(xí)數(shù)字電路的好幫手，也是電路開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的利器。

　　74ls85應(yīng)用電路圖二：

　　比較器74LS85組成的延時(shí)電路

　　對(duì)兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行比較，以確定它們是否相等，或確定它們之間的大小關(guān)系及排列順序稱(chēng)為比較。 能夠?qū)崿F(xiàn)這種比較功能的電路或裝置稱(chēng)為比較器。 比較器是將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓相比較的電路。比較器的兩路輸 入為模擬信號(hào)，輸出則為二進(jìn)制信號(hào)，當(dāng)輸入電壓的差值增大或減小時(shí)，其輸出保持恒定。

　　常見(jiàn)的芯片有LM324、LM358、uA741、TL081\2\3\4、OP07、OP27，這些都可以做成電壓比較器（不加負(fù)反饋）。LM339、LM393是專(zhuān)業(yè)的電壓比較器，切換速度快，延遲時(shí)間小，可用在專(zhuān)門(mén)的電壓比較場(chǎng)合。

　　74ls85應(yīng)用電路圖三：

　　由兩片74ls85構(gòu)成的8位比較器

　　74ls85應(yīng)用電路圖四：

　　本文設(shè)計(jì)的“自動(dòng)報(bào)紙架”可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾報(bào)和自動(dòng)存取報(bào)紙，該裝置主要由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和電路控制系統(tǒng)兩大部分組成，具有存儲(chǔ)七個(gè)報(bào)紙夾、自動(dòng)夾報(bào)和智能化自動(dòng)選取報(bào)紙夾的功能。

　　控制電路

　　S1-S7構(gòu)成了按鍵盤(pán)，它代表了在報(bào)紙倉(cāng)里七個(gè)不同位置的報(bào)紙夾，是一位十進(jìn)制數(shù)，該數(shù)進(jìn)入編碼器U1（74LS147）編碼成一個(gè)四位十六進(jìn)制數(shù)，從U1的 14 、⑨、⑦、⑥腳輸出，經(jīng)送入反相器U2（74LS04）的反相放大，信號(hào)分兩路輸出，一路送入譯碼驅(qū)動(dòng)電路U3（74LS48），譯碼成數(shù)碼管所能識(shí)別的十進(jìn)制數(shù)并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示出按鍵盤(pán)按下的十進(jìn)制數(shù)；另一路送給比較器U4（74LS85）作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，與電感傳感器獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。當(dāng)報(bào)紙夾經(jīng)過(guò)電感傳感器時(shí)，傳感器產(chǎn)生的脈沖送入計(jì)數(shù)器U6（CD4518）進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由U6譯成一個(gè)四位十六進(jìn)制數(shù)，分兩路信號(hào)輸出，一路送入比較器U4進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，當(dāng)兩路輸入信號(hào)相等時(shí)，比較器U4第⑥腳輸出為高電平，經(jīng)R1使Q7飽和導(dǎo)通，J6、J7去控制電機(jī)停止工作；另一路信號(hào)與電機(jī)控制電路J6送來(lái)的檢測(cè)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入邏輯控制電路U5（74LS08），進(jìn)行邏輯條件檢測(cè)判斷，當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖為7，并且J6動(dòng)作時(shí)，邏輯電路輸出高電平信號(hào)，命令清零電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行為時(shí)2秒。 具體工作如下：

　?。?）按鍵盤(pán)按下的數(shù)小于“7”，并且計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)也小于“7”時(shí)，例如按鍵盤(pán)按下為“5”，經(jīng)編碼DCBA為1010，反相為0101，一路信號(hào)送入譯碼驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行4-7線(xiàn)譯碼并驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管顯示出“5”；另一路信號(hào)進(jìn)入比較器。此時(shí)，電感傳感器檢測(cè)出報(bào)紙夾的脈沖，經(jīng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)也送入比較器，比較器將兩路信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出不等于“5”時(shí)，比較器OA=B為低電平，Q1截止J6不吸合，J7吸合，220V電源經(jīng)J7加到電機(jī)，電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出的脈沖數(shù)等于“5”時(shí)，比較器OA=B為高電平，Q1導(dǎo)通，J6吸合，其常閉觸頭斷開(kāi)J7，J7不吸合，斷開(kāi)常開(kāi)觸頭，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

　　（2）按鍵盤(pán)與計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)同時(shí)等于7時(shí)，比較器OA=B為高電平， Q1導(dǎo)通，J6吸合，其常閉觸頭斷開(kāi)J7，J7不吸合，斷開(kāi)常開(kāi)觸頭，電機(jī)停轉(zhuǎn)。此時(shí)，若再按下按鍵盤(pán)中除7外的任何鍵，比較器OA=B為低電平，Q1截止，J6不動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)接通，J7吸合，J7的常開(kāi)觸點(diǎn)接通電源，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)由于計(jì)數(shù)器輸出的數(shù)為“7”，U5A①②腳為高電平，第③腳輸出為高電平，U5B④腳為高電平，第⑤腳也為高電平，使⑥腳輸出為高電平， U5C的第⑨腳也為高電平，這時(shí)由于J6不吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，使U5C的第⑩腳為高電平，因此，U5C的第⑧腳輸出為高電平，Q2導(dǎo)通，J8吸合，其常開(kāi)的觸點(diǎn)接通，+12V的電源經(jīng)J8向計(jì)時(shí)清零電路供電，由J1、J2 、Q4、U9（CD4541BE）等組成的清零時(shí)電路（圖4）開(kāi)始工作，J1動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，U6開(kāi)始清零，計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到2秒（調(diào)節(jié)R13可實(shí)現(xiàn)）時(shí)，U9的第⑧腳輸出為高電平，Q4導(dǎo)通，J2動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷計(jì)時(shí)電路電源，J1、J2復(fù)位，計(jì)數(shù)器清零結(jié)束，U6重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，這時(shí)，Q2截止，J8不吸合，計(jì)時(shí)電路不工作，直到計(jì)數(shù)器輸出等于按鍵盤(pán)按下的數(shù)時(shí)，電機(jī)才停止。當(dāng)按鍵盤(pán)與計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)同時(shí)等于7，并按下按鍵盤(pán)除7外的任何一鍵時(shí)，計(jì)時(shí)清零電路重復(fù)上述的清零工作。

　　電源電路如圖5，它是由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓及交直流供電轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成。220V的交流電經(jīng)T1變壓器變壓為12V的交流電壓，由D1-D4組成的橋式整流電路整流，再由C1濾波，將12V的交流電壓變?yōu)榧s15V的直流電壓，加入到轉(zhuǎn)換電路，交直流的轉(zhuǎn)換電路主要由D5、D6、D7、C1、C2及蓄電池BT1組成，當(dāng)市電（220V）供電時(shí)，整流濾波的電壓大于蓄電池的電壓，D5、D6導(dǎo)通，D7截止。整流濾波的電壓一方面為電機(jī)控制電路供電，另一方面為蓄電池BT1充電。當(dāng)市電斷電時(shí)，蓄電池12V的直流電源經(jīng)D7、U7（穩(wěn)壓5V）向計(jì)數(shù)器供電，維持計(jì)數(shù)器的記憶。為了解決交、直流轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)瞬間斷電現(xiàn)象，本電路加入C2（100UF），利用電容C2放電時(shí)間大于轉(zhuǎn)換斷電時(shí)間，保持對(duì)計(jì)數(shù)器的供電。

　　主要器件選擇與調(diào)試

　　電感傳感器（LV）采用FESTO公司的SIEN-M30B-PS-K-L電感傳感器，由于該傳感器應(yīng)用電源為24V，為了該傳感器與計(jì)數(shù)器之間更好地配接，在它們中間加入了U12進(jìn)行穩(wěn)壓，以保護(hù)計(jì)數(shù)器的安全，若采用電源為5V的電感傳感器，其輸出端可直接接到U6（CD4518BE）的第①腳，省去U12；U1可選用74LS147，它為10-4線(xiàn)優(yōu)先編碼器，本電路只設(shè)置為7-4線(xiàn)編譯；U2是一個(gè)六反相器，可選用74LS04；U3選擇74LS48，它為4-7段共陰譯碼驅(qū)動(dòng)電路；U4為四位數(shù)據(jù)比較器，可選用74LS85；U5是一個(gè)與門(mén)電路，可選74LS08，應(yīng)用與門(mén)電路設(shè)計(jì)條件檢測(cè)器；U6可選用CD4518，它為CMOS45系列產(chǎn)品，十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，本電路設(shè)置成脈沖上升沿計(jì)數(shù)器；U9選用CD4541BE，它為可編程振蕩、計(jì)數(shù)器；U7、U12采用三端穩(wěn)壓集成電路AN7805；U8采用AN7812；U11采用AN7824。上述元器件大多數(shù)為數(shù)字集成電路，在焊接集成塊時(shí)最好使用IC插座，以免電烙鐵的靜電將集成電路損壞。在調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)先調(diào)電源電路，再調(diào)控制電路，對(duì)電源電路一般使用萬(wàn)用表基本可以達(dá)到目的。而對(duì)控制電路則采用萬(wàn)用表與示波器相結(jié)合，先模擬（用鐵模擬報(bào)紙夾經(jīng)過(guò)）后實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)設(shè)計(jì)電路一步一步地進(jìn)行驗(yàn)證，由于本電路可調(diào)元件極小，電路控制效果比較容易實(shí)現(xiàn)。