模擬按鈕自鎖開關

2021-01-08 呆望天空

開關是一種應用十分廣泛的器件,不少電器設備採用單按鍵按鈕自鎖開關,按一下電源接通並保持自鎖狀態,再按一下則斷開電源,解鎖復位到初始狀態。雖然按鈕自鎖開關結構簡單,便於安裝,但也存在自鎖機械裝置存在磨損,影響其壽命的問題。這裡我們用一個D觸發器4013來構成自鎖開關,電路原理圖如圖所示。

模擬按鈕自鎖開關

原理簡介

當按動一次開關S1時,都可以控制D觸發器翻轉一次,接在輸出端的紅色、綠色LED發光二極體交替閃亮一次。電路的實質是用D觸發器構成一個雙穩態開關電路。

當接通電源時,U1的輸出端Q1為高電平,紅色LED1點亮,!Q1(!Q1上加個橫線)為低電平,綠色LED2熄滅,!Q1端的低電平經過電阻R3、延時電容C2加到數據端D1上,使其也處於低電平狀態。

當按下開關S1時,U1的第3腳(CP1端)與電源正極相通,CP1端由低電平上升到高電平,觸發器翻轉,由於在時鐘脈衝信號上升沿到來之時,數據端D1正處於低電平狀態,觸發器翻轉到低電平狀態,即Q1變為低電平,!Q1變為高電平,紅色LED1熄滅,綠色LED2點亮。

當鬆開S1時,儘管電源向電容C1充電,在電阻R1上產生正向脈衝電流,但由於R1的阻值比較小,產生的脈寬時間小於D觸發器維持翻轉所需的時間,因而觸發器保持按下開關的狀態。

正是利用這一點,避免了因機械開關觸點抖動而造成的誤觸現象。

當S1再次按下時,產生上升沿時鐘信號,這時U1的D1端(第5腳)為高電平,D觸發器翻轉到高電平,紅色LED1點亮,綠色LED2熄滅,由R3、C2組成RC延時電路,使觸發器翻轉延時,以避免開關S1按鍵觸點反彈時的抖動,從而造成觸發器多次翻轉。

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