資源簡介

素養呈現·明要求
核心素養 表現要點 水平等級 考試題型 分值
技術意識 能在組裝和調試活動的過程中，恰當處理人技關系，形成規范、安全的技術習慣 2 非選擇題(第15題) 8
工程思維 嘗試通過調試電子控制系統，對系統進行優化設計 2
創新設計 能根據設計對象和現有條件，根據活動過程中遇到的問題制訂解決技術問題的一個或多個方案 2
圖樣表達 能識讀電子元器件符號、電子線路圖控制框圖等，能繪制簡單的電子線路圖和控制框圖 3
物化能力 能分析設計方案，并根據方案設計要求選擇合適的元器件等材料，具有初步的工具思維，完成電子組裝和調試；能對電子控制系統進行基本的技術測試和技術指標測量，撰寫簡單的技術測試和方案試驗的報告 3
考點　簡單555集成電路分析
【知識梳理】
1.555內部結構圖
2.555功能關系
(1)5腳通過電容基地
輸入 輸出
4腳(R) 2腳(TR) 6腳(TH) 3腳(U0) 7腳
0 × × 0 接地
1 1 >Vcc 1 >Vcc >Vcc 0 接地
(2)5腳的電勢為Vct
2腳 6腳 3腳
>Vct >Vct 低電平
>Vct 【典例突破】
【典例】 李明設計了一個用于莊稼地的驅鳥裝置，通過控制電路控制電機正反轉(如圖所示)，擺桿上裝有磁鐵，擺桿擺動角度的極限位置兩側分別固定了干簧管1和干簧管2，當擺桿到達a處干簧管1時，電機開始正轉，電機電流由“＋”流向“－”，當擺桿到達b處干簧管2時，電機反轉，李明通過觀察發現，光線過強的正午或晚上小鳥均不會出現，所以要求只有當光線在設定范圍之內時電機工作。比較器IC1、IC2的功能：V＋＞V－時輸出高電平，V＋＜V－時輸出低電平。請完成以下各題：
555功能表
NE555特性表
輸入 復位 輸出
2腳 6腳 4腳 3腳
≤Vcc / 高電平 高電平
>Vcc ≥Vcc 高電平 低電平
>Vcc (1)當環境光線強度在設定范圍之內時，按下開關S則________(在A.電機停止轉動；B.電機繼續轉動；C.無法判斷中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
(2)若要使工作的環境光線強度下限不變、上限更高，合理的措施是________(在A.增大R1的阻值；B.增大R2的阻值；C.Rp1觸點上移；D.Rp2觸點下移中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
(3)李明只提供門電路，請在虛線框1內補畫邏輯電路，要求所用的邏輯門數量最少，標出對應繼電器并連線。
(4)請在虛線框2中連線，將電路補畫完整，并標出對應繼電器。
答案　(1)A　(2)C　(3)如圖所示
(4)如圖所示
解析　(1)題目要求只有當光線在設定范圍之內時電機工作，光線過強過暗均不工作。按下開關S后，Rg被短路，相當于光線過強，由電路功能可知電機停止轉動。選A。(2)由題可知，光線在設定范圍之內時，電位VB>VA>VC，光線變強時，VA升高，VA>VB，IC1＝1，因此IC1和上限有關，若要使工作的環境光線強度下限不變、上限更高，只能改變VB。上限更高→VA升高→VB升高，合理的措施Rp1觸點上移，選C。
(3)由圖可知，光線在設定范圍之內時，電位VB>VA>VC，IC1＝0，IC2＝0，這時電機工作VD＝1，即全0出1，為或非門。由于J3－1在主干電路上，所以線圈處填J3
(4)由圖可知，G處是低電平三極管導通，H處是高電平三極管導通，三極管V和兩個電阻實現非門邏輯功能，當擺桿到達a處干簧管1時，電機開始正轉，電機電流由“＋”流向“－”，因此E＝1→Vc＝0→2腳＝0→3腳＝1→H＝1→J1吸合；當擺桿到達b處干簧管2時，電機反轉，因此F＝1→6腳＝1→3腳＝0(或7腳＝0)→G＝0→J2吸合。
【變式】 小明父母種植了十畝地的西瓜，可是年年收成不高。學了通用技術的小明查閱了許多資料后發現，西瓜種植后，不同時期對溫度和濕度均有不同的要求，于是設計了如圖所示的電路(熱敏電阻和濕敏電阻均為負系數且RS1、RS2分別控制濕度上、下限)，希望能夠實現：當溫度和濕度均在設定值范圍內時，綠燈(V4)亮；當溫度或濕度不在設定值范圍內時，紅燈(V3)亮。請根據題中描述和電路圖以及555芯片特性表完成以下任務：
555集成電路特性表
2腳 6腳 3腳
Vcc Vcc 高電平
>Vcc >Vcc 低電平
>Vcc Vcc 不使用
(1)通過小明的設計圖分析，下列選項不正確的是________(在A.溫度在設定范圍時綠燈一定亮；B溫度超過設定范圍時紅燈一定亮；C.溫度在設定范圍時綠燈可能亮中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)西瓜到了成熟期，需要高一點的溫度，為了調高溫度的上下限值，以下操作可以實現的是________(在A.增大Rp1、Rp2阻值；B.減小Rp1阻值、增大Rp2阻值；C.減小Rp1、Rp2阻值；D.增大Rp1阻值、減小Rp2阻值中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明發現該電路當濕度超過上限后紅燈(V3)亮，當濕度低于下限后卻是綠燈(V4)亮，無法實現濕度僅在設定濕度區間內綠燈發光的要求。為此小明重新設計了部分電路，請你幫助小明在虛線框1內用最少的“與非門”組合來實現電路功能；
(4)小明決定對原電路進一步優化，實現在溫度正常的情況下，如果濕度超過上限則電機正轉(電流從“＋”到“－”)開窗通風，濕度低于下限則電機反轉(電流從“－”到“＋”)關窗。現已完成該電路的部分改裝。請你幫助小明在虛線框2和虛線框3中進行必要的連線，實現該項功能。
答案　(1)A　(2)C　(3)如圖所示
(4)如圖所示
1.如圖甲所示是小明設計的房間濕度控制系統電路圖，解決了北方的冬季氣候干燥問題。功能如下：若房間濕度低于下限值時，系統啟動電動噴霧器M給房間增加濕度；若房間濕度高于上限值時，電動噴霧器M停止工作。請根據要求完成下列各題。
555電路功能表
輸入 輸出
2腳 6腳 3腳
>Vcc >Vcc 低電平
>Vcc (1)請根據設計要求，仔細分析電路結構，結合設計要求，在圖甲虛線框1中選擇一個合適的三極管及接線端子采用共發射極接法完成電路連線，使電路滿足設計要求；
(2)調試過程中，若要調高濕度上限值且調低濕度下限值則________(在A.調大Rp1、調小Rp2；B.調小Rp1、調大Rp2；C.Rp1、Rp2均調大；D.Rp1、Rp2均調小)；
(3)在調試后電路正常工作過程中，下列分析正確的是________(A.濕度大于下限值時V2發光；B.濕度小于下限值時V2發光；C.濕度介于上下限之間時V1發光；D.噴霧器M工作時V1發光)；
(4)小明準備用電壓比較器及邏輯門電路來代替555芯片實現原有功能，比較器功能：當V＋>V－時輸出高電平，當V＋(5)按照圖乙所示電路，無論房間濕度如何變化，電動噴霧器M始終不工作，則不可能的原因是________(A.V3、V4正負極接反了；B.V5正負極接反了；C.Rp3虛焊；D.R6虛焊)。
答案　(1)如圖所示　(2)A　(3)B
(4)如圖所示
(5)A
2.針對目前我省能源“雙控”和“減煤”工作面臨的嚴峻形勢和綠色發展的要求，市級各有關單位應嚴格遵守辦公區域在當天室外最低氣溫達到3 ℃以下(含3 ℃)時方可開啟空調等取暖設備，且設置溫度不得超過16 ℃。小明設計了如圖所示的室內溫度自動控制電路，系統通電后，只有室外溫度達到過3 ℃以下(含3 ℃)，系統才能將室溫控制在15 ℃～16 ℃范圍內。其中Rt2是正溫度系數熱敏電阻，Rp2和Rp3分別用于設定15 ℃和16 ℃，三極管V1、V2都工作在開關狀態。請根據描述完成以下任務：
(1)Rt1應該選用________(在A.正溫度系數熱敏電阻；B.負溫度系數熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)在虛線框中將555芯片連線，實現電路功能；
(3)搭接好電路后，小明調試電路時，發現室外溫度從低于3 ℃上升到高于3 ℃后，繼電器J從吸合變成釋放，下列分析中可能的是________(在A.Rt1虛焊；B.R1虛焊；C.R2虛焊；D.R3虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(4)調試過程中，小明不小心將唯一的一片555芯片損壞了，小明重新設計了電路，改變了電壓比較器IC1B和IC1C的輸入端，其它一樣，請你在虛線框2中補畫3個普通二極管并連線，實現電路功能。
答案　(1)B　(2)如圖所示
(3)D
(4)如圖所示
3.小明設計了如圖a所示的水塔、水井水位控制電路，主要由555集成電路(IC1、IC2)、繼電器控制電路等組成。電路主要實現當水塔中水位低并且水井中水位高時，通過集成電路IC1和IC2控制，使得水泵啟動工作。555集成電路管腳功能示意圖如圖表所示，請完成以下任務：
輸入 輸出
管腳2 管腳6 管腳3
≥Vcc ≥Vcc 0
≥Vcc ≤Vcc 保持
≤Vcc ≤Vcc 1
(1)電路中C2的電容量是________(在A.103 pF；B.10 pF；C.10000 pF；D.1000 pF中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)如以J1、J2吸合為邏輯“1”，釋放為邏輯“0”；水泵運轉為邏輯“0”，停止為邏輯“1”。假定J1、J2為邏輯輸入，水泵狀態為邏輯輸出，則他們的邏輯關系是________(在A.與門；B.或門；C.與非門；D.或非門中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)分析電路圖，下列元器件不合適的是________(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(4)小明改進該電路(如圖b所示)，把水塔內的公共探頭c接地，使用了1個NPN型三極管、1個PNP型三極管和電阻若干。請你幫助小明在圖b虛線框內將電路連接好，實現原來的功能；
(5)小明對改進的電路測試，發現J1一直處于吸合狀態，造成該現象可能的原因是________(在A.Va、Vb被擊穿；B.Va被擊穿，R6短路；C.R5短路，R6虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
答案　(1)C　(2)C　(3)B
(4)如圖所示
(5)B
4.如圖a所示為小明設計的盆栽土壤濕度控制電路，當濕度低于下限時啟動水泵電機M澆水，當濕度達到上限時停止澆水。已知Rs為負特性濕敏電阻，圖中a點電位始終高于b點電位，IC3和IC4為555集成電路，內部結構如圖所示，請完成以下任務：
(1)請在虛線框1內進行連線實現電路功能；
(2)小明調試電路時發現電機M始終無法啟動澆水，可能的原因是________、________(在A.R4阻值過大；B.C2短路；C.R1虛焊；D.R4接到了IC4的3腳上，選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明認為虛線框2內電路可用三極管和電阻連線實現功能，請幫助小明在圖b虛線框2內進行電路連線；
(4)為簡化電路，請幫助小明使用若干個二輸入與非門在圖c電路虛線框3中重新設計電路，實現控制功能，要求電路盡量簡單，其他元件參數不作調整。
答案　(1)如圖所示
(2)A　C　(3)如圖所示
(4)如圖所示
或者
5.圖a是小明設計的飲用水水溫控制電路，圖b是555芯片的功能表，利用電熱絲將水溫控制在40 ℃～50 ℃之間。請完成以下任務：
4腳 2腳 6腳 3腳
低電平 任意 任意 低電平
高電平 高電平 >Vcc >Vcc 低電平
高電平 >Vcc 圖b
(1)Rt1為________(在A.正溫度系數的熱敏電阻；B.負溫度系數的熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)若希望將溫度控制35 ℃～50 ℃之間，則合理的調節措施為________(在A.僅調節Rp1；B.僅調節Rp2；C.先調節Rp1，再調節Rp2；D.先調節Rp2，再調節Rp1中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明分析電路發現，生水無法煮沸而維持在設定范圍內，故不可飲用，于是他進行了優化，在原電路的基礎上添加了加熱控制子系統，實現“生水先煮沸達100 ℃，再將水溫維持在設定范圍內”的功能，如圖c所示，其中Rt2為正溫度系數的熱敏電阻，比較器的功能為：V＋>V－時，輸出高電平，V＋(4)小明對第(3)小題的電路進行調試，發現水溫達到100 ℃后，電熱絲始終處于加熱狀態，以下原因分析不合理的是________(在A.Rt2連焊；B.Rt1連焊；C.使用了額定工作電壓為12 V的繼電器；D.VT的集電極和發射極連焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(5)小明分析電路發現，水箱沒水時，電熱絲也會一直工作，存在一定的安全隱患，于是他準備對電路進行再次優化，添加了水位控制子系統(水閥控制部分未畫出)，干簧管用于檢測上、下限水位，水面上的磁性浮子控制干簧管的通斷，實現“當水位上升時，電熱絲始終不工作，達上限水位后，水溫受加熱控制子系統控制，當飲用水水位上限開始下降時，水溫受保溫控制子系統控制”。請你在圖d的虛線框2中完成電路設計，最多使用四個2輸入或非門，實現上述功能。
答案　(1)A　(2)B　(3)如圖所示　　(4)D　
(5)如圖所示
　
【基礎鞏固篇】
1.小明設計了如圖a所示的水箱水溫控制電路，能將水箱水溫控制在35 ℃～40 ℃，且具有低水位保護功能。Rt1和Rt2是規格完全相同的熱敏電阻；IC1為電壓比較器，當V＋＞V－時輸出高電平，當V＋＜V－時輸出低電平；IC2為555集成電路，其功能表如下表所示。請分析電路并完成以下小題：
(1)下列關于電路中元器件V1～V7的說法中，正確的是________(在下列選項中選擇合適的一項，將序號填入“________”處)；
A.三極管V1和V2在電路中都是開關的作用
B.發光二極管V3、V4和V5不可能同時發光
C.二極管V6和V7在電路中都有保護其他電子元件的作用，且主要保護的是同一對象
(2)若不計水的電阻，要調整低水位保護對應的水位高度，可行的方法是________(在A.調節Rp3和Rp4；B.調節Rp5；C.調節水位探頭位置中選擇合適的一項，將序號填入“________”處)；
(3)當上限溫度和下限溫度調試完成后，電路正常工作時，IC2的2腳和6腳的電位高低關系是________(在A.2腳一定高于6腳；B.6腳一定高于2腳；C.一定相等；D.條件不足，無法確定中選擇合適的一項，將序號填入“________”處)；
(4)在電路搭接完成后的調試過程中，小明不慎將555集成電路損壞，現用邏輯門電路重新設計了部分電路(低水位保護部分電路和熱敏電阻類型等均不作調整)。為保證實現與原電路一致的功能，請你從教材中學過的邏輯門中選擇一個符合控制要求的，將邏輯符號畫在圖b虛線框1中，幫小明將電路補充完整；
(5)小明認為在圖c虛線框2中使用74LS02或非門集成門電路中的3個邏輯門進行線路連接并進行電路功能調試，也能實現上題中部分電路一樣的功能(低水位保護部分電路和熱敏電阻類型等均不作調整)。在沿用第(4)小題虛線框1中邏輯門的前提下，請將虛線框2中所缺線條連接完整。
答案　(1)A　(2)C　(3)D　(4)如圖所示　
(5)如圖所示
解析　(1)(2)(3)(4)略。
(5)第四小題中采用的是與非門觸發器，11保持，Rt2是控制下限，Rt1是控制上限，這里是采用或非門觸發器，00保持，根據小題題干中講到的“電路調試”通過調試才能實現上下限傳感器的角色轉換，所以Rt2是控制上限，Rt1是控制下限，觸發器輸出要高電平，所以要接10腳，而不是4腳。供電端不能忘記接，7腳接地，14腳接VCC。
2.如圖a所示是小明設計的自動關窗電路，下雨或傍晚時電機轉動，帶動窗戶移動。窗戶完全關閉時，干簧管閉合。請完成以下任務：
（1）濕敏電阻Rs應選用　　　　（在A.正系數濕敏電阻；B.負系數濕敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明對圖a電路進行如圖b所示的改進，下雨或天晴時電機正、反轉，帶動窗戶移動。窗戶完全打開或關閉時，干簧管閉合。調試時發現該電路存在故障　　　?。ㄔ贏.下雨關閉窗戶后，干簧管1頻繁閉合、斷開；B.干簧管2無法閉合中合選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）為解決圖b電路的故障，小明對圖b電路進行了改進，請在圖c虛線框1和虛線框2各加入一個二極管；
（4）使用時555芯片損壞，現在小明手里有一塊四2輸入或非門芯片，請設計虛線框3的電路，實現上述功能。
答案?。?）B?。?）A
（3）如圖所示
（4）如圖所示
3.小明設計了如圖a所示的平拋運動演示儀和圖b所示的控制電路圖。其中H1、H2、H3為電磁鐵線圈，S為按鈕開關，按下閉合，松開斷開；初始狀態各電磁鐵吸住對應小球，開始實驗時，按一下S，H1、H2斷電，小球1、2分別沿導軌下滑。小球1經過光電門，開始作平拋運動，同時遮擋其間光線，使電磁鐵3斷電，小球3開始作自由落體運動。請完成以下任務：
（1）為方便多次演示，要求每按一次S，H1、H2的通斷電狀態改變一次，請完成虛線框1內電路連線；
（2）下列R6、R7的選用組合中合理的是　　　?。ˋ.R6＝10 kΩ、R7＝33 kΩ；B.R6＝10 kΩ、R7＝10 kΩ；C.R6＝33 kΩ、R7＝10 kΩ）；
（3）各電磁鐵吸住對應小球時，用黑塑料片快速遮擋一次光電門，隨后小球運動狀況的說法中正確的是　　　?。ˋ.各小球保持不動；B.各小球均開始運動；C.小球3開始下落；D.小球1、2開始下滑）；（4）小明僅以1塊四2輸入與非門集成芯片為主要處理部分，重新設計了如圖c所示電路，其中S改為聯動按鈕開關，按下同時閉合，松開同時斷開。請完成虛線框2內連線，保持電路原有功能不變。
圖b
答案?。?）如圖所示
（2）B　（3）A　（4）如圖所示
4.小明搭建了如圖所示的溫度異常報警電路，當Rt檢測到溫度過高或過低時，電路會發出聲光報警信號。其中R2、R3、R4為阻值相同的電阻，初始IC3的“＋”腳電位為Vcc。請完成以下任務：
（1）為了方便調試溫度的上下限，虛線框1中電路的輸入部分設計更合理的是　　　??；
（2）IC1的輸出端A、IC2的輸出端B與IC3的輸出端F的邏輯關系可表示為　　　　（在A.F＝A＋B；B.F＝AB；C.F＝；D.F＝中選擇合適的選項，將序號填入　　　　處）；
（3）小明認為虛線框2中的R2、R3也可以用兩個二極管代替，請在下圖虛線框中完成電路連線，實現原有的控制功能。
（4）小明使用555芯片、一個二極管和兩個阻值相同的電阻R7、R8對虛線框3中的電路輸出部分進行了改進。已知初始狀態不報警，請幫助小明在虛線框3中完成電路連線，實現報警之后溫度恢復到正常范圍也能保持報警的功能。
答案?。?）A　（2）D
（3）如圖所示
（4）如圖所示
5.如圖a所示是小明設計的模型汽車遙控電路。當操作無線遙控器發出A指令時，無線接收模塊A端可輸出高電平（否則輸出低電平，B、C和D同理）；功能模塊1和2的功能是：輸入端CP在得到一個高電平信號瞬間，其輸出端信號能發生一次翻轉（從1變0或從0變1，其他時刻都不會翻轉）；驅動電機M1和M2上電流由“＋”到“－”可正轉驅動前進，由“－”到“＋”則反轉。已知通電后I0始終為高電平，初始狀態兩功能模塊都輸出高電平，IC1－IC4為555集成電路，功能如表所示，請完成以下任務：
555功能表
4腳 2腳 6腳 3腳
低電平 / / 低電平
高電平 高電平 >Vcc 高電平 >Vcc >Vcc 低電平
（1）下列用于表示兩個功能模塊的輸入信號CP和輸出信號Q關系的波形圖正確的是　　　　；
（2）在初始狀態下操作無線遙控器發出A指令后，模型汽車的運動狀態是　　　?。ˋ.先前進，指令消失后立即停止；B.一直前進；C.先后退，指令消失后立即停止；D.一直后退）；
（3）已知M1是左輪驅動電機，M2是右輪驅動電機，若模型汽車處于前進狀態時需要左轉彎，應該操作無線遙控器發出　　　?。ˋ.B指令；B.C指令）；若模型汽車處于前進狀態時需要變為后退狀態，不可行的操作是　　　　（A.先發出A指令，再發出D指令；B.先發出D指令，再發出A指令；C.持續發出A指令）；
（4）小明認為電路中的555集成電路可用電阻、二極管和三極管等元件替代，于是先嘗試了對IC1和IC2相關部分電路的重新設計（如圖b所示）。請在虛線框內使用兩個二極管進行連線，實現與原電路一致的控制效果。
圖b
答案　（1）B?。?）B　（3）A　C（順序不可顛倒）
（4）如圖所示
6.如圖a為小明同學設計的水箱水溫控制電路，可實現水溫穩定在50 ℃～60 ℃之間。其中電路中Rt為熱敏電阻，VT1工作于開關狀態。請完成以下任務。
555功能表
4腳 2腳 6腳 3腳
低電平 任意 任意 低電平
高電平 低電平 任意 高電平
高電平 高電平 低電平 保持
高電平 高電平 高電平 低電平
（1）根據電路圖及題意可以判斷Rt為　　　?。ㄔ贏.正溫度系數熱敏電阻；B.負溫度系數熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）下列關于該電路的分析中不正確的是　　　?。ㄔ贏.Rp2阻值與上限有關；B.Rp1阻值與上下限都有關；C.Rp1阻值只與下限有關中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）安裝好電路后需要調試上下限溫度，先將Rt置于冷水中，接下來的措施正確的是　　　　（在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
A.Rp1調至最大，Rp2調至最小，先將水溫加熱至50 ℃，逐漸調小Rp1，剛好使J3吸合，再繼續將水溫加熱至60 ℃，逐漸調大Rp2，剛好使J3釋放
B.Rp1調至最大，Rp2調至最小，先將水溫加熱至60 ℃，逐漸調大Rp2，剛好使J3釋放，再繼續將水溫降溫至50 ℃，逐漸調小Rp1，剛好使J3吸合
C.Rp1調至最小，Rp2調至最大，先將水溫加熱至50 ℃，逐漸調小Rp2，剛好使J3吸合，再繼續將水溫加熱至60 ℃，逐漸調大Rp1，剛好使J3釋放
（4）小明在圖甲電路基礎上繼續增加冷水箱及熱水箱注水控制電路（如圖b所示），其中J1、J2、J3分別控制加熱器、熱水箱及冷水箱，吸合時啟動，釋放時停止工作。實現以下功能：
圖b
①冷水箱自動上水：當冷水箱缺水時，啟動冷水水泵加水；
②熱水箱水位控制：當冷水箱缺水時，熱水箱不能加水；冷水箱水足夠時，由冷水箱給熱水箱供水，使熱水箱水位穩定在上下限之間；
③熱水箱保溫控制：當熱水水泵正在運轉時，加熱器不能加熱；當熱水水泵停止運轉時，熱水箱水溫穩定在50 ℃～60 ℃之間。
請在圖c中設計該電路的觸點開關部分電路（其中“冷”表示冷水水泵，“熱”表示熱水水泵）。
答案?。?）B?。?）C?。?）A
（4）如圖所示
參考答案1
參考答案2
7.圖a為小馬設計的太陽能熱水器水位自動控制實驗電路。水箱中設有A、B、C三個水位探頭，當水位低于B時，電磁閥打開，水箱上水，V1發光；當水位高于A時，電磁閥關閉，停止上水，V1不發光。請回答以下問題：
（1）電路中R1＝10 K，由于水質不同，小馬測得水的電阻會在10 K～90 K之間變化?，F需要確定R2、R3的電阻值，下列選擇正確的是　　　?。ㄔ贏.R2>50 K，R3>200 K；B.R2<50 K，R3<200 K；C.50 K（2）啟動電源時，若水位處于探頭A、B之間，則V1的發光情況是　　　?。ㄔ贏.發光；B.不發光；C.無法判斷中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）要實現電路功能，請在圖a虛線框中增加二極管、三極管、電阻各一個畫全電路（三極管采用共發射極接法。“YV”表示電磁閥線圈，當線圈通電時，電磁閥打開上水）；
（4）在使用中，小馬發現當水溫低時上水到上限水位，水溫會變得更低。于是，在電路中增加了負溫度系數熱敏電阻Rt和中水位探頭M等元件（圖b所示），使電路具有以下功能：當水溫低于設定值時，水位上升到中水位探頭M即關閉電磁閥；當水溫高于設定值時，水位上升到高水位探頭A關閉電磁閥。請分析電路圖b，在虛線框中用3個二輸入與非門畫出電路，實現上述功能。
答案?。?）A?。?）C?。?）（4）如圖所示
【能力提升篇】
1.如圖a所示是某倉儲運貨工作示意圖，小明為其設計了如圖b所示的實驗電路。運貨車的工作過程是：當車上的載貨量達到設定值時，重力檢測器出低電平，電機正轉，車由檢測點1駛向卸貨平臺；當車接觸到卸貨平臺的檢測點2時（發光二極管V2的光被遮住），電機停止轉動，車停下等待卸貨；當貨物被卸完時，重力檢測器出高電平，電機反向轉動，車返回裝貨平臺，移至檢測點1時，電機停止轉動。555集成電路2、6電位高于Vcc時3腳出低電平，2腳電位低于Vcc時3腳輸出高電平。規定電流流向為X→Y時電機M正轉，反之反轉。為了安全起見，電機停止時，要求IC2和IC3的3腳出低電平。請你完成下列各題：
（1）用0代表低電平，1代表高電平，運貨車裝貨時，A端和B端的信號為　　　（在A.00；B.01；C.11；D.10中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）現在準備用LED表示電機運轉的狀態，正轉時紅色LED發光，反轉時綠色LED發光，停止時兩個都不發光，以下連接正確的是　　　?。ㄔ谙铝羞x項中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）請你用不超過四個2輸入或非門設計虛線框1位置的電路；
（4）小明嘗試用三極管驅動繼電器，用繼電器來控制電機。要求按原有的邏輯關系控制電機的正反轉及停止，請你在虛線框2中畫出三極管、繼電器、二極管，并采用共發射極接法正確地連接電路。
答案　（1）C?。?）C　（3）如圖所示
（4）如圖所示
2.如圖a所示為小明設計的報警電路。物體放在D1和D2之間，當物體被拿走時，D1發出的光照射到D2上，蜂鳴器開始報警，將物體放回去，蜂鳴器依然報警（開關S1按下時閉合，松開后斷開）。555的功能表如圖b所示，根據電路圖及其描述，完成下列任務：
555功能表
4腳 2腳 6腳 3腳
低電平 任意 任意 低電平
高電平 高電平 >Vcc 高電平 >Vcc >Vcc 低電平
圖b
（1）圖中二極管接法錯誤的是　　　　（在A.D1；B.D2；C.D3；D.D4中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）下列繼電器選擇合理的是　　　?。ㄟx擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）為了實現電路功能，R5、R6阻值選擇合理的是　　　?。ㄔ贏.R5＝20 kΩ；R6＝20 kΩ；B.R5＝20 kΩ，R6＝5 kΩ；C.R5＝5 kΩ，R6＝20 kΩ中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）小明搭建電路后進行調試，發現蜂鳴器始終不能報警，不可能的原因是　　　　（在A.S1短路；B.S2短路；C.R6虛焊；D.R7阻值太大中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（5）在調試時發現繼電器的常開觸點已損壞，小明決定利用繼電器的常閉觸點對電路進行改進，請你幫助小明選擇合適的三極管（NPN型或PNP型），采用共發射極接法，在圖c虛線框內補全電路，要求保持電路原有的功能不變。
答案?。?）D　（2）C　（3）A?。?）C?。?）如圖所示
3.小明發現文印室老師每次印完試卷后要把一堆試卷搬到試卷存放點，由于距離比較遠且試卷較重，比較辛苦，他打算設計一個小車來運輸這些試卷，如圖a所示，電路如圖b所示，工作過程是：當小車到達文印室裝卷平臺處時，干簧管RS1導通，干簧管RS2斷開，小車上安裝了壓力傳感器RL（隨著壓力變大，阻值變?。?，若檢測到車上的載貨量達到設定值時，控制電路將控制電機正向轉動（電流由“＋”向“－”流），使小車駛向試卷存放處；當小車到達試卷存放處時，干簧管RS1斷開，干簧管RS2導通，電機停止轉動，小車停下等待卸貨；當壓力傳感器RL檢測到試卷被卸完后，控制電路將控制電機反向轉動，使小車返回文印教室。請根據描述，完成下列任務：
（1）LED發光，說明小車在　　　　（在A.文印室；B試卷存放處；C.無法判斷中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）請用邏輯門設計虛線框1位置的電路，實現題目功能，要求電路簡單；
（3）小明在調試電路時，發現電路存在問題，當小車運到試卷存放處時，一拿試卷，小車就往文印教室方向行駛，為解決該問題，請用一個NPN型三極管和一個電阻完成虛線框2的電路設計；
（4）在改進后電路中，小明想只調大小車載貨量的上限，則可以　　　?。ㄔ贏.調大Rp4；B.調大Rp1；C.調大Rp2中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）。
答案?。?）C
（2）如圖所示
（3）如圖所示
（4）A
解析?。?）當小車在文印室時，2、6腳輸入低電平，A出高電平，7腳懸空，LED滅，從文印室到試卷存放處過程中，2腳高電平、6腳低電平，555處于保持狀態，LED滅；到達試卷存放處，2、6腳輸入高電平，A出低電平，7腳接地，LED亮，從試卷存放處到文印室過程中，2腳高電平、6腳低電平，555處于保持狀態，LED亮。因此LED亮時，無法判斷小車的位置，選C；（2）小車在文印室時，A點輸出高電平，且試卷堆放到一定質量后，IC1的V－輸入電位降低，B輸出高電平，電機正轉，取J1吸合，C為高電平，因此C＝A·B；小車試卷存放處時，A輸出低電平，當試卷取后，B輸出低電平，電機反轉，J2吸合，D出高電平，因此D＝·＝；其邏輯電路如下圖所示。
（3）一拿試卷，小車就返回，則說明IC1的V＋電位太低，因此利用電壓比較器的輸出（高電平，NPN工作）反饋到輸入端，使V＋的電位升高，或者是將V－電位降低，因此可以選擇當輸出高電平后，將Rp4短路可以實現該功能，電路連線如下圖所示。
（4）由電路可知，在文印室時，載貨量達到上限時，IC1輸出高電平時，Rp4短路，小車到試卷存放室，因此Rp4只控制上限，調大上限，RL阻值變小，要保證V－比較電位不變，則需要調大Rp4，A正確。
4.如圖a所示是小明設計的電動車窗實驗電路，當按下“升”按鈕后，車窗開始上升，電機的電流從A流向B；當按下“降”按鈕后，車窗開始下降，電機的電流從B流向A。其中BS1、BS2為手動按鈕開關，手按下時，開關閉合；手松開時，開關斷開。555的4腳有兩個常閉的按鈕開關，按下后可以使電機停止轉動。請完成以下任務。
圖a
（1）根據控制要求分析電路，按鈕BS1、BS2的作用是　　　　（在A.BS1用作升窗控制，BS2用作降窗時控制；B.BS1用作降窗控制，BS2用作升窗時控制中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明搭建電路后進行測試，發現只能升窗不能降窗，故障的原因可能是　　　　、　　　　（在A.二極管VD1接反；B.J1－1觸點虛焊；C.繼電器J2線圈引腳連焊；D.電機損壞；E.按鈕BS2虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）在調試電路時，發現當車窗升到頂或降到底時電機M不能停止轉動。為解決這個問題，小明重新設計了電路的輸出部分，增加了K1、K2兩個限位開關。當窗戶升至頂部時，K1被按壓而斷開；當窗戶降到底部時，K2被按壓而斷開。關于K1、K2兩個限位開關安裝的位置的說法中，正確的是　　　?。ㄔ贏.K1安裝在A點、K2安裝在B點；B.K1安裝在B點、K2安裝在A點；C.K1安裝在C點、K2安裝在D點；D.K1安裝在D點、K2安裝在C點中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）小明準備搭建測試電路，在圖b中請你幫他在虛線框中完成其中一個555芯片的連接。
圖b
答案?。?）A?。?）C　E　（3）D
（4）如圖所示
5.如圖a所示是小明設計的電動車窗實驗電路，當按下“升”按鈕后，車窗開始上升，電機的電流從a流向b，當車窗升至頂部時，觸碰安裝在車窗頂部的微動開關，車窗停止上升；車窗下降到底部時，觸碰安裝在車窗底部的微動開關，車窗停止下降。其中BS1、BS2為手動按鈕開關，手按下時，開關閉合，手松開時開關斷開；已知微動開關S1、S2為常閉開關（即未觸碰時保持閉合，碰觸時斷開），請完成以下任務。
圖a
（1）根據控制要求分析電路，按鈕BS1、BS2的作用是　　　?。ㄔ贏.BS1用作升窗控制，BS2用作降窗時控制；B.BS1用作降窗控制，BS2用作升窗時控制中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明準備搭建測試電路，在圖b中請你幫他完成其中一個555時基芯片的連接；
圖b
（3）小明搭建電路后進行測試，發現只能升窗不能降窗，故障的原因可能是　　　?。ㄔ贏.二極管VD1接反，B.繼電器J2額定電壓過大，C.微動開關S2連焊，D.R4電阻連焊中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）小明發現J1、J2兩個繼電器均有一組轉換開關未使用，他想利用這兩組開關代替所有三極管，并保持電路功能不變，請你幫小明設計該部分電路，并在圖c虛框內畫出。
圖c
答案?。?）A?。?）如圖所示
（3）D?。?）如圖所示
或
6.如圖a所示是小明設計的寵物喂養系統，飼料盆固定在傳送帶上。小明為其設計了如圖b所示的實驗電路。當寵物吃完飼料時，料位檢測器出低電平，電機正轉，飼料盆由檢測點1移向檢測點2，到達檢測點2時（發光二極管V2的光被遮?。╇姍C停止轉動，儲料箱向飼料盆加裝飼料。加滿時，料位檢測器出高電平，電機反轉，飼料盆移至檢測點1時，電機停止轉動，寵物即可繼續進食。電機M的電流從“＋”流到“－”，電機正轉，反之反轉，請完成以下任務：
（1）飼料盆在加裝飼料時，A點的電位是　　　?。ㄔ贏.低電平；B.高電平中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）儲料箱向飼料盆加裝飼料，加滿后，繼電器　　　?。ㄔ贏.吸合；B.釋放；C.不確定中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）請使用合適的邏輯門，補全題圖b虛線框1中的電路，要求電路簡單；
（4）小明根據電路圖b，對555芯片部分引腳進行了連接（如下圖示），請你在虛線框2內完成其余引腳的連接。
答案?。?）A　（2）B?。?）如圖所示
（4）如圖所示
解析　（1）根據題中所給條件可知：飼料盆在加裝飼料時，是停留在檢測點2的，此時發光二極管V2的光被遮住。結合題圖b，此時光敏電阻阻值大，分壓大，從而導致A點低電平，故選擇A。（2）根據題意，加滿時，料位檢測器出高電平，V3正偏導通，2、6腳獲得高電平，3腳輸出低電平；而此時需要電機反轉，電機反轉是電流是從“－”流到“＋”的，故此時J－1狀態為閉合狀態，繼電器線圈沒有電流流過，所以為釋放狀態，故選擇B。（3）如圖，設虛線框三個輸入端依次為A、B、C，輸出端為F。解法一：根據飼料盆所在位置以及飼料是否加滿的情況，列出相關各種情況如下：
位置 飼料 A B C 2/6腳 3腳 M J－1 F
檢測點1 未滿 1 1 0 0 1 正轉 閉合 0
檢測點1 滿 1 1 1 1 0 不轉 斷開 1
點1往點2 未滿 1 0 0 0 1 正轉 閉合 0
點1往點2 滿 根據功能設計要求，該情況不存在
檢測點2 未滿 0 0 0 0 1 不轉 斷開 1
檢測點2 滿 0 0 1 1 0 反轉 閉合 0
點2往點1 未滿 根據功能設計要求，該情況不存在
點2往點1 滿 1 0 1 1 0 反轉 閉合 0
從而根據真值表，寫出邏輯表達式，就可以補全電路如下左圖：
（4）本題考查555引腳排布及繼電器引腳連線。555引腳排布如上右圖：
結合題圖b，繼電器使用常閉觸點，連接對應引腳如下：
7.小明在觀看了電影《我和我的祖國》后，用遙控器和無線接收模塊設計了如圖a所示的電路。按下遙控器上的“升”按鈕后，開始升國旗，流過電機的電流從a到b，當國旗升到頂部時，觸碰到安裝在旗桿頂部的行程開關，停止升旗；降旗時，當國旗降到底部時，觸碰到安裝在旗桿底部的行程開關，停止降旗。請完成以下任務：
（1）根據控制要求分析電路，接收模塊輸出端口D2、D3的作用是　　　?。ㄔ贏.D2用作升旗控制，D3用作降旗時控制；B.D2用作降旗控制，D3用作升旗時控制中選擇合適選項，將序號填入“　　　　”處）；行程開關S1、S2的作用是　　　　（在A.S1用作升旗時停止控制，S2用作降旗時停止控制；B.S1用作降旗時停止控制，S2用作升旗時停止控制中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明搭建電路后進行測試，發現只能降旗不能升旗，故障的原因可能是　　　　（在A.24 V電動機電源未接；B.二極管V4接反；C.控制升旗時停止的行程開關一直閉合中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）小明發現升旗時，按下“降”按鈕或者降旗時，按下“升”按鈕，電機的工作電源都會短路。請你幫助小明在圖b虛線框中補全所需要的繼電器觸點J1－3和J2－3，實現升旗時按下降旗按鈕無效及降旗時按下升旗按鈕也無效（標注上文字符號）；
（4）小明用555芯片來簡化控制電路部分的設計，工作電路部分保持不變，請你在圖c虛線框中完成555芯片的連接，實現電路功能。
答案?。?）B　A?。?）C
（3）如圖所示?。?）如圖所示
　
8.小明設計了如圖a所示的大棚模型和圖b所示的遮陽卷簾控制電路。其中Rt1、Rt2是正溫度系數熱敏電阻；上、下端限位開關S1、S2均為常開按鈕開關（按下導通，松開斷開），被橫桿壓下時開關導通。當大棚內溫度達到26 ℃，且光照強度高于設定值時，J1吸合，電機正轉放下遮陽卷簾；當溫度降至20 ℃時，J2吸合，電機反轉收起卷簾。初始時大棚內溫度低，卷簾收起。請根據電路圖及其描述完成以下小題：
（1）請在圖b虛線框內補畫1合適的門電路，以實現控制要求；
（2）小明裝配完成模型及電路進行試驗，發現遮陽卷簾在放下過程中，有時會出現中途停機，可能的原因是　　　?。ㄔ贏.S1虛焊，出現時通時斷；B.Rt2虛焊，出現時通時斷；C.S2虛焊，出現時通時斷；D.Rt1虛焊，出現時通時斷；E.Rp3虛焊，出現時通時斷；F.Rp2虛焊，出現時通時斷中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；斷開電源排除故障后，重新置于陽光下，關閉大棚門待內部溫度升至足夠高。此時　　　　（在A.按一下S1；B.按一下S2中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）即可繼續放下卷簾；
（3）現希望大棚內溫度達到29 ℃，且光照強度高于設定值時，遮陽卷簾才放下，以下調節措施合理的是　　　?。ㄔ贏.調大Rp2阻值；B.調小Rp2阻值；C.調大Rp3阻值；D.調小Rp3阻值中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）工作一段時間后V4損壞，準備用手頭有的PNP型三極管替代，保持電路原有功能不變。
請你幫小明完成圖c虛線框2中的連線。
圖c
答案?。?）如圖所示
（2）E　A?。?）A?。?）虛線框2如圖所示素養呈現·明要求
核心素養 表現要點 水平等級 考試題型 分值
技術意識 能在組裝和調試活動的過程中，恰當處理人技關系，形成規范、安全的技術習慣 2 非選擇題(第15題) 8
工程思維 嘗試通過調試電子控制系統，對系統進行優化設計 2
創新設計 能根據設計對象和現有條件，根據活動過程中遇到的問題制訂解決技術問題的一個或多個方案 2
圖樣表達 能識讀電子元器件符號、電子線路圖控制框圖等，能繪制簡單的電子線路圖和控制框圖 3
物化能力 能分析設計方案，并根據方案設計要求選擇合適的元器件等材料，具有初步的工具思維，完成電子組裝和調試；能對電子控制系統進行基本的技術測試和技術指標測量，撰寫簡單的技術測試和方案試驗的報告 3
考點　簡單555集成電路分析
【知識梳理】
1.555內部結構圖
2.555功能關系
(1)5腳通過電容基地
輸入 輸出
4腳(R) 2腳(TR) 6腳(TH) 3腳(U0) 7腳
0 × × 0 接地
1 1 >Vcc 1 >Vcc >Vcc 0 接地
(2)5腳的電勢為Vct
2腳 6腳 3腳
>Vct >Vct 低電平
>Vct 【典例突破】
【典例】 李明設計了一個用于莊稼地的驅鳥裝置，通過控制電路控制電機正反轉(如圖所示)，擺桿上裝有磁鐵，擺桿擺動角度的極限位置兩側分別固定了干簧管1和干簧管2，當擺桿到達a處干簧管1時，電機開始正轉，電機電流由“＋”流向“－”，當擺桿到達b處干簧管2時，電機反轉，李明通過觀察發現，光線過強的正午或晚上小鳥均不會出現，所以要求只有當光線在設定范圍之內時電機工作。比較器IC1、IC2的功能：V＋＞V－時輸出高電平，V＋＜V－時輸出低電平。請完成以下各題：
555功能表
NE555特性表
輸入 復位 輸出
2腳 6腳 4腳 3腳
≤Vcc / 高電平 高電平
>Vcc ≥Vcc 高電平 低電平
>Vcc (1)當環境光線強度在設定范圍之內時，按下開關S則________(在A.電機停止轉動；B.電機繼續轉動；C.無法判斷中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
(2)若要使工作的環境光線強度下限不變、上限更高，合理的措施是________(在A.增大R1的阻值；B.增大R2的阻值；C.Rp1觸點上移；D.Rp2觸點下移中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
(3)李明只提供門電路，請在虛線框1內補畫邏輯電路，要求所用的邏輯門數量最少，標出對應繼電器并連線。
(4)請在虛線框2中連線，將電路補畫完整，并標出對應繼電器。
聽課筆記：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【變式】 小明父母種植了十畝地的西瓜，可是年年收成不高。學了通用技術的小明查閱了許多資料后發現，西瓜種植后，不同時期對溫度和濕度均有不同的要求，于是設計了如圖所示的電路(熱敏電阻和濕敏電阻均為負系數且RS1、RS2分別控制濕度上、下限)，希望能夠實現：當溫度和濕度均在設定值范圍內時，綠燈(V4)亮；當溫度或濕度不在設定值范圍內時，紅燈(V3)亮。請根據題中描述和電路圖以及555芯片特性表完成以下任務：
555集成電路特性表
2腳 6腳 3腳
Vcc Vcc 高電平
>Vcc >Vcc 低電平
>Vcc Vcc 不使用
(1)通過小明的設計圖分析，下列選項不正確的是________(在A.溫度在設定范圍時綠燈一定亮；B溫度超過設定范圍時紅燈一定亮；C.溫度在設定范圍時綠燈可能亮中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)西瓜到了成熟期，需要高一點的溫度，為了調高溫度的上下限值，以下操作可以實現的是________(在A.增大Rp1、Rp2阻值；B.減小Rp1阻值、增大Rp2阻值；C.減小Rp1、Rp2阻值；D.增大Rp1阻值、減小Rp2阻值中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
　
(3)小明發現該電路當濕度超過上限后紅燈(V3)亮，當濕度低于下限后卻是綠燈(V4)亮，無法實現濕度僅在設定濕度區間內綠燈發光的要求。為此小明重新設計了部分電路，請你幫助小明在虛線框1內用最少的“與非門”組合來實現電路功能；
(4)小明決定對原電路進一步優化，實現在溫度正常的情況下，如果濕度超過上限則電機正轉(電流從“＋”到“－”)開窗通風，濕度低于下限則電機反轉(電流從“－”到“＋”)關窗?，F已完成該電路的部分改裝。請你幫助小明在虛線框2和虛線框3中進行必要的連線，實現該項功能。
1.如圖甲所示是小明設計的房間濕度控制系統電路圖，解決了北方的冬季氣候干燥問題。功能如下：若房間濕度低于下限值時，系統啟動電動噴霧器M給房間增加濕度；若房間濕度高于上限值時，電動噴霧器M停止工作。請根據要求完成下列各題。
555電路功能表
輸入 輸出
2腳 6腳 3腳
>Vcc >Vcc 低電平
>Vcc (1)請根據設計要求，仔細分析電路結構，結合設計要求，在圖甲虛線框1中選擇一個合適的三極管及接線端子采用共發射極接法完成電路連線，使電路滿足設計要求；
(2)調試過程中，若要調高濕度上限值且調低濕度下限值則________(在A.調大Rp1、調小Rp2；B.調小Rp1、調大Rp2；C.Rp1、Rp2均調大；D.Rp1、Rp2均調小)；
(3)在調試后電路正常工作過程中，下列分析正確的是________(A.濕度大于下限值時V2發光；B.濕度小于下限值時V2發光；C.濕度介于上下限之間時V1發光；D.噴霧器M工作時V1發光)；
(4)小明準備用電壓比較器及邏輯門電路來代替555芯片實現原有功能，比較器功能：當V＋>V－時輸出高電平，當V＋(5)按照圖乙所示電路，無論房間濕度如何變化，電動噴霧器M始終不工作，則不可能的原因是________(A.V3、V4正負極接反了；B.V5正負極接反了；C.Rp3虛焊；D.R6虛焊)。
2.針對目前我省能源“雙控”和“減煤”工作面臨的嚴峻形勢和綠色發展的要求，市級各有關單位應嚴格遵守辦公區域在當天室外最低氣溫達到3 ℃以下(含3 ℃)時方可開啟空調等取暖設備，且設置溫度不得超過16 ℃。小明設計了如圖所示的室內溫度自動控制電路，系統通電后，只有室外溫度達到過3 ℃以下(含3 ℃)，系統才能將室溫控制在15 ℃～16 ℃范圍內。其中Rt2是正溫度系數熱敏電阻，Rp2和Rp3分別用于設定15 ℃和16 ℃，三極管V1、V2都工作在開關狀態。請根據描述完成以下任務：
(1)Rt1應該選用________(在A.正溫度系數熱敏電阻；B.負溫度系數熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)在虛線框中將555芯片連線，實現電路功能；
(3)搭接好電路后，小明調試電路時，發現室外溫度從低于3 ℃上升到高于3 ℃后，繼電器J從吸合變成釋放，下列分析中可能的是________(在A.Rt1虛焊；B.R1虛焊；C.R2虛焊；D.R3虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(4)調試過程中，小明不小心將唯一的一片555芯片損壞了，小明重新設計了電路，改變了電壓比較器IC1B和IC1C的輸入端，其它一樣，請你在虛線框2中補畫3個普通二極管并連線，實現電路功能。
3.小明設計了如圖a所示的水塔、水井水位控制電路，主要由555集成電路(IC1、IC2)、繼電器控制電路等組成。電路主要實現當水塔中水位低并且水井中水位高時，通過集成電路IC1和IC2控制，使得水泵啟動工作。555集成電路管腳功能示意圖如圖表所示，請完成以下任務：
輸入 輸出
管腳2 管腳6 管腳3
≥Vcc ≥Vcc 0
≥Vcc ≤Vcc 保持
≤Vcc ≤Vcc 1
(1)電路中C2的電容量是________(在A.103 pF；B.10 pF；C.10000 pF；D.1000 pF中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)如以J1、J2吸合為邏輯“1”，釋放為邏輯“0”；水泵運轉為邏輯“0”，停止為邏輯“1”。假定J1、J2為邏輯輸入，水泵狀態為邏輯輸出，則他們的邏輯關系是________(在A.與門；B.或門；C.與非門；D.或非門中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)分析電路圖，下列元器件不合適的是________(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(4)小明改進該電路(如圖b所示)，把水塔內的公共探頭c接地，使用了1個NPN型三極管、1個PNP型三極管和電阻若干。請你幫助小明在圖b虛線框內將電路連接好，實現原來的功能；
(5)小明對改進的電路測試，發現J1一直處于吸合狀態，造成該現象可能的原因是________(在A.Va、Vb被擊穿；B.Va被擊穿，R6短路；C.R5短路，R6虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
4.如圖a所示為小明設計的盆栽土壤濕度控制電路，當濕度低于下限時啟動水泵電機M澆水，當濕度達到上限時停止澆水。已知Rs為負特性濕敏電阻，圖中a點電位始終高于b點電位，IC3和IC4為555集成電路，內部結構如圖所示，請完成以下任務：
(1)請在虛線框1內進行連線實現電路功能；
(2)小明調試電路時發現電機M始終無法啟動澆水，可能的原因是________、________(在A.R4阻值過大；B.C2短路；C.R1虛焊；D.R4接到了IC4的3腳上，選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明認為虛線框2內電路可用三極管和電阻連線實現功能，請幫助小明在圖b虛線框2內進行電路連線；
(4)為簡化電路，請幫助小明使用若干個二輸入與非門在圖c電路虛線框3中重新設計電路，實現控制功能，要求電路盡量簡單，其他元件參數不作調整。
5.圖a是小明設計的飲用水水溫控制電路，圖b是555芯片的功能表，利用電熱絲將水溫控制在40 ℃～50 ℃之間。請完成以下任務：
4腳 2腳 6腳 3腳
低電平 任意 任意 低電平
高電平 高電平 >Vcc >Vcc 低電平
高電平 >Vcc 圖b
(1)Rt1為________(在A.正溫度系數的熱敏電阻；B.負溫度系數的熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)若希望將溫度控制35 ℃～50 ℃之間，則合理的調節措施為________(在A.僅調節Rp1；B.僅調節Rp2；C.先調節Rp1，再調節Rp2；D.先調節Rp2，再調節Rp1中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明分析電路發現，生水無法煮沸而維持在設定范圍內，故不可飲用，于是他進行了優化，在原電路的基礎上添加了加熱控制子系統，實現“生水先煮沸達100 ℃，再將水溫維持在設定范圍內”的功能，如圖c所示，其中Rt2為正溫度系數的熱敏電阻，比較器的功能為：V＋>V－時，輸出高電平，V＋(4)小明對第(3)小題的電路進行調試，發現水溫達到100 ℃后，電熱絲始終處于加熱狀態，以下原因分析不合理的是________(在A.Rt2連焊；B.Rt1連焊；C.使用了額定工作電壓為12 V的繼電器；D.VT的集電極和發射極連焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(5)小明分析電路發現，水箱沒水時，電熱絲也會一直工作，存在一定的安全隱患，于是他準備對電路進行再次優化，添加了水位控制子系統(水閥控制部分未畫出)，干簧管用于檢測上、下限水位，水面上的磁性浮子控制干簧管的通斷，實現“當水位上升時，電熱絲始終不工作，達上限水位后，水溫受加熱控制子系統控制，當飲用水水位上限開始下降時，水溫受保溫控制子系統控制”。請你在圖d的虛線框2中完成電路設計，最多使用四個2輸入或非門，實現上述功能。
：課后完成《專題分層精練》　專題30(共120張PPT)
第三部分　電子控制技術
專題30 555集成電路及其應用一（非選擇題）
素養呈現·明要求
核心素養 表現要點 水平等級 考試題型 分值
技術意識 能在組裝和調試活動的過程中，恰當處理人技關系，形成規范、安全的技術習慣 2 非選擇題(第15題) 8
工程思維 嘗試通過調試電子控制系統，對系統進行優化設計 2
創新設計 能根據設計對象和現有條件，根據活動過程中遇到的問題制訂解決技術問題的一個或多個方案 2
圖樣表達 能識讀電子元器件符號、電子線路圖控制框圖等，能繪制簡單的電子線路圖和控制框圖 3
物化能力 能分析設計方案，并根據方案設計要求選擇合適的元器件等材料，具有初步的工具思維，完成電子組裝和調試；能對電子控制系統進行基本的技術測試和技術指標測量，撰寫簡單的技術測試和方案試驗的報告 3
目 錄
CONTENTS
考點
01
隨堂達標檢測
02
課時分層演練
03
考點　簡單555集成電路分析
1
1.555內部結構圖
2.555功能關系
(1)5腳通過電容基地
(2)5腳的電勢為Vct
【典例】 李明設計了一個用于莊稼地的驅鳥裝置，通過控制電路控制電機正反轉(如圖所示)，擺桿上裝有磁鐵，擺桿擺動角度的極限位置兩側分別固定了干簧管1和干簧管2，當擺桿到達a處干簧管1時，電機開始正轉，電機電流由“＋”流向“－”，當擺桿到達b處干簧管2時，電機反轉，李明通過觀察發現，光線過強的正午或晚上小鳥均不會出現，所以要求只有當光線在設定范圍之內時電機工作。比較器IC1、IC2的功能：V＋＞V－時輸出高電平，V＋＜V－時輸出低電平。請完成以下各題：
555功能表
(1)當環境光線強度在設定范圍之內時，按下開關S則________(在A.電機停止轉動；B.電機繼續轉動；C.無法判斷中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
(2)若要使工作的環境光線強度下限不變、上限更高，合理的措施是________(在A.增大R1的阻值；B.增大R2的阻值；C.Rp1觸點上移；D.Rp2觸點下移中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
(3)李明只提供門電路，請在虛線框1內補畫邏輯電路，要求所用的邏輯門數量最少，標出對應繼電器并連線。
(4)請在虛線框2中連線，將電路補畫完整，并標出對應繼電器。
答案　(1)A　(2)C　(3)如圖所示
(4)如圖所示
解析　(1)題目要求只有當光線在設定范圍之內時電機工作，光線過強過暗均不工作。按下開關S后，Rg被短路，相當于光線過強，由電路功能可知電機停止轉動。選A。(2)由題可知，光線在設定范圍之內時，電位VB>VA>VC，光線變強時，VA升高，VA>VB，IC1＝1，因此IC1和上限有關，若要使工作的環境光線強度下限不變、上限更高，只能改變VB。上限更高→VA升高→VB升高，合理的措施Rp1觸點上移，選C。
(3)由圖可知，光線在設定范圍之內時，電位VB>VA>VC，IC1＝0，IC2＝0，這時電機工作VD＝1，即全0出1，為或非門。由于J3－1在主干電路上，所以線圈處填J3
(4)由圖可知，G處是低電平三極管導通，H處是高電平三極管導通，三極管V和兩個電阻實現非門邏輯功能，當擺桿到達a處干簧管1時，電機開始正轉，電機電流由“＋”流向“－”，因此E＝1→Vc＝0→2腳＝0→3腳＝1→H＝1→J1吸合；當擺桿到達b處干簧管2時，電機反轉，因此F＝1→6腳＝1→3腳＝0(或7腳＝0)→G＝0→J2吸合。
【變式】 小明父母種植了十畝地的西瓜，可是年年收成不高。學了通用技術的小明查閱了許多資料后發現，西瓜種植后，不同時期對溫度和濕度均有不同的要求，于是設計了如圖所示的電路(熱敏電阻和濕敏電阻均為負系數且RS1、RS2分別控制濕度上、下限)，希望能夠實現：當溫度和濕度均在設定值范圍內時，綠燈(V4)亮；當溫度或濕度不在設定值范圍內時，紅燈(V3)亮。請根據題中描述和電路圖以及555芯片特性表完成以下任務：
555集成電路特性表
(2)西瓜到了成熟期，需要高一點的溫度，為了調高溫度的上下限值，以下操作可以實現的是________(在A.增大Rp1、Rp2阻值；B.減小Rp1阻值、增大Rp2阻值；C.減小Rp1、Rp2阻值；D.增大Rp1阻值、減小Rp2阻值中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明發現該電路當濕度超過上限后紅燈(V3)亮，當濕度低于下限后卻是綠燈(V4)亮，無法實現濕度僅在設定濕度區間內綠燈發光的要求。為此小明重新設計了部分電路，請你幫助小明在虛線框1內用最少的“與非門”組合來實現電路功能；
(4)小明決定對原電路進一步優化，實現在溫度正常的情況下，如果濕度超過上限則電機正轉(電流從“＋”到“－”)開窗通風，濕度低于下限則電機反轉(電流從“－”到“＋”)關窗。現已完成該電路的部分改裝。請你幫助小明在虛線框2和虛線框3中進行必要的連線，實現該項功能。
答案　(1)A　(2)C　(3)如圖所示
(4)如圖所示
隨堂達標檢測
2
1.如圖甲所示是小明設計的房間濕度控制系統電路圖，解決了北方的冬季氣候干燥問題。功能如下：若房間濕度低于下限值時，系統啟動電動噴霧器M給房間增加濕度；若房間濕度高于上限值時，電動噴霧器M停止工作。請根據要求完成下列各題。
555電路功能表
(1)請根據設計要求，仔細分析電路結構，結合設計要求，在圖甲虛線框1中選擇一個合適的三極管及接線端子采用共發射極接法完成電路連線，使電路滿足設計要求；
(2)調試過程中，若要調高濕度上限值且調低濕度下限值則________(在A.調大Rp1、調小Rp2；B.調小Rp1、調大Rp2；C.Rp1、Rp2均調大；D.Rp1、Rp2均調小)；
(3)在調試后電路正常工作過程中，下列分析正確的是________(A.濕度大于下限值時V2發光；B.濕度小于下限值時V2發光；C.濕度介于上下限之間時V1發光；D.噴霧器M工作時V1發光)；
(4)小明準備用電壓比較器及邏輯門電路來代替555芯片實現原有功能，比較器功能：當V＋>V－時輸出高電平，當V＋(5)按照圖乙所示電路，無論房間濕度如何變化，電動噴霧器M始終不工作，則不可能的原因是________(A.V3、V4正負極接反了；B.V5正負極接反了；C.Rp3虛焊；D.R6虛焊)。
答案　(1)如圖所示　(2)A　(3)B
(4)如圖所示
(5)A
2.針對目前我省能源“雙控”和“減煤”工作面臨的嚴峻形勢和綠色發展的要求，市級各有關單位應嚴格遵守辦公區域在當天室外最低氣溫達到3 ℃以下(含3 ℃)時方可開啟空調等取暖設備，且設置溫度不得超過16 ℃。小明設計了如圖所示的室內溫度自動控制電路，系統通電后，只有室外溫度達到過3 ℃以下(含3 ℃)，系統才能將室溫控制在15 ℃～16 ℃范圍內。其中Rt2是正溫度系數熱敏電阻，Rp2和Rp3分別用于設定15 ℃和16 ℃，三極管V1、V2都工作在開關狀態。請根據描述完成以下任務：
(1)Rt1應該選用________(在A.正溫度系數熱敏電阻；B.負溫度系數熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)在虛線框中將555芯片連線，實現電路功能；
(3)搭接好電路后，小明調試電路時，發現室外溫度從低于3 ℃上升到高于3 ℃后，繼電器J從吸合變成釋放，下列分析中可能的是________(在A.Rt1虛焊；B.R1虛焊；C.R2虛焊；D.R3虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(4)調試過程中，小明不小心將唯一的一片555芯片損壞了，小明重新設計了電路，改變了電壓比較器IC1B和IC1C的輸入端，其它一樣，請你在虛線框2中補畫3個普通二極管并連線，實現電路功能。
答案　(1)B　(2)如圖所示
(3)D
(4)如圖所示
3.小明設計了如圖a所示的水塔、水井水位控制電路，主要由555集成電路(IC1、IC2)、繼電器控制電路等組成。電路主要實現當水塔中水位低并且水井中水位高時，通過集成電路IC1和IC2控制，使得水泵啟動工作。555集成電路管腳功能示意圖如圖表所示，請完成以下任務：
(1)電路中C2的電容量是________(在A.103 pF；B.10 pF；C.10000 pF；D.1000 pF中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)如以J1、J2吸合為邏輯“1”，釋放為邏輯“0”；水泵運轉為邏輯“0”，停止為邏輯“1”。假定J1、J2為邏輯輸入，水泵狀態為邏輯輸出，則他們的邏輯關系是________(在A.與門；B.或門；C.與非門；D.或非門中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(4)小明改進該電路(如圖b所示)，把水塔內的公共探頭c接地，使用了1個NPN型三極管、1個PNP型三極管和電阻若干。請你幫助小明在圖b虛線框內將電路連接好，實現原來的功能；
(5)小明對改進的電路測試，發現J1一直處于吸合狀態，造成該現象可能的原因是________(在A.Va、Vb被擊穿；B.Va被擊穿，R6短路；C.R5短路，R6虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
答案　(1)C　(2)C　(3)B
(4)如圖所示
(5)B
4.如圖a所示為小明設計的盆栽土壤濕度控制電路，當濕度低于下限時啟動水泵電機M澆水，當濕度達到上限時停止澆水。已知Rs為負特性濕敏電阻，圖中a點電位始終高于b點電位，IC3和IC4為555集成電路，內部結構如圖所示，請完成以下任務：
(1)請在虛線框1內進行連線實現電路功能；
(2)小明調試電路時發現電機M始終無法啟動澆水，可能的原因是________、________(在A.R4阻值過大；B.C2短路；C.R1虛焊；D.R4接到了IC4的3腳上，選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明認為虛線框2內電路可用三極管和電阻連線實現功能，請幫助小明在圖b虛線框2內進行電路連線；
(4)為簡化電路，請幫助小明使用若干個二輸入與非門在圖c電路虛線框3中重新設計電路，實現控制功能，要求電路盡量簡單，其他元件參數不作調整。
答案　(1)如圖所示
(2)A　C　(3)如圖所示
(4)如圖所示
或者
5.圖a是小明設計的飲用水水溫控制電路，圖b是555芯片的功能表，利用電熱絲將水溫控制在40 ℃～50 ℃之間。請完成以下任務：
圖b
(1)Rt1為________(在A.正溫度系數的熱敏電阻；B.負溫度系數的熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)若希望將溫度控制35 ℃～50 ℃之間，則合理的調節措施為________(在A.僅調節Rp1；B.僅調節Rp2；C.先調節Rp1，再調節Rp2；D.先調節Rp2，再調節Rp1中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)小明分析電路發現，生水無法煮沸而維持在設定范圍內，故不可飲用，于是他進行了優化，在原電路的基礎上添加了加熱控制子系統，實現“生水先煮沸達100 ℃，再將水溫維持在設定范圍內”的功能，如圖c所示，其中Rt2為正溫度系數的熱敏電阻，比較器的功能為：V＋>V－時，輸出高電平，V＋(5)小明分析電路發現，水箱沒水時，電熱絲也會一直工作，存在一定的安全隱患，于是他準備對電路進行再次優化，添加了水位控制子系統(水閥控制部分未畫出)，干簧管用于檢測上、下限水位，水面上的磁性浮子控制干簧管的通斷，實現“當水位上升時，電熱絲始終不工作，達上限水位后，水溫受加熱控制子系統控制，當飲用水水位上限開始下降時，水溫受保溫控制子系統控制”。請你在圖d的虛線框2中完成電路設計，最多使用四個2輸入或非門，實現上述功能。
答案　(1)A　(2)B　(3)如圖所示
(4)D　
(5)如圖所示
3
課時分層演練
基礎鞏固篇
能力提升篇
1.小明設計了如圖a所示的水箱水溫控制電路，能將水箱水溫控制在35 ℃～40 ℃，且具有低水位保護功能。Rt1和Rt2是規格完全相同的熱敏電阻；IC1為電壓比較器，當V＋＞V－時輸出高電平，當V＋＜V－時輸出低電平；IC2為555集成電路，其功能表如下表所示。請分析電路并完成以下小題：
(1)下列關于電路中元器件V1～V7的說法中，正確的是________(在下列選項中選擇合適的一項，將序號填入“________”處)；
A.三極管V1和V2在電路中都是開關的作用
B.發光二極管V3、V4和V5不可能同時發光
C.二極管V6和V7在電路中都有保護其他電子元件的作用，且主要保護的是同一對象
(2)若不計水的電阻，要調整低水位保護對應的水位高度，可行的方法是________(在A.調節Rp3和Rp4；B.調節Rp5；C.調節水位探頭位置中選擇合適的一項，將序號填入“________”處)；
(3)當上限溫度和下限溫度調試完成后，電路正常工作時，IC2的2腳和6腳的電位高低關系是________(在A.2腳一定高于6腳；B.6腳一定高于2腳；C.一定相等；D.條件不足，無法確定中選擇合適的一項，將序號填入“________”處)；
(4)在電路搭接完成后的調試過程中，小明不慎將555集成電路損壞，現用邏輯門電路重新設計了部分電路(低水位保護部分電路和熱敏電阻類型等均不作調整)。為保證實現與原電路一致的功能，請你從教材中學過的邏輯門中選擇一個符合控制要求的，將邏輯符號畫在圖b虛線框1中，幫小明將電路補充完整；
(5)小明認為在圖c虛線框2中使用74LS02或非門集成門電路中的3個邏輯門進行線路連接并進行電路功能調試，也能實現上題中部分電路一樣的功能(低水位保護部分電路和熱敏電阻類型等均不作調整)。在沿用第(4)小題虛線框1中邏輯門的前提下，請將虛線框2中所缺線條連接完整。
答案　(1)A　(2)C　(3)D　(4)如圖所示
(5)如圖所示
解析　(1)(2)(3)(4)略。
(5)第四小題中采用的是與非門觸發器，11保持，Rt2是控制下限，Rt1是控制上限，這里是采用或非門觸發器，00保持，根據小題題干中講到的“電路調試”通過調試才能實現上下限傳感器的角色轉換，所以Rt2是控制上限，Rt1是控制下限，觸發器輸出要高電平，所以要接10腳，而不是4腳。供電端不能忘記接，7腳接地，14腳接VCC。
2.如圖a所示是小明設計的自動關窗電路，下雨或傍晚時電機轉動，帶動窗戶移動。窗戶完全關閉時，干簧管閉合。請完成以下任務：
（1）濕敏電阻Rs應選用　　　　（在A.正系數濕敏電阻；B.負系數濕敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明對圖a電路進行如圖b所示的改進，下雨或天晴時電機正、反轉，帶動窗戶移動。窗戶完全打開或關閉時，干簧管閉合。調試時發現該電路存在故障　　　　（在A.下雨關閉窗戶后，干簧管1頻繁閉合、斷開；B.干簧管2無法閉合中合選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）為解決圖b電路的故障，小明對圖b電路進行了改進，請在圖c虛線框1和虛線框2各加入一個二極管；
（4）使用時555芯片損壞，現在小明手里有一塊四2輸入或非門芯片，請設計虛線框3的電路，實現上述功能。
答案　（1）B?。?）A
（3）如圖所示
（4）如圖所示
3.小明設計了如圖a所示的平拋運動演示儀和圖b所示的控制電路圖。其中H1、H2、H3為電磁鐵線圈，S為按鈕開關，按下閉合，松開斷開；初始狀態各電磁鐵吸住對應小球，開始實驗時，按一下S，H1、H2斷電，小球1、2分別沿導軌下滑。小球1經過光電門，開始作平拋運動，同時遮擋其間光線，使電磁鐵3斷電，小球3開始作自由落體運動。請完成以下任務：
（1）為方便多次演示，要求每按一次S，H1、H2的通斷電狀態改變一次，請完成虛線框1內電路連線；
（2）下列R6、R7的選用組合中合理的是　　　　（A.R6＝10 kΩ、R7＝33 kΩ；B.R6＝10 kΩ、R7＝10 kΩ；C.R6＝33 kΩ、R7＝10 kΩ）；
（3）各電磁鐵吸住對應小球時，用黑塑料片快速遮擋一次光電門，隨后小球運動狀況的說法中正確的是　　　?。ˋ.各小球保持不動；B.各小球均開始運動；C.小球3開始下落；D.小球1、2開始下滑）；
（4）小明僅以1塊四2輸入與非門集成芯片為主要處理部分，重新設計了如圖c所示電路，其中S改為聯動按鈕開關，按下同時閉合，松開同時斷開。請完成虛線框2內連線，保持電路原有功能不變。
圖b
答案　（1）如圖所示
（2）B?。?）A?。?）如圖所示
（1）為了方便調試溫度的上下限，虛線框1中電路的輸入部分設計更合理的是　　　　；
（3）小明認為虛線框2中的R2、R3也可以用兩個二極管代替，請在下圖虛線框中完成電路連線，實現原有的控制功能。
（4）小明使用555芯片、一個二極管和兩個阻值相同的電阻
R7、R8對虛線框3中的電路輸出部分進行了改進。已知初始狀
態不報警，請幫助小明在虛線框3中完成電路連線，實現報警之后溫度恢復到正常范圍也能保持報警的功能。
答案?。?）A?。?）D
（3）如圖所示
（4）如圖所示
5.如圖a所示是小明設計的模型汽車遙控電路。當操作無線遙控器發出A指令時，無線接收模塊A端可輸出高電平（否則輸出低電平，B、C和D同理）；功能模塊1和2的功能是：輸入端CP在得到一個高電平信號瞬間，其輸出端信號能發生一次翻轉（從1變0或從0變1，其他時刻都不會翻轉）；驅動電機M1和M2上電流由“＋”到“－”可正轉驅動前進，由“－”到“＋”則反轉。已知通電后I0始終為高電平，初始狀態兩功能模塊都輸出高電平，IC1－IC4為555集成電路，功能如表所示，請完成以下任務：
圖a
555功能表
（1）下列用于表示兩個功能模塊的輸入信號CP和輸出信號Q關系的波形圖正確的是　　　??；
（4）小明認為電路中的555集成電路可用電阻、二極管和三極管等元件替代，于是先嘗試了對IC1和IC2相關部分電路的重新設計（如圖b所示）。請在虛線框內使用兩個二極管進行連線，實現與原電路一致的控制效果。
圖b
答案?。?）B?。?）B?。?）A　C（順序不可顛倒）
（4）如圖所示
6.如圖a為小明同學設計的水箱水溫控制電路，可實現水溫穩定在50 ℃～60 ℃之間。其中電路中Rt為熱敏電阻，VT1工作于開關狀態。請完成以下任務。
555功能表
4腳 2腳 6腳 3腳
低電平 任意 任意 低電平
高電平 低電平 任意 高電平
高電平 高電平 低電平 保持
高電平 高電平 高電平 低電平
（1）根據電路圖及題意可以判斷Rt為　　　　（在A.正溫度系數熱敏電阻；B.負溫度系數熱敏電阻中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）安裝好電路后需要調試上下限溫度，先將Rt置于冷水中，接下來的措施正確的是　　　　（在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
A.Rp1調至最大，Rp2調至最小，先將水溫加熱至50 ℃，逐漸調小Rp1，剛好使J3吸合，再繼續將水溫加熱至60 ℃，逐漸調大Rp2，剛好使J3釋放
B.Rp1調至最大，Rp2調至最小，先將水溫加熱至60 ℃，逐漸調大Rp2，剛好使J3釋放，再繼續將水溫降溫至50 ℃，逐漸調小Rp1，剛好使J3吸合
C.Rp1調至最小，Rp2調至最大，先將水溫加熱至50 ℃，逐漸調小Rp2，剛好使J3吸合，再繼續將水溫加熱至60 ℃，逐漸調大Rp1，剛好使J3釋放
（4）小明在圖甲電路基礎上繼續增加冷水箱及熱水箱注水控制電路（如圖b所示），其中J1、J2、J3分別控制加熱器、熱水箱及冷水箱，吸合時啟動，釋放時停止工作。實現以下功能：
圖b
①冷水箱自動上水：當冷水箱缺水時，啟動冷水水泵加水；
②熱水箱水位控制：當冷水箱缺水時，熱水箱不能加水；冷水箱水足夠時，由冷水箱給熱水箱供水，使熱水箱水位穩定在上下限之間；
③熱水箱保溫控制：當熱水水泵正在運轉時，加熱器不能加熱；當熱水水泵停止運轉時，熱水箱水溫穩定在50 ℃～60 ℃之間。
請在圖c中設計該電路的觸點開關部分電路（其中“冷”表示冷水水泵，“熱”表示熱水水泵）。
答案　（1）B?。?）C　（3）A
（4）如圖所示
參考答案1
參考答案2
7.圖a為小馬設計的太陽能熱水器水位自動控制實驗電路。水箱中設有A、B、C三個水位探頭，當水位低于B時，電磁閥打開，水箱上水，V1發光；當水位高于A時，電磁閥關閉，停止上水，V1不發光。請回答以下問題：
（1）電路中R1＝10 K，由于水質不同，小馬測得水的電阻會在10 K～90 K之間變化?，F需要確定R2、R3的電阻值，下列選擇正確的是　　　　（在A.R2>50 K，R3>200 K；B.R2<50 K，R3<200 K；C.50 K（2）啟動電源時，若水位處于探頭A、B之間，則V1的發光情況是　　　?。ㄔ贏.發光；B.不發光；C.無法判斷中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）要實現電路功能，請在圖a虛線框中增加二極管、三極管、電阻各一個畫全電路（三極管采用共發射極接法?！癥V”表示電磁閥線圈，當線圈通電時，電磁閥打開上水）；
（4）在使用中，小馬發現當水溫低時上水到上限水位，水溫會變得更低。于是，在電路中增加了負溫度系數熱敏電阻Rt和中水位探頭M等元件（圖b所示），使電路具有以下功能：當水溫低于設定值時，水位上升到中水位探頭M即關閉電磁閥；當水溫高于設定值時，水位上升到高水位探頭A關閉電磁閥。請分析電路圖b，在虛線框中用3個二輸入與非門畫出電路，實現上述功能。
答案　（1）A　（2）C?。?）（4）如圖所示
（1）用0代表低電平，1代表高電平，運貨車裝貨時，A端和B端的信號為　　?。ㄔ贏.00；B.01；C.11；D.10中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）現在準備用LED表示電機運轉的狀態，正轉時紅色LED發光，反轉時綠色LED發光，停止時兩個都不發光，以下連接正確的是　　　?。ㄔ谙铝羞x項中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）請你用不超過四個2輸入或非門設計虛線框1位置的電路；
（4）小明嘗試用三極管驅動繼電器，用繼電器來控制電機。要求按原有的邏輯關系控制電機的正反轉及停止，請你在虛線框2中畫出三極管、繼電器、二極管，并采用共發射極接法正確地連接電路。
答案　（1）C?。?）C?。?）如圖所示
（4）如圖所示
2.如圖a所示為小明設計的報警電路。物體放在D1和D2之間，當物體被拿走時，D1發出的光照射到D2上，蜂鳴器開始報警，將物體放回去，蜂鳴器依然報警（開關S1按下時閉合，松開后斷開）。555的功能表如圖b所示，根據電路圖及其描述，完成下列任務：
555功能表
圖b
（1）圖中二極管接法錯誤的是　　　?。ㄔ贏.D1；B.D2；C.D3；D.D4中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）下列繼電器選擇合理的是　　　　（選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）為了實現電路功能，R5、R6阻值選擇合理的是　　　?。ㄔ贏.R5＝20 kΩ；R6＝20 kΩ；B.R5＝20 kΩ，R6＝5 kΩ；C.R5＝5 kΩ，R6＝20 kΩ中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）小明搭建電路后進行調試，發現蜂鳴器始終不能報警，不可能的原因是　　　　（在A.S1短路；B.S2短路；C.R6虛焊；D.R7阻值太大中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（5）在調試時發現繼電器的常開觸點已損壞，小明決定利用繼電器的常閉觸點對電路進行改進，請你幫助小明選擇合適的三極管（NPN型或PNP型），采用共發射極接法，在圖c虛線框內補全電路，要求保持電路原有的功能不變。
答案?。?）D　（2）C?。?）A?。?）C?。?）如圖所示
3.小明發現文印室老師每次印完試卷后要把一堆試卷搬到試卷存放點，由于距離比較遠且試卷較重，比較辛苦，他打算設計一個小車來運輸這些試卷，如圖a所示，電路如圖b所示，工作過程是：當小車到達文印室裝卷平臺處時，干簧管RS1導通，干簧管RS2斷開，小車上安裝了壓力傳感器RL（隨著壓力變大，阻值變小），若檢測到車上的載貨量達到設定值時，控制電路將控制電機正向轉動（電流由“＋”向“－”流），使小車駛向試卷存放處；當小車到達試卷存放處時，干簧管RS1斷開，干簧管RS2導通，電機停止轉動，小車停下等待卸貨；當壓力傳感器RL檢測到試卷被卸完后，控制電路將控制電機反向轉動，使小車返回文印教室。請根據描述，完成下列任務：
（1）LED發光，說明小車在　　　?。ㄔ贏.文印室；B試卷存放處；C.無法判斷中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）請用邏輯門設計虛線框1位置的電路，實現題目功能，要求電路簡單；
（3）小明在調試電路時，發現電路存在問題，當小車運到試卷存放處時，一拿試卷，小車就往文印教室方向行駛，為解決該問題，請用一個NPN型三極管和一個電阻完成虛線框2的電路設計；
（4）在改進后電路中，小明想只調大小車載貨量的上限，則可以　　　?。ㄔ贏.調大Rp4；B.調大Rp1；C.調大Rp2中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）。
答案?。?）C
（2）如圖所示
（3）如圖所示
（4）A
（3）一拿試卷，小車就返回，則說明IC1的V＋電位太低，因此利用電壓比較器的輸出（高電平，NPN工作）反饋到輸入端，使V＋的電位升高，或者是將V－電位降低，因此可以選擇當輸出高電平后，將Rp4短路可以實現該功能，電路連線如下圖所示。
（4）由電路可知，在文印室時，載貨量達到上限時，IC1輸出高電平時，Rp4短路，小車到試卷存放室，因此Rp4只控制上限，調大上限，RL阻值變小，要保證V－比較電位不變，則需要調大Rp4，A正確。
4.如圖a所示是小明設計的電動車窗實驗電路，當按下“升”按鈕后，車窗開始上升，電機的電流從A流向B；當按下“降”按鈕后，車窗開始下降，電機的電流從B流向A。其中BS1、BS2為手動按鈕開關，手按下時，開關閉合；手松開時，開關斷開。555的4腳有兩個常閉的按鈕開關，按下后可以使電機停止轉動。請完成以下任務。
圖a
（1）根據控制要求分析電路，按鈕BS1、BS2的作用是　　　?。ㄔ贏.BS1用作升窗控制，BS2用作降窗時控制；B.BS1用作降窗控制，BS2用作升窗時控制中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明搭建電路后進行測試，發現只能升窗不能降窗，故障的原因可能是　　　　、　　　　（在A.二極管VD1接反；B.J1－1觸點虛焊；C.繼電器J2線圈引腳連焊；D.電機損壞；E.按鈕BS2虛焊中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）在調試電路時，發現當車窗升到頂或降到底時電機M不能停止轉動。為解決這個問題，小明重新設計了電路的輸出部分，增加了K1、K2兩個限位開關。當窗戶升至頂部時，K1被按壓而斷開；當窗戶降到底部時，K2被按壓而斷開。關于K1、K2兩個限位開關安裝的位置的說法中，正確的是　　　?。ㄔ贏.K1安裝在A點、K2安裝在B點；B.K1安裝在B點、K2安裝在A點；C.K1安裝在C點、K2安裝在D點；D.K1安裝在D點、K2安裝在C點中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）小明準備搭建測試電路，在圖b中請你幫他在虛線框中完成其中一個555芯片的連接。
圖b
答案?。?）A　（2）C　E　（3）D
（4）如圖所示
5.如圖a所示是小明設計的電動車窗實驗電路，當按下“升”按鈕后，車窗開始上升，電機的電流從a流向b，當車窗升至頂部時，觸碰安裝在車窗頂部的微動開關，車窗停止上升；車窗下降到底部時，觸碰安裝在車窗底部的微動開關，車窗停止下降。其中BS1、BS2為手動按鈕開關，手按下時，開關閉合，手松開時開關斷開；已知微動開關S1、S2為常閉開關（即未觸碰時保持閉合，碰觸時斷開），請完成以下任務。
圖a
（1）根據控制要求分析電路，按鈕BS1、BS2的作用是　　　?。ㄔ贏.BS1用作升窗控制，BS2用作降窗時控制；B.BS1用作降窗控制，BS2用作升窗時控制中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明準備搭建測試電路，在圖b中請你幫他完成其中一個555時基芯片的連接；
圖b
（3）小明搭建電路后進行測試，發現只能升窗不能降窗，故障的原因可能是　　　?。ㄔ贏.二極管VD1接反，B.繼電器J2額定電壓過大，C.微動開關S2連焊，D.R4電阻連焊中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）小明發現J1、J2兩個繼電器均有一組轉換開關未使用，他想利用這兩組開關代替所有三極管，并保持電路功能不變，請你幫小明設計該部分電路，并在圖c虛框內畫出。
圖c
答案?。?）A　（2）如圖所示
（3）D　（4）如圖所示
或
6.如圖a所示是小明設計的寵物喂養系統，飼料盆固定在傳送帶上。小明為其設計了如圖b所示的實驗電路。當寵物吃完飼料時，料位檢測器出低電平，電機正轉，飼料盆由檢測點1移向檢測點2，到達檢測點2時（發光二極管V2的光被遮住）電機停止轉動，儲料箱向飼料盆加裝飼料。加滿時，料位檢測器出高電平，電機反轉，飼料盆移至檢測點1時，電機停止轉動，寵物即可繼續進食。電機M的電流從“＋”流到“－”，電機正轉，反之反轉，請完成以下任務：
（1）飼料盆在加裝飼料時，A點的電位是　　　　（在A.低電平；B.高電平中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）儲料箱向飼料盆加裝飼料，加滿后，繼電器　　　　（在A.吸合；B.釋放；C.不確定中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）請使用合適的邏輯門，補全題圖b虛線框1中的電路，要求電路簡單；
（4）小明根據電路圖b，對555芯片部分引腳進行了連接（如下圖示），請你在虛線框2內完成其余引腳的連接。
答案?。?）A?。?）B　（3）如圖所示
（4）如圖所示
解析?。?）根據題中所給條件可知：飼料盆在加裝飼料時，是停留在檢測點2的，此時發光二極管V2的光被遮住。結合題圖b，此時光敏電阻阻值大，分壓大，從而導致A點低電平，故選擇A。（2）根據題意，加滿時，料位檢測器出高電平，V3正偏導通，2、6腳獲得高電平，3腳輸出低電平；而此時需要電機反轉，電機反轉是電流是從“－”流到“＋”的，故此時J－1狀態為閉合狀態，繼電器線圈沒有電流流過，所以為釋放狀態，故選擇B。（3）如圖，設虛線框三個輸入端依次為A、B、C，輸出端為F。解法一：根據飼料盆所在位置以及飼料是否加滿的情況，列出相關各種情況如下：
位置 飼料 A B C 2/6腳 3腳 M J－1 F
檢測點1 未滿 1 1 0 0 1 正轉 閉合 0
檢測點1 滿 1 1 1 1 0 不轉 斷開 1
點1往點2 未滿 1 0 0 0 1 正轉 閉合 0
點1往點2 滿 根據功能設計要求，該情況不存在
檢測點2 未滿 0 0 0 0 1 不轉 斷開 1
檢測點2 滿 0 0 1 1 0 反轉 閉合 0
點2往點1 未滿 根據功能設計要求，該情況不存在
點2往點1 滿 1 0 1 1 0 反轉 閉合 0
從而根據真值表，寫出邏輯表達式，就可以補全電路如下左圖：
（4）本題考查555引腳排布及繼電器引腳連線。555引腳排布如上右圖：
結合題圖b，繼電器使用常閉觸點，連接對應引腳如下：
7.小明在觀看了電影《我和我的祖國》后，用遙控器和無線接收模塊設計了如圖a所示的電路。按下遙控器上的“升”按鈕后，開始升國旗，流過電機的電流從a到b，當國旗升到頂部時，觸碰到安裝在旗桿頂部的行程開關，停止升旗；降旗時，當國旗降到底部時，觸碰到安裝在旗桿底部的行程開關，停止降旗。請完成以下任務：
（1）根據控制要求分析電路，接收模塊輸出端口D2、D3的作用是　　　?。ㄔ贏.D2用作升旗控制，D3用作降旗時控制；B.D2用作降旗控制，D3用作升旗時控制中選擇合適選項，將序號填入“　　　　”處）；行程開關S1、S2的作用是　　　?。ㄔ贏.S1用作升旗時停止控制，S2用作降旗時停止控制；B.S1用作降旗時停止控制，S2用作升旗時停止控制中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（2）小明搭建電路后進行測試，發現只能降旗不能升旗，故障的原因可能是　　　?。ㄔ贏.24 V電動機電源未接；B.二極管V4接反；C.控制升旗時停止的行程開關一直閉合中選擇一項，將序號填入“　　　　”處）；
（3）小明發現升旗時，按下“降”按鈕或者降旗時，按下“升”按鈕，電機的工作電源都會短路。請你幫助小明在圖b虛線框中補全所需要的繼電器觸點J1－3和J2－3，實現升旗時按下降旗按鈕無效及降旗時按下升旗按鈕也無效（標注上文字符號）；
（4）小明用555芯片來簡化控制電路部分的設計，工作電路部分保持不變，請你在圖c虛線框中完成555芯片的連接，實現電路功能。
答案　（1）B　A?。?）C
（3）如圖所示?。?）如圖所示
8.小明設計了如圖a所示的大棚模型和圖b所示的遮陽卷簾控制電路。其中Rt1、Rt2是正溫度系數熱敏電阻；上、下端限位開關S1、S2均為常開按鈕開關（按下導通，松開斷開），被橫桿壓下時開關導通。當大棚內溫度達到26 ℃，且光照強度高于設定值時，J1吸合，電機正轉放下遮陽卷簾；當溫度降至20 ℃時，J2吸合，電機反轉收起卷簾。初始時大棚內溫度低，卷簾收起。請根據電路圖及其描述完成以下小題：
（1）請在圖b虛線框內補畫1合適的門電路，以實現控制要求；
（2）小明裝配完成模型及電路進行試驗，發現遮陽卷簾在放下過程中，有時會出現中途停機，可能的原因是　　　?。ㄔ贏.S1虛焊，出現時通時斷；B.Rt2虛焊，出現時通時斷；C.S2虛焊，出現時通時斷；D.Rt1虛焊，出現時通時斷；E.Rp3虛焊，出現時通時斷；F.Rp2虛焊，出現時通時斷中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；斷開電源排除故障后，重新置于陽光下，關閉大棚門待內部溫度升至足夠高。此時　　　?。ㄔ贏.按一下S1；B.按一下S2中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）即可繼續放下卷簾；
（3）現希望大棚內溫度達到29 ℃，且光照強度高于設定值時，遮陽卷簾才放下，以下調節措施合理的是　　　?。ㄔ贏.調大Rp2阻值；B.調小Rp2阻值；C.調大Rp3阻值；D.調小Rp3阻值中選擇合適的選項，將序號填入“　　　　”處）；
（4）工作一段時間后V4損壞，準備用手頭有的PNP型三極管替代，保持電路原有功能不變。
請你幫小明完成圖c虛線框2中的連線。
圖c
答案?。?）如圖所示
（2）E　A?。?）A　（4）虛線框2如圖所示

展開更多......

收起↑