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考向二　555集成电路
(2022·6月浙江选考)如图a、b所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路。当车间温度高于上限时V2发光，表示风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时V2熄灭，表示风机和水泵停止运行。请完成以下任务：
555电路功能表
2脚 6脚 3脚 7脚
>Vcc >Vcc >Vcc 低电平 接地
(1)电路中的Rt1应采用________(A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻)；
(2)设定温度上限和温度下限，合理的调试手段是________(A.上限调R1、下限调R2；B.上限调R2、下限调R1)；
(3)小明准备用1个继电器同时控制风机和水泵工作，用555电路3脚的输出信号通过三极管驱动继电器，当继电器吸合时风机和水泵运行。现有继电器J1(线圈额定电压3 V)继电器、J2(线圈额定电压6 V)、继电器J3(线圈额定电压9 V)、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个，请选择4个合适的元器件在虚线框内完成电路设计，要求三极管采用共发射极接法，并标出所选继电器的编号；
(4)小明想用逻辑门代替555电路实现原有电路功能，请你选用课本中的逻辑门，并在虚线中画出电路，要求电路简单。
1.(2023·12月强基联盟)如图所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路。当车间温度高于上限时，风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时，风机和水泵停止运行。请完成以下任务：
(1)为实现该系统的控制功能，电路中热敏电阻Rt的类型应采用(单选)________；
A.正温度系数 B.负温度系数
(2)小明在系统工作前先进行调试，想将原来调试好的温度重新设置为上限温度更高，下限温度更低。正确的调试方法为(单选)________；
A.先调小Rp1，后调大Rp
B.先调小Rp2，后调大Rp1
C.先调小Rp1，后调小Rp2
D.先调大Rp2，后调大Rp1
(3)小明想增设车间无人时，冷却设备不启动的功能。采用了人体感应模块，有人时输出低电平，无人时输出高电平。下列方案中(VT1工作在开关状态)可行的有(多选)________；
(4)在面包板上搭建电路模型时，由于操作不当，将555芯片的5脚折断了。如图所示，请你利用7脚输出端信号，在小明部分器件搭建好的基础上，选用合适的三极管，在虚线框内进行连线，以实现电路原有的功能。
2.(2023·2月名校协作)小明设计了如图所示的负载短路保护电路，当触点J闭合时，若负载RL发生过短路，触点J将一直断开，保护电路；当负载短路故障解除后，手动触发相应按钮才能使触点J重新闭合，接通负载。当开关S1刚闭合时，电容C开始充电(相当于短路)，继电器触点J断开。其中按钮S2、S3按下时闭合，松开时断开。请完成以下任务：
(1)S1刚闭合时，a点是(单选)________；
A.低高平 B.高电平
(2)请在虚线框1内画出三极管驱动继电器工作的电路，要求三极管采用共发射极接法。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管，1个继电器，1个普通二极管；
(3)下列关于电路的分析中，正确的是(多选)________；
A.按下S2，继电器J吸合，松开后，继电器释放
B.按下S3，继电器J释放，松开后，继电器释放
C.电阻R2的作用是防止S3刚开始闭合时电容放电产生的电流过大
D.S2、S3同时按住不放，继电器J可能吸合
(4)小明搭接电路时，发现电子控制实践室里没有四2输入或非门芯片，只有555芯片，小明重新设计了如下电路，使用555芯片的7脚驱动继电器，请你在虚线框2内连线，完成原电路功能(按钮S2、S3的功能不变)。
3.如图为某产品生产线的合格品盖章系统电路图。当产品进入盖章区，照向光敏二极管Vg的光线会被阻挡；若产品合格，此时智能检测器“AIV”会发出一个高电平脉冲(脉冲结束后稳定为低电平)，要求电机启动；盖上合格章后，电机继续运转，印章回升，然后印章触碰S1开关，要求电机停止转动。请根据题意完成下列小题。
(1)为了实现电机运转后，在印章没有触碰S1按钮前，电机能稳定工作，R1和R2的电阻取值分别为(单选)________时最合理；
A.4.7 K和10 K 　　　　　　　 B.10 K和4.7 K
C.10 K和10 K 　　　　　　　 D.1 K和10 K
(2)请用最少的2输入与非门，完成图中“虚线框1”的逻辑电路设计；
(3)焊接完毕后，发现马达始终无法运转，下列原因中不可能的是(单选)________；
A.555芯片的8脚虚焊 　　　　 B.R3电阻过大
C.R5连焊 　　　　　　　　　　　　 D.选用的继电器额定电压过高
(4)测试时发现555芯片的3脚无法输出高电平，为了保持原有功能不变(F点之前和Y点之后电路不变)，以下替代方案不可行的是(单选)________；
(5)经检测，555芯片7脚仍然可以正常输出，为了减低成本，决定用7脚代替3脚实现原有功能，以下替代方案一定不可行的是(单选)________。
4.小明设计了如图所示的过载保护电路，当负载RL的电流超过允许值时，电路会断开RL的供电。已知R1、R2、R3为阻值相同的电阻，初始状态时Rp的箭头位于正中。NE555功能表如图所示，Vct为5脚电位。请完成以下任务：
555逻辑功能表
2脚 6脚 3脚 7脚
>Vct >Vct >Vct 低 接地
(1)虚线框1中的继电器触点应选择(单选)________(A.常开触点；B.常闭触点)；
(2)小明想要利用发光二极管VD2和电阻R7在虚线框2处安装一个故障指示灯，当RL过载后，能够亮灯显示，虚线框2中电路设计合理的是(单选)________；
(3)当RL的电流刚好上升到允许值时，三极管VT1的状态是(单选)________(A.饱和；B.截止；C.放大)；
(4)小明希望提高过载保护的电流容许值，下列措施不合理的是(单选)________(A.减小R6；B.将Rp的箭头向下移动；C.减小R5)；
(5)在调试过程中，NE555损坏，实验室只有CMOS型时基电路ICM555可以替换，但是ICM555的3脚输出电流较小，不能直接驱动继电器工作。现有PNP三极管若干、电阻若干，请帮助小明重新设计虚线框3中的电路，要求电路尽量简单。
5.针对目前我省能源“双控”和“减煤”工作面临的严峻形势和绿色发展的要求，市级各有关单位应严格遵守办公区域在当天室外最低气温达到3 ℃以下(含3 ℃)时方可开启空调等取暖设备，且设置温度不得超过16 ℃。小明设计了如图所示的室内温度自动控制电路，系统通电后，只有室外温度达到过3 ℃以下(含3 ℃)，系统才能将室温控制在15 ℃～16 ℃范围内。其中Rt2是正温度系数热敏电阻，Rp2和Rp3分别用于设定15 ℃和16 ℃，三极管V1、V2都工作在开关状态。请根据描述完成以下任务：
(1)Rt1应该选用(单选)________(在A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)在虚线框中将555芯片连线，实现电路功能；
(3)搭接好电路后，小明调试电路时，发现室外温度从低于3 ℃上升到高于3 ℃后，继电器J从吸合变成释放，下列分析中可能的是(单选)________(在A.Rt1虚焊；B.R1虚焊；C.R2虚焊；D.R3虚焊中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(4)调试过程中，小明不小心将唯一的一片555芯片损坏了，小明重新设计了电路，改变了电压比较器IC1B和IC1C的输入端，其它一样，请你在虚线框2中补画3个普通二极管并连线，实现电路功能。
6.如图a所示是小明设计的蔬菜大棚土壤湿度控制电路，其中Rt为热敏电阻，Rs为湿敏电阻。当环境温度合适时，利用水泵M将土壤湿度控制在一定范围内；当环境温度过高或者过低时不加湿。请完成以下任务：
图a
(1)电路中的Rt应采用(单选)________；
A.正温度系数热敏电阻
B.负温度系数热敏电阻
C.正负温度系数热敏电阻均可
(2)为实现控制目的，请你选择一个合适的三极管在虚线框 1内完成电路连线；
(3)若只调高下限湿度，调节措施合理的是(单选)________；
A.调小Rp2 B.调大Rp2
C.调小Rp3 D.调大Rp3
(4)调试电路时，无论土壤湿度如何变化，水泵M始终无法启动，以下不会造成该现象的是(单选)________；
A.Rt虚焊 B.Rs连焊
C.V3正负极接反 D.Rp3断路
(5)调试中发现7脚损坏，小明准备用二极管和电阻重新设计电路。请你用1个二极管和1个电阻在图b虚线框2内补全电路，要求保持电路原有的功能。
图b
考向二
真题演练
(1)B　(2)B
(3)如图所示
(4)如图所示
或
或
解析　(1)根据题意“当车间温度高于上限时V2发光”，说明温度高时，2脚电位低，因此Rt1阻值小，即温度高阻值小，是负系数热敏电阻。
(2)根据555电路功能表，可知当3脚出高时，7脚与地断开，此时V1截止，R2未接入电路，而3脚出高时，表示风机和水泵运行，温度会下降至下限，所以R2对下限无影响。因此上限调节R2，下限调节R1。
(3)根据题意，3脚输出高要求继电器吸合，即3脚出高要求三极管导通，因此应选用NPN三极管。由于使用三极管驱动，当三极管饱和时，饱和压降很小，电源电压6 V几乎都加在继电器线圈的两端，应选用额定工作电压6 V的继电器J2。题目要求采用共发射极接法，因此继电器J2串接在三极管的集电极上，为保护三极管，基极需串联限流电阻，继电器两端需反向并联一个二极管，如答案图所示。
(4)2脚低电平时，3脚输出高电平，是非门的逻辑，选用非门或者与非门、或非门当非门使用。由于原电路具有温度范围控制功能，非门的输出需要通过R3，V1和R2返回到输入，使电路具有保持功能。如答案图所示。
考向预测
1.(1)A　(2)C　(3)ABCD
(4)如图所示
2.(1)B　(2)如图所示
(3)BC
(4)如图所示
解析　(1)S1闭合瞬间时，a点电位可以认为Vcc(R2 R3)，随着电容C电量不断增加，a点电位下降最后为0，所以选B；
(2)电容开始充电时，继电器J释放，可以推出触发器输入端电位0、1，所以输出为0，所以选择NPN型三极管进行设计，电路设计如答案所示；
(3)按下S2后，继电器J吸合，放开S2后，由于触发器输入端电位都是0、0，所以保持前一状态，继续吸合，A错误；S2、S3同时按住不放，触发器输入端电位都是1、1，输出端电位为0、0，继电器J释放，D错误；
(4)由题目可知利用7脚驱动继电器。即6输入高电平时，3输出低电平，7脚接地，继电器开始工作，因此7接继电器下端，6接S2，但是要满足另一个按下时，继电器释放，即7脚悬空，2脚电位低于5脚电位一半，即提升5脚，所以S3接5脚。具体电路连接如答案所示。
3.(1)C　(2)如图所示　(3)C　(4)A　(5)B
4.(1)A　(2)A　(3)C　(4)A
(5)如图所示
5.(1)B　(2)如图所示　(3)D
(4)如图所示
6.(1)C
(2)如图所示
(3)D　(4)D
(5)如图所示(共41张PPT)
考向二　555集成电路
目 录
CONTENTS
真题演练
01
考向预测
02
真题演练
1
(2022·6月浙江选考)如图a、b所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路。当车间温度高于上限时V2发光，表示风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时V2熄灭，表示风机和水泵停止运行。请完成以下任务：
555电路功能表
(1)电路中的Rt1应采用________(A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻)；
(2)设定温度上限和温度下限，合理的调试手段是________(A.上限调R1、下限调R2；B.上限调R2、下限调R1)；
(3)小明准备用1个继电器同时控制风机和水泵工作，用555电路3脚的输出信号通过三极管驱动继电器，当继电器吸合时风机和水泵运行。现有继电器J1(线圈额定电压3 V)继电器、J2(线圈额定电压6 V)、继电器J3(线圈额定电压9 V)、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个，请选择4个合适的元器件在虚线框内完成电路设计，要求三极管采用共发射极接法，并标出所选继电器的编号；
(4)小明想用逻辑门代替555电路实现原有电路功能，请你选用课本中的逻辑门，并在虚线中画出电路，要求电路简单。
答案　(1)B　(2)B
(3)如图所示
(4)如图所示
或
或
解析　(1)根据题意“当车间温度高于上限时V2发光”，说明温度高时，2脚电位低，因此Rt1阻值小，即温度高阻值小，是负系数热敏电阻。
(2)根据555电路功能表，可知当3脚出高时，7脚与地断开，此时V1截止，R2未接入电路，而3脚出高时，表示风机和水泵运行，温度会下降至下限，所以R2对下限无影响。因此上限调节R2，下限调节R1。
(3)根据题意，3脚输出高要求继电器吸合，即3脚出高要求三极管导通，因此应选用NPN三极管。由于使用三极管驱动，当三极管饱和时，饱和压降很小，电源电压6 V几乎都加在继电器线圈的两端，应选用额定工作电压6 V的继电器J2。题目要求采用共发射极接法，因此继电器J2串接在三极管的集电极上，为保护三极管，基极需串联限流电阻，继电器两端需反向并联一个二极管，如答案图所示。
(4)2脚低电平时，3脚输出高电平，是非门的逻辑，选用非门或者与非门、或非门当非门使用。由于原电路具有温度范围控制功能，非门的输出需要通过R3，V1和R2返回到输入，使电路具有保持功能。如答案图所示。
考向预测
2
1.(2023·12月强基联盟)如图所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路。当车间温度高于上限时，风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时，风机和水泵停止运行。请完成以下任务：
(1)为实现该系统的控制功能，电路中热敏电阻Rt的类型应采用(单选)________；
A.正温度系数 B.负温度系数
(2)小明在系统工作前先进行调试，想将原来调试好的温度重新设置为上限温度更高，下限温度更低。正确的调试方法为(单选)________；
A.先调小Rp1，后调大Rp
B.先调小Rp2，后调大Rp1
C.先调小Rp1，后调小Rp2
D.先调大Rp2，后调大Rp1
(3)小明想增设车间无人时，冷却设备不启动的功能。采用了人体感应模块，有人时输出低电平，无人时输出高电平。下列方案中(VT1工作在开关状态)可行的有(多选)________；
(4)在面包板上搭建电路模型时，由于操作不当，将555芯片的5脚折断了。如图所示，请你利用7脚输出端信号，在小明部分器件搭建好的基础上，选用合适的三极管，在虚线框内进行连线，以实现电路原有的功能。
答案　(1)A　(2)C　(3)ABCD
(4)如图所示
2.(2023·2月名校协作)小明设计了如图所示的负载短路保护电路，当触点J闭合时，若负载RL发生过短路，触点J将一直断开，保护电路；当负载短路故障解除后，手动触发相应按钮才能使触点J重新闭合，接通负载。当开关S1刚闭合时，电容C开始充电(相当于短路)，继电器触点J断开。其中按钮S2、S3按下时闭合，松开时断开。请完成以下任务：
(1)S1刚闭合时，a点是(单选)________；
A.低高平 B.高电平
(2)请在虚线框1内画出三极管驱动继电器工作的电路，要求三极管采用共发射极接法。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管，1个继电器，1个普通二极管；
(3)下列关于电路的分析中，正确的是(多选)________；
A.按下S2，继电器J吸合，松开后，继电器释放
B.按下S3，继电器J释放，松开后，继电器释放
C.电阻R2的作用是防止S3刚开始闭合时电容放电产生的电流过大
D.S2、S3同时按住不放，继电器J可能吸合
(4)小明搭接电路时，发现电子控制实践室里没有四2输入或非门芯片，只有555芯片，小明重新设计了如下电路，使用555芯片的7脚驱动继电器，请你在虚线框2内连线，完成原电路功能(按钮S2、S3的功能不变)。
答案　(1)B　(2)如图所示
(3)BC
(4)如图所示
解析　(1)S1闭合瞬间时，a点电位可以认为Vcc(R2 R3)，随着电容C电量不断增加，a点电位下降最后为0，所以选B；
(2)电容开始充电时，继电器J释放，可以推出触发器输入端电位0、1，所以输出为0，所以选择NPN型三极管进行设计，电路设计如答案所示；
(3)按下S2后，继电器J吸合，放开S2后，由于触发器输入端电位都是0、0，所以保持前一状态，继续吸合，A错误；S2、S3同时按住不放，触发器输入端电位都是1、1，输出端电位为0、0，继电器J释放，D错误；
(4)由题目可知利用7脚驱动继电器。即6输入高电平时，3输出低电平，7脚接地，继电器开始工作，因此7接继电器下端，6接S2，但是要满足另一个按下时，继电器释放，即7脚悬空，2脚电位低于5脚电位一半，即提升5脚，所以S3接5脚。具体电路连接如答案所示。
3.如图为某产品生产线的合格品盖章系统电路图。当产品进入盖章区，照向光敏二极管Vg的光线会被阻挡；若产品合格，此时智能检测器“AIV”会发出一个高电平脉冲(脉冲结束后稳定为低电平)，要求电机启动；盖上合格章后，电机继续运转，印章回升，然后印章触碰S1开关，要求电机停止转动。请根据题意完成下列小题。
答案　(1)C　(2)如图所示　(3)C　(4)A　(5)B
4.小明设计了如图所示的过载保护电路，当负载RL的电流超过允许值时，电路会断开RL的供电。已知R1、R2、R3为阻值相同的电阻，初始状态时Rp的箭头位于正中。NE555功能表如图所示，Vct为5脚电位。请完成以下任务：
555逻辑功能表
(1)虚线框1中的继电器触点应选择(单选)________(A.常开触点；B.常闭触点)；
(2)小明想要利用发光二极管VD2和电阻R7在虚线框2处安装一个故障指示灯，当RL过载后，能够亮灯显示，虚线框2中电路设计合理的是(单选)________；
答案　(1)A　(2)A　(3)C　(4)A
(5)如图所示
5.针对目前我省能源“双控”和“减煤”工作面临的严峻形势和绿色发展的要求，市级各有关单位应严格遵守办公区域在当天室外最低气温达到3 ℃以下(含3 ℃)时方可开启空调等取暖设备，且设置温度不得超过16 ℃。小明设计了如图所示的室内温度自动控制电路，系统通电后，只有室外温度达到过3 ℃以下(含3 ℃)，系统才能将室温控制在15 ℃～16 ℃范围内。其中Rt2是正温度系数热敏电阻，Rp2和Rp3分别用于设定15 ℃和16 ℃，三极管V1、V2都工作在开关状态。请根据描述完成以下任务：
(1)Rt1应该选用(单选)________(在A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)在虚线框中将555芯片连线，实现电路功能；
(3)搭接好电路后，小明调试电路时，发现室外温度从低于3 ℃上升到高于3 ℃后，继电器J从吸合变成释放，下列分析中可能的是(单选)________(在A.Rt1虚焊；B.R1虚焊；C.R2虚焊；D.R3虚焊中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(4)调试过程中，小明不小心将唯一的一片555芯片损坏了，小明重新设计了电路，改变了电压比较器IC1B和IC1C的输入端，其它一样，请你在虚线框2中补画3个普通二极管并连线，实现电路功能。
答案　(1)B　(2)如图所示　(3)D
(4)如图所示
6.如图a所示是小明设计的蔬菜大棚土壤湿度控制电路，其中Rt为热敏电阻，Rs为湿敏电阻。当环境温度合适时，利用水泵M将土壤湿度控制在一定范围内；当环境温度过高或者过低时不加湿。请完成以下任务：
图a
(5)调试中发现7脚损坏，小明准备用二极管和电阻重新设计电路。请你用1个二极管和1个电阻在图b虚线框2内补全电路，要求保持电路原有的功能。
图b
答案　(1)C
(2)如图所示
(3)D　(4)D
(5)如图所示

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