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专题32　555集成电路及其应用三（延时、振荡电路）
【基础巩固篇】
1.小明根据如图所示的双音门铃电路图，先在面包板上插接电路。按下SW2接通电源，调试成功后，按下SW1发“叮”声，松开手发“咚”声，持续一段时间后停止。然后，他将元件转移至印刷电路板上焊接电路。下列电路分析中，不恰当的是（　　）
A.若VD1接反，则扬声器始终不能发声
B.若VD2虚焊，则始终不能发出“叮”
C.若R3连焊，则双音频率均变低
D.若R1虚焊，则始终不能发出“咚”
2.如图所示是小明设计的交通信号灯控制电路，接通电源后实现红灯发光30秒，绿灯发光25秒，黄灯发光5秒，循环交替。下列关于该电路的分析中不正确的是（　　）
A.V1是红灯，V3是黄灯，V4是绿灯
B.接通电源，若黄灯发光3秒，绿灯发光27秒，可将Rp2滑片往上移
C.当红灯发光时，黄、绿灯也在交替发光，有可能是V2的ce连焊
D.适当增大Rp1，可以增加红灯发光时间
3.如图所示是小明设计的“叮咚”双音电子门铃电路，“叮”的频率高，“咚”的频率低。按钮开关S1、S2分别置于学校大门内、外，按动按钮开关S1和S2实现的功能基本相同。下列关于该电路的分析中，不正确的是（　　）
A.开关S1对应的“咚”的发声时间长短与R4有关
B.调大R5，校内按铃“叮”“咚”的发声时间都变长
C.按下开关S2，扬声器发出“叮”的声音
D.电容C4连焊不会影响电路功能
4.如图所示的电路，A、B为输入信号，F为输出信号。下列输出波形与输入波形关系中可能的是（　　）
5.小明利用课本里学到的多谐振荡器设计了如图所示的非法闯入报警电路，其中C1＝C2，R1＝R2。调试好后的电路功能是：平时安防导线处于接通状态，VD不报警，非法闯入后安防导线被撞断，VD报警。下列分析正确的是（　　）
A.平时VD常灭，非法闯入后，VD常亮报警
B.平时VD常灭，非法闯入后，VD闪烁报警
C.若C2短路，非法闯入后，稳定状态下VD常亮
D.若R2短路，非法闯入后，稳定状态下VD常灭6.如图a所示是小明设计的光控插座电路，当用手电筒使VP受到短暂的光照时，继电器吸合，J－2闭合，插座（XS）通电。VP受到长时间光照时，继电器释放，J－2断开，插座（XS）失电。请根据要求完成下列各题。
图a
（1）VP受到短暂的光照时，三极管VT1、VT2的工作状态（单选）　　　　（A.VT1截止，VT2饱和导通；B.VT1饱和导通，VT2截止；C.VT1放大，VT2截止）；电容C1与C2在电路中的作用（单选）　　　　（A.相同；B.不相同）；
（2）小明在测试电路时，发现插座（XS）在短暂照射时，通电后又快速失电了，下列最有可能造成这种现象的是（多选）　　　　（A.电容C1过大；B.电容C1过小；C.电阻R2过大；D.电阻R2过小；E.V1断路）；
（3）小明通过对电路的分析，发现触点J－1用其他元器件替代依旧可以实现原有功能，请你在图b虚线框内将电路补充完整。
图b
（4）小明想采用一块四二输入或非门芯片改装该电路，使其依旧拥有原有功能，请你在图c虚线框内将电路补充完整。
图c
7.如图a所示是一款安装在窗框上的防盗报警电路。当开关S合上，只要晚上窗户被打开，干簧管触点分开，扬声器SP持续报警，发光二极管LED2闪烁。请根据描述和电路图完成下列任务：
图a
（1）Rp的滑动触点向下移，扬声器SP刚发声报警时的外界环境光线强度设定值比下移前　　　　（A.更亮；B.更暗；C.没有变化）；
（2）要使发光二极管LED2闪烁明显或扬声器SP发出的报警声柔和一些，需对电路进行调整，采取的有效措施是　　　　（A.将R4换用阻值较小的电阻；B.将C1换用容量较大的电容；C.将R6换用阻值较小的电阻）；
（3）在安装调试过程中发现，开关S闭合，晚上窗户被打开后LED1亮且LED2闪烁明显，但扬声器SP仍没发出报警声，不可能的故障原因是　　　　、　　　　（A.扬声器SP损坏；B.C2虚焊；C.C3虚焊；D.C1击穿）；
（4）调试过程中发现晚上窗户被打开报警，再次关上就停止报警，不能有效防盗，现需要对电路进行改进，实现开关S闭合后，晚上窗户被打开后再次关上，LED2与扬声器SP仍能持续声光报警，请在图b虚线框1和虚线框2（选用其中一个三极管即可）中完成电路连线。
图b
8.如图a所示是小明设计的演讲限时定时器。该定时器主要由两个555集成电路构成（图b为555基电路内部结构图），演讲开始时，评委先闭合开关S1，再按下电键S2，稍按片刻后松开，计时开始。当到达限定时间后，扬声器BP发出响声，提醒设定的计时时间已到。请完成以下任务。
（1）从评委松开S2开始，到计时结束前，IC1的3脚输出　　　　（在①低电平；②高电平；③高、低电平中选择合适的选项，将序号填写在“　　　　”处）；
（2）评委闭合S1后，刚按下S2时，扬声器BP　　　　（在①发声；②不发声；③不确定中选择合适的选项，将序号填写在“　　　　”处）；
（3）小明对设计好的电路进行调试，发现扬声器BP一直不发声，他利用多用电表进行排故，测得IC1的3脚电位约为6 V，以下导致上述故障原因可能的是　　　　（在①C4虚焊；②三极管VT1的集电极与发射极连焊；③C5桥接；④C3连焊中选择合适的选项，将序号填写在“　　　　”处）；
（4）小明在搭建电路时，发现实验室只剩下一个555集成芯片，无法实现电路的功能。请你用一个四2输入或非门芯片设计图c虚线框位置的电路，替代IC1，基本实现原有的电路功能；
（5）小明搭建电路后进行测试，发现剩下这个555集成芯片3脚的输出脚断裂，请你在图d的虚线框位置连线，实现原有的电路功能。
9.如图a所示为小明设计的光控窗帘电路，在环境光线亮度超过上限时能驱动电机M拉开窗帘，光线亮度低于下限时闭合窗帘（暂不考虑电机如何停止）。555集成电路内部结构如图b所示，请完成以下任务：
图b
（1）窗帘被拉开时，通过电机M的电流流向为　　　　（在A.由“＋”到“－”﹔B.由“－”到“＋”中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；（2）开关S1的功能是　　　　（在A.手动断开S1后，可将555集成电路断电；B.手动断开S1后，窗帘只能拉开无法闭合；C.手动断开S1后，光控功能失效中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）﹔
（3）小明希望为电路增加功能，当环境光线亮度介于上下限之间时，手动按下电键K1（按下接通，松开断开，K2同理）后即可将窗帘闭合；按下电键K2后可将窗帘打开。在图c电路虚线框1和2内将电键K1和K2选择合适的接线柱分别接入，电键符号参考图d；
（4）小明认为电路中的555集成电路及相关元器件可用图e虚线框3内元件替代实现功能（暂只考虑其中一块555集成电路，不考虑逻辑门的驱动能力）。请在虚线框3内将电路连接完整。
【能力提升篇】
1.如图所示是小明设计的闪烁灯控制电路。IC1为比较器，V＋＞V－时，输出＋Vcc，V＋＜V－时，输出－Vcc。请完成以下任务：
（1）电路中采用的C1为（单选）　　　　；
A.电解电容
B.陶瓷电容
（2）小明搭建了电路并通电测试，发现D1与D2均不闪烁，其中可能的原因有（多选）　　　　；
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.C1短路 B.R1断路
C.R3断路 D.R4断路
（3）为了提高发光二极管闪烁的频率，下列哪些措施是有效的（多选）　　　　；
A.减小C1容值 B.增加R5阻值
C.增大R1阻值 D.增大R2阻值
（4）调试电路时，小明发现D1、D2亮灯的时间相等且不可调节。小明重新设计了电路，由R5控制D2亮灯时间，R6控制D1亮灯时间。请在虚线框中选择合适的端子补全电路，实现控制功能。
2.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　　　　（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吸合，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，请你在虚线框内连线，完成原电路功能（按钮S2、S3的功能不变）。
3.小明设计了如图所示的声控灯试验电路，环境光线暗时，有声音时，发光二极管VD会发光一段时间；环境光线亮时，VD不会发光。其中请完成以下任务：
（1）根据电路原理分析，没有声音时，555集成电路的2脚的输入信号是（单选）　　　　；
A.高电平　　　　　　B.低电平
（2）小明画出了部分电路，请你在虚线框内用1个比较器和2个电阻补全电路，实现电路功能；
（3）调试时，小明想要延长发光二极管VD的发光时间，下列措施可行的是（多选）　　　　；
A.调小Rp2 B.调大Rp2
C.调小Rp3 D.调大Rp3
（4）小明想用逻辑门代替555集成电路实现原有电路功能，小明画出了部分电路，其中R5的阻值比R6的阻值小得多，信号L和S采用原电路的输入部分，请在虚线框中连接给定的元器件，将电路补充完整。
4.如图所示为小明为冷链运输设计的高温报警电路，达到设定温度时Va＝1.6 V，请完成以下任务：
（1）热敏电阻Rt为（单选）　　　　；
A.正温度系数电阻
B.负温度系数电阻
（2）小明想调快发光二极管的闪烁频率，下列措施中合适的有（多选）　　　　；
A.减小R5的阻值
B.减小R6的阻值
C.减小R7的阻值
（3）在调试时小明发现温度从高于设定值回落后发光二极管会熄灭，为保证冷链运输的可靠性，小明打算改进该电路，一旦温度超过设定值，温度回落后发光二极管依然发光。小明已画出部分电路，请在虚线框1中连接给定的电子元器件，将电路补充完整；
（4）小明还发现当电源电压波动时，会影响温度的设定值，从而影响报警的准确性，为了稳定基准电压，需要在题图的基础上进行改进，请在虚线框中连接给定的元器件（二极管为硅管），将电路补充完整。
5.如图1所示是小明设计的声音报警电路。BM（驻极体话筒）检测到声音信号后，有源蜂鸣器发出一定时长的报警声音。BM（驻极体话筒）、C2、C3、R1、R2、R3、R4、R5、VT1、VT2组成声音信号采集与放大电路，C4、C5、Rp1、Rp2、NE555构成延时电路。请完成以下任务：
（1）电容器C3、C5的作用是（单选）　　　　；
A.滤波、延时　　B.滤波、耦合　　C.耦合、延时
（2）如果要延长报警时间，下列方法可行的是（多选）　　　　；
A.增大Rp1 B.增大Rp2
C.减小Rp1 D.减小Rp2
（3）小明发现有源蜂鸣器已损坏，于是重新设计了图2所示的电路，请在虚线框1中选择合适的端子，将电路补充完整，实现电路的原有功能；
（4）为了提高报警的警示效果，小明对上图2电路进行了改进（如图3所示），用9561报警音乐芯片替代NE555（IC2），当检测到声音信号时喇叭发出一定时长的特定的报警音乐。9561芯片引脚的功能为：VDD接电源正极，VSS接电源负极，9561芯片输出端out输出报警音乐信号。请用1个电阻、1个NPN三极管完成虚线中的电路设计。
6.科学研究表明，下小雨时发出的“嘀嘀”声有助于失眠者进入梦乡，具有一定的催眠作用，小明想设计这种模拟雨滴声的催眠器电路，原理图如下：
（1）小明搭建完电路测试时发现雨滴声过于急促，以下操作不能解决这个问题的是　　　　；
A.调大Rp阻值 B.R更换更大阻值
C.增大C1的电容量 D.增大C2的电容量
（2）小明用面包板搭建了图a电路，面包板上的黑点表示引脚已经插入该孔中，电容C3和扬声器BP已经插入面包板但未和电路相连，请在图b中完成布线，注意插入的插孔需要用黑点标明；
（3）小明发现这个电路在失眠者入睡后仍持续工作，准备给这个电路加上一个定时器，工作一段时间后能自动停止并能调节定时的时间，请在图c虚线框中连线，帮助小明完成电路设计；
（4）小明搭建好电路后发现扬声器不能发声，以下故障可能的是（多选）　　　　。
A.C3短路 B.C4断路
C.C5短路 D.IC2的7脚虚焊
7.如图是小明设计的光线警示电路，当光敏电阻Rg检测到环境光线低于设定值时，发光二极管L1和L2交替发光告警。请完成以下任务：
（1）要调高光线告警设定值，可以将Rp抽头　　　　（A.向上移动；B.向下移动）；
（2）虚线框1中还需要增加一个三极管，以下电路中符合功能的有（多选）　　　　；
（3）请你在虚线框2内用一个电阻连线，实现电路功能；
（4）焊接完电路后，小明发现L1和L2交替发光时，L2亮起的时间非常短，L1亮起的时间远大于L2亮起的时间。经检查，是焊盘上某元器件连焊导致，以下最有可能连焊的元器件是　　　　（A.C1；B.R7；C.R8；D.R10）；
（5）光线较强时，小明发现依然有一个发光二极管会亮起，增加电路静态功耗。请你在虚线框3内连线，实现当光线较强时，L1和L2均不亮；光线低于设定值时，L1和L2交替发光。
8.如图a所示是门铃实验电路，当客人按下按钮S1时，BP发声。请完成以下任务：
555功能表
2脚 6脚 3脚 7脚
>Vcc >Vcc >Vcc 低电平 接地
（1）555集成电路管脚识别正确的是　　　　（填写序号）；
（2）按下S1后电路正常工作时，2脚电压U2的U－t图线正确的是　　　　（填写序号）；
（3）夜晚客人来访时，会因不熟悉而找不到门铃按钮开关。小明想在门铃的按钮处安装一个指示灯，方便晚间来访客人。指示灯平时常亮，当客人按下按钮后指示灯明暗交替闪烁。请你在图b的虚线框1内连线以实现功能；
（4）为增加简易防盗报警功能，小明重新设计了图c所示的电路，当盗贼破门碰断警戒线AB时会报警。电路搭建完成后，小明发现如果盗贼破门后重新连接AB，会立刻停止报警。请你在图d的虚线框2中设计电路，将电路补充完整，设计要求：①警戒线一旦断开后维持报警（重新连接无效）；②元器件自选。
9.如图a所示是小马设计的温度报警电路，白天不启动，晚上开启，超过设定温度时红色发光二极管V1点亮报警，Rt为正温度系数热敏电阻。请完成以下任务：
图a
（1）要使电路正常工作，虚线框1中可用的组合逻辑电路有（多选）　　　　；
（2）若要提高报警温度，以下方法有效的是（多选）　　　　；
A.调大Rp1 B.调大Rp2 C.调大Rp3 D.调大Rp4
（3）电路调试成功后，小马发现红灯报警交互性不足，想利用教材中的多谐振荡器增加声音报警功能，请在图b虚线框2中连线实现功能；
图b
（4）电路调试成功后，小马想把电路用于风扇控制，白天不启动，晚上高于原来的设定温度时启动风扇，温度下降到低于下限时停止。请在图c虚线框3中选择合适端点连线，在虚线框4中利用三极管、电阻、继电器和二极管各1个，设计输出部分电路，三极管采用共发射极接法。
图c
10.如图a所示是小明初步构思的门禁闸门控制系统电路图，图b是门禁闸门结构示意图。刷卡时，若门卡信息匹配正确则打开闸门并在刷卡10秒后关闭闸门（暂不考虑闸门开、关到位时电机如何停止）；绿色发光二极管亮指示闸门打开状态，红色发光二极管亮指示闸门关闭状态。其中IC1为刷卡检测电路，若门卡信息匹配正确则IC1输出一个低电平脉冲信号（脉冲结束后稳定为高电平）。请完成以下任务：
　　　　　　　　　　　　　　　　
（1）根据电路原理分析，红色发光二极管是（单选）　　　　；
A.VD1 B.VD2
C.VD3 D.VD4
（2）小明搭建了电路并通电测试，当555的3脚输出为低电平时，VD1、VD2同时不亮，无法正确指示闸门打开与关闭状态，可能的原因有（多选）　　　　；
A.VT1发射结断路 B.VT2发射结断路
C.R3阻值偏大 D.R4阻值偏小
（3）小明发现刷卡10秒后闸门关闭，容易导致刷卡人通过后其他人跟随着进入。小明修改了电路功能要求：若检测到有人通过闸门则马上关闭闸门，无人通过则10秒后关闭闸门。小明在门禁结构（图b）的行人检测处添加了一个人体检测电路，图c电路图中IC2为人体检测电路，若检测到人体通过IC2输出一个低电平脉冲信号（脉冲结束后稳定为高电平）。请在虚线框1中补全电路以实现上述功能。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管；
图c
（4）闸门开、关到位时电机若继续运转可能导致损坏，小明想使闸门完全打开或者关闭时电机停止运转，请在虚线框2内重新设计继电器控制电机正反转的电路，并标明J1－1、J1－2、J2－1、J2－2，要求电路连线简单。提供的元件有：限位开关K1（闸门完全闭合时断开）和限位开关K2（闸门完全打开时断开）。
11.如图1为设计题的电路部分。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。图2为555芯片的内部原理图，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　　　　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1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　　　　；
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　　　　；
（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　　　　。
专题32　555集成电路及其应用三(延时、振荡电路)
基础巩固篇
1.C　[A.VD1接反，则电源无法对C1充电，4脚一直为0，3为0，扬声器不发声；B.VD2虚焊，则按下SW1，参与充放电的电阻为R1R2R3，R1没有被短路，电阻大，发出“咚”的声音；C.R3连焊，C2充放电变快，周期变短，“叮”“咚”的发声频率均变高，故C错；D.R1虚焊，则按下SW1会发出“叮”的声音，松手则不发出声音。]
2.B　3.B　4.B　5.D
6.(1)C　B　(2)BD
(3)如图所示　　　　　　　(4)如图所示
　　　　
7.(1)B　(2)B　(3)B　D　(4)如图所示
8.(1)①　(2)①　(3)④　(4)如图所示
(触发器连对且输出脚要正确，6脚接1个或非门)
(5)如图所示
9.(1)A　(2)C
(3)如图所示　　　　　(4)如图所示
　　
能力提升篇
1.(1)B　(2)AB　(3)AD　(4)如图所示
2.(1)B　(2)如图所示
(3)BC　(4)如图所示
3.(1)A　(2)如图所示
(3)BD　(4)如图所示
4.(1)B　(2)AB　(3)如图所示
(4)如图所示
5.(1)C　(2)AB　(3)如图所示
(4)如图所示
6.(1)D　(2)如图所示
(3)如图所示
(4)AD
7.(1)B　(2)AD　(3)如图所示
(4)B　(5)如图所示
8.(1)B　(2)B
(3)如图所示
或
(4)如图所示
9.(1)CD　(2)AB　(3)如图所示
　
(4)如图所示
10.(1)A　(2)AC　(3)如图所示　　　　　　　　　　(4)如图所示
　　　　　　　　　　
11.(1)C　(2)如图所示　　(3)C　(4)A　(5)B

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