CD4011

巧用一片CD4011组装七种逻辑门电路陕西汉中宇星电力电子学校郭秦汉笔者用一块CD4011(四2与非门)和少量的外围元件，用三组电路分别制作了与非门、非门、与门、或非门、或门以及与或非门和异或门电路，经实验效果很好。

后来用此方法辅导学生制作，使学生对逻辑门电路应用有了初步的认识，对门电路的变通使用有了新的理解，增强了学生用学过的知识解决问题的能力，提高了学习兴趣。

现把制作方法介绍给大家，供参考。

一、五种基本门电路制作CD4011内部结构如图1所示。

此IC工作电压范围宽(3V,18V)，且不易损坏。

笔者在做试验时，将一块IC反复拆装测试数次，依然完好。

1(组装与非门电路只要将电源接通，给输入端加上高电平或低电平，就可以直接测量其逻辑状态。

2(要组成与门电路，根据上述原理只需在输入端加一级非门。

在实际运用中，把与非门两个输入端并联，就把与非门改成了非门如图2所示。

3(或非门用两只二极管和一个电阻，组成或门电路，用两个与非门改装的非门，用来对小信号进行放大，组成或非门电路。

表达式为:逻辑图见图3所示。

具体电路如图4所示。

,1、,2组成与门电路，VD2、VD3和,3、,4组成或门电路，IC工作电压为DC9V，?14脚接电源正极，?脚接负极，VD1用于防止电源极性接反。

C为滤波电容，R3、R4为下拉电阻。

为了简化测试操作过程，将A、B端直接置0，即A=0、B=0，R1、R2为高电平输入信号源，如将其输出端接A或B，都可以使原来的状态发生改变，成为高电平。

与门、或门的输出端Y都接有发光二极管和限流电阻，用来显示输出状态。

输出高电平时，LED亮，输出低电平时，LED 灭。

在测试中，可按照真值表要求，在A、B端输入电平，根据对应的LED亮为1，灭为0填入表格，完成对门电路的测试。

如需测试非门电路，可以将IC的?脚与LED的连接点断开而改接到或门电路?、?、?脚的连接处，在VD2、VD3输入高电平，便可以在检测或非门和或门的逻辑功能的同时，观察到,4的输入和输出电平，总是一高一低，两只LED一亮一灭，其逻辑功能符合逻辑函数表达式:如要测试与非门和或非门的逻辑功能，只需将与门端接?脚LED1正端拆下，改接到?脚上。

VO=4.6V，VI=0 或 5V 输出高电平电流 输出高电平电流 输入漏电流 -IOH -IOH ±IIN VO=9.5V，VI=0 或 10V VO=13.5V，VI=0 或 15V VO=2.5V，VI=0 或 5V VIN=0 或 15V
VDD=5V VDD=10V VDD=15V VDD=5V VDD=15V
V
输出低电平电流
VO=1.5V，VI=0 或 15V VO=4.6V，VI=0 或 5V 输出高电平电流 输出高电平电流 输入漏电流 -IOH -IOH VO=9.5V，VI=0 或 10V VO=2.5V，VI=0 或 5V VIN=0 或 15V
or
1.4 ±IIN VDD=15V 符号 测 试 条 件 最小 典型 IDD VI=VSS 或 VDD；IO=0 VI=VSS 或 VDD， ∣IO∣<1µA VOL VOH VI=VSS 或 VDD， ∣IO∣<1µA VDD=5V VDD=10V VDD=15V VDD=5V VDD=10V VDD=15V VDD=5V VDD=10V VDD=15V VDD=5V VDD=10V VDD=15V VDD=5V VDD=10V VDD=15V VDD=5V VDD=10V VDD=15V 3.5 7.0 11.0 0.52 1.3 3.6 4.95 9.95 14.95 VO=0.5V 或 4.5V，∣IO∣<1µA VO=1.0V 或 9.0V，∣IO∣<1µA VO=1.5V 或 13.5V，∣IO∣<1µA VO=0.5V 或 4.5V，∣IO∣<1µA VO=1.0V 或 9.0V，∣IO∣<1µA VO=1.5V 或 13.5V，∣IO∣<1µA VO=0.4V，VI=0 或 5V

CD4011声光控延时开关原理与制作CD4011声光控延时开关原理与制作用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。

在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。

声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合广大电子爱好者自制。

一、电路的工作原理电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011，其内部含有4个独立的与非门vd 1～vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。

顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启"，若干分钟后延时开关“自动关闭"。

因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。

明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图2所示的方框图。

声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经c1耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(vd1)的2脚，r4、r7是vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2πr8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。

vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。

当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合;c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

二极管vd1～vd4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，c2滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。

简单实用的CD4011声光控制开关电路及故障一般可排除简单实用的CD4011声光控制开关电路这款简单声光控制电子开关具有声音信号和光信号控制功能，当有光照射时，开关电路处于关闭状态，而当光信号比较弱时，开关电路受声音信号的控制，使用这种开关，人们不必在黑暗中摸索开关，也不必担心点长明灯费电和损坏灯泡，夜间只要有脚步声，灯便自动点亮，延时一分钟左右后自动熄灭。

特别适用于自动控制路灯照明及走廊和楼道等片的短时照明。

一、电路组成及工作原理声、光控制电子开关电路如下图所示。

1、电路组成电路主要由以下几部分组成。

(1)、声音信号输入电路。

由话筒MIC、电阻R1.、R2、R3、电容C1和三极管T1组成。

声音信号经话筒MIC转换为电信号后经C1耦合至T1放大，最后由T1的集电极输出并送入集成电路IC1的2脚。

(2)、光信号输入电路。

由电阻R4和光敏电阻Rg组成。

光的强弱经光敏电阻Rg转换为高、低电平后送入集成电路IC1的1脚。

(3)、桥式整流电路。

由二极管D2、D3、D4、D5组成。

其功能是将220V的交流市电转换为脉动直流电压。

(4)、降压滤波电路。

由电阻R5、R6和电容C2组成。

其功能是对桥式整流电路输出的脉动直流电压进行降压滤波，获得10V左右的直流电压，作为控制电路的直流电源。

(5)、延时电路。

由二极管D1、电阻R8和电容C3组成。

延时时间由R8和C3决定，按图中所示参数值可延时约60～70S。

二极管D1起隔离作用。

(6)、控制电路。

由集成电路IC1、电阻R7和双向可控硅T2组成，其作用是控制开关的通断。

这里双向可控硅T2起开关作用。

集成电路IC1是整个电子开关的核心元件，型号为.TC4011BP。

它是四-二输入与非门集成电路。

其中1、2脚和3脚分别为与非门1的输入和输出端；5、6和4脚分别为与非门2的输入和输出端；8、9和10脚分别为与非门3的输入和输出端；12、13和11脚分别为与非门4的输入和输出；7和14脚分别是接地和电源脚。