如果現在給大家出一個題目,要求用 最低成本 ,穩定可靠的實現一個按鍵開關電路,也就是按一下按鍵,IO口輸出1,再按一下,IO口輸出0,并且電平要保持狀態。
看到這里,大家估計要笑我了,這不是很簡單的嘛,隨便用個幾毛錢的單片機,兩個IO口就搞定了,但是如果要求純硬件呢,只用三極管跟阻容,大家怎么設計?
不藏著掖著了,就是下圖:
本電路實現了,KEY1按一下,OUTPUT輸出1,再按一下,OUTPUT輸出0,并且電平保持不變,如此循環。
原理分析
1、我們以輸入5V電壓為例分析,剛開始,KEY1斷開,5V電壓通過R7給C1充電,經過R5到GND,此時,通過R7跟R6的分壓,C1電壓為左正右負,電壓大概為1.19V左右,Q1,Q2都不導通,整個電路電流消耗極小,基本可以忽略。
2、重點來了,當按鍵按下的時候, C1通過按鍵與R4形成回路,加在R4與C2上的電壓大概為1.19V, 此時NPN三極管Q1達到開啟條件,這里C2的作用是短暫存儲電壓,使開啟更加穩定,到這一步,Q1開啟。
3、Q1開啟后,如下圖,PNP三極管Q2也會同步開啟, Q2開啟后,OUTPUT端輸出一個略小于5V的電壓,可用于驅動負載, 那么Q1如何一直開啟呢?
我們看另一條回路, Q2導通后,輸出電壓通過R2,R4,R5到GND, 此時,Q1的基極有足夠的電壓保持開啟,整個電路也進入一個穩定的狀態。
按鍵輸出高電平分析完畢。
4、Q1開啟后,如下圖,PNP三極管Q2也會同步開啟,Q2開啟后,OUTPUT端輸出一個略小于5V的電壓,此時,A點電壓經過Q2跟Q1,電壓差不多略大于4V,這樣,就使得 C1的電壓發生了反轉 ,C1出現了 左負右正 ,當按鍵按下的時候, C1通過R4,KEY1放電,R4電壓為上負下正,Q1關閉,Q2關閉, OUTPUT沒有了輸出電壓,大家可以在OUTPUT下拉一個電阻,這樣就可以保持低電平了。
本電路的巧妙之處就是利用C1的極性反轉,實現了Q1的開啟跟截止。
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