单组负载的多地点单按键控制电路

　　单组负载的多地点单按键控制是指通过安装在若干地点的单只按接式按键开关对同一单组负载进行通断控制的电路。例如，楼上、楼下对大厅内单组灯的两地点控制。
　　
　　原理电路如下图所示。图中，主要部件为CMOS系列双D触发器CC4013，其引出端功能如右图所示，逻辑真值如附表所示。

　　
　　每片CC4013内部含有两个独立的D触发器。且两个D触发器的输出端各受一个或非门结构RS触发器的异步控制。
　　
　　当置1端S=1、置0端R=0时，CC4013无条件置1，Q=1、Q=0；当s=0、R=1时，CC4013无条件置O，Q=o，Q=1。与一般或非门结构RS触发器稍有不同之处是当R=S=1时，其输出Q及Q不是同时为0，而是同时为1，这是内部结构所致。
　　
　　CC4013作为D触发器使用时，应使内部RS触发器的异步置1、置0端均无效，即R=S=0。此时电路状态将在时钟脉冲上升沿时刻发生变化；电路状态变化遵循的规律为Q(n+1)=D。即D触发器在时钟脉冲上升沿来时，将输入端D的数据或状态传到输出端Q。
　　
　　在下图所示电路中，IC1-1的D1、CP1端接地，内部D1触发器不工作。
　　
　　IC1-1在此仅仅作为一个基本RS触发器使用。这个RS触发器有两个作用：第一个作用是消除由于机械抖动而产生的抖动脉冲，即每按接一下SA－SN中任一按键时，只能使IC1一1的输出Q1端由低电平干净利索地变为高电平，不受按键开关在按接时金属簧片抖动、碰撞所引发的机械抖动之影响；第二个作用是产生单脉冲，即每按接一下SA～SN中任一按键，IC1-1的输出Q1在输出一段时间高电平应能自动返回到其原低电平的稳定状态。
　　
　　每按接一下SA～SN中任一按键，IC1-1的输出端Q1由0变为1，Q1通过R2对电容C充电。当Ve上升至RS触发器的阚值电压时，由于R1=1、s1=0，RS触发器自动置0，使Q1=0，Q1=1，之后C经D放电。因此，RS触发器在此组成—个单稳态电路。即IC1一1的稳态是Q1=0，Q1=1；每当控制按键SA～SN中任—按键被按接一下时，IC1—1便进入暂稳状态；Q1=1、Q1=O;在暂稳态期间，由于电容c的充电，叉使得IC1-1自动返回至稳定状态，Q1=O、Q1=1o根据对电路的分析‘及计算，如果每次按接按键时间为TO'．ICl-l暂稳态持续时间设计为TO>TO'，且TO仅决定于充电时间常数t=R2C，且对CMOS电路而言，T0=0.69R2C。
　　
　　需要说明的是，一般人工手动快速按接一次按键开关的按接时间TO’大约在数十至数百毫秒之间。所以，一般TO可按数十至数百毫秒设计。当TO'>TO时，由于ICl-1的S1=1、Rl端也亦充电至高电平，R1=1，所以IC1-1输出Q1=Q1=1；而当松开按键时，由于S1=0、R1=1、RS触发器置0：Q1=0、Q1=1，电路迅速恢复稳定状态。所以，在这种情况下，TO≈TO’。也就是说，无论TO’<TO，或者TO’>TO，每按接一下SA～SN中任一按键，IC1-1输出端Q1产生一个，且只能产生一个完整的矩形脉冲。
　　
　　IC1-2在此作为D触发器使用。应使异步置1、置0端S2、R2全无效，故接低电平。D2触发器输入端D2与其反相输出端Q2相连，故输入端D2的数据与电路现态输出状态相反，即D2=Q2'。当时钟脉冲CP2的上升沿来时，D2触发器输出状态翻转为Q2(n+1)=D2=Q2”。即每来一个时钟脉冲CP2，IC1-2的输出状态改变一次。SA—SN为若干个不同地点所设的单按键开关。这些按键开关可以是各种金属弹簧按键结构或各种导电橡胶按键结构，甚至直接用手指触及充当按键，只要能使按键开关两端VDD与S1端瞬间接通一下即可。由于SA～SN为并联结构，因此作用相同，对周一单组负载具有同等的控制能力。例如，单组灯EL熄灭时，任按一下SA—SN之一，均可使EL点燃；EL点燃后，任按一下SA～SN中之一，均可使EL熄灭。

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