基于CMOS集成的CD4013觸摸開關(guān)解析

　　CMOS是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，電壓控制的一種放大器件，是組成CMOS數(shù)字集成電路的基本單元。它是指制造大規(guī)模集成電路芯片用的一種技術(shù)或用這種技術(shù)制造出來的芯片，是電腦主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。因?yàn)榭勺x寫的特性，所以在電腦主板上用來保存BIOS設(shè)置完電腦硬件參數(shù)后的數(shù)據(jù)，這個(gè)芯片僅僅是用來存放數(shù)據(jù)的。

　　而對(duì)BIOS中各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定要通過專門的程序。BIOS設(shè)置程序一般都被廠商整合在芯片中，在開機(jī)時(shí)通過特定的按鍵就可進(jìn)入BIOS設(shè)置程序，方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。因此BIOS設(shè)置有時(shí)也被叫做CMOS設(shè)置。

　　在電子技術(shù)中，N/2（N為奇數(shù)）分頻電路有著重要的應(yīng)用，對(duì)一個(gè)特定的輸入頻率，要經(jīng)N/2分頻后才能得到所需要的輸出，這就要求電路具有N/2的非整數(shù)倍的分頻功能。CD4013是雙D觸發(fā)器，在以CD4013為主組成的若干個(gè)二分頻電路的基礎(chǔ)上，加上異或門等反饋控制，即可很方便地組成N/2分頻電路。

　　CD4013觸摸開關(guān)電路分析

　　這個(gè)電路是使用，CMOS集成電路CD4013雙D正反器，分別接成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路和一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路。單穩(wěn)態(tài)電路的作用是對(duì)觸摸信號(hào)進(jìn)行脈波寬度整形，保證每次觸摸動(dòng)作都可靠。雙穩(wěn)態(tài)電路用來驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的開通或關(guān)閉，進(jìn)而控制繼電器。

　　以下是基本原圖： 可以用5V供電

　　M為觸摸電極片，手指摸一下M，使人體泄漏的交流電在R4上的壓降，其正半周信號(hào)進(jìn)入IC1的第3腳即單穩(wěn)態(tài)電路的CP端，使單穩(wěn)態(tài)電路反轉(zhuǎn)進(jìn)入瞬時(shí)，其輸出端Q即1腳由原來的低電位跳變?yōu)楦唠娢?，此高電位?jīng)R1向C2充電，使4腳即R1端的電位上升，當(dāng)上升到復(fù)位（Reset）電位時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位，1腳恢復(fù)低電位。所以每觸摸一次電極片M，1腳就輸出一個(gè)固定寬度的正脈波。此正脈波將直接加到11腳即雙穩(wěn)態(tài)電路的CP端，使雙穩(wěn)態(tài)電路反轉(zhuǎn)一次，其輸出端Q即13腳電位就改變一次。當(dāng)13腳為高電位時(shí)，Q1的基極透過R2獲得正向電流而開通，使繼電器動(dòng)作，進(jìn)而以它的接點(diǎn)來做控制。由此可見，每觸摸一次電極片M，就能實(shí)現(xiàn)繼電器“開”或“關(guān)”的動(dòng)作。

　　組件選擇與制作，CD4013型雙D正反器數(shù)字集成電路，它采用14腳雙列直插式塑封包裝。 Q1采用CS9013或2SC945等小功率NPN晶體管即可。

　　以下附上CD4013 的接腳圖及真值表：

　　注意事項(xiàng)：

　　在實(shí)際的制作上我發(fā)現(xiàn)了一些問題，有幾點(diǎn)要特別再跟大家說明一下：

　　1. 盡量以市電經(jīng)變壓器降壓的方式來獲取5V的供電：因?yàn)槭褂秒姵毓╇姇r(shí)，有時(shí)會(huì)有不能觸發(fā)的情形，因?yàn)槭褂秒姵毓╇姇r(shí)，電路本身跟大地并沒實(shí)際的連接，導(dǎo)致人體對(duì)地泄漏的交流電并沒和電路的接地發(fā)生關(guān)連，所以進(jìn)入觸摸點(diǎn)的電壓也跟著變小。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)用手拿金屬物品點(diǎn)觸，效果會(huì)更好。

　　2. 輸入對(duì)地電阻R4（2M），也是會(huì)影響靈敏度，如果發(fā)現(xiàn)不夠靈敏，可以把2M的電阻再加大，如2.7M。