16选1模拟开关参数

CD4000 双3输入端或非门+单非门 TI

CD4001 四2输入端或非门 HIT/NSC/TI/GOL

CD4002 双4输入端或非门 NSC

CD4006 18位串入/串出移位寄存器 NSC

CD4007 双互补对加反相器 NSC

CD4008 4位超前进位全加器 NSC

CD4009 六反相缓冲/变换器 NSC

CD4010 六同相缓冲/变换器 NSC

CD4011 四2输入端与非门 HIT/TI

CD4012 双4输入端与非门 NSC

CD4013 双主-从D型触发器 FSC/NSC/TOS

CD4014 8位串入/并入-串出移位寄存器 NSC

CD4015 双4位串入/并出移位寄存器 TI

CD4016 四传输门 FSC/TI

CD4017 十进制计数/分配器 FSC/TI/MOT

CD4018 可预制1/N计数器 NSC/MOT

CD4019 四与或选择器 PHI

CD4020 14级串行二进制计数/分频器 FSC

CD4021 08位串入/并入-串出移位寄存器 PHI/NSC

CD4022 八进制计数/分配器 NSC/MOT

CD4023 三3输入端与非门 NSC/MOT/TI

CD4024 7级二进制串行计数/分频器 NSC/MOT/TI

CD4025 三3输入端或非门 NSC/MOT/TI

CD4026 十进制计数/7段译码器 NSC/MOT/TI

CD4027 双J-K触发器 NSC/MOT/TI

CD4028 BCD码十进制译码器 NSC/MOT/TI

CD4029 可预置可逆计数器 NSC/MOT/TI

CD4030 四异或门 NSC/MOT/TI/GOL

CD4031 64位串入/串出移位存储器 NSC/MOT/TI

CD4032 三串行加法器 NSC/TI

CD4033 十进制计数/7段译码器 NSC/TI

CD4034 8位通用总线寄存器 NSC/MOT/TI

CD4035 4位并入/串入-并出/串出移位寄存 NSC/MOT/TI

CD4038 三串行加法器 NSC/TI

CD4040 12级二进制串行计数/分频器 NSC/MOT/TI

CD4041 四同相/反相缓冲器 NSC/MOT/TI

CD4042 四锁存D型触发器 NSC/MOT/TI

CD4043 4三态R-S锁存触发器("1"触发) NSC/MOT/TI

CD4044 四三态R-S锁存触发器("0"触发) NSC/MOT/TI

CD4046 锁相环 NSC/MOT/TI/PHI

CD4047 无稳态/单稳态多谐振荡器 NSC/MOT/TI

CD4048 4输入端可扩展多功能门 NSC/HIT/TI

CD4049 六反相缓冲/变换器 NSC/HIT/TI

CD4050 六同相缓冲/变换器 NSC/MOT/TI

CD4051 八选一模拟开关 NSC/MOT/TI

CD4052 双4选1模拟开关 NSC/MOT/TI

CD4053 三组二路模拟开关 NSC/MOT/TI

CD4054 液晶显示驱动器 NSC/HIT/TI

CD4055 BCD-7段译码/液晶驱动器 NSC/HIT/TI

CD4056 液晶显示驱动器 NSC/HIT/TI

CD4059 “N”分频计数器 NSC/TI

CD4060 14级二进制串行计数/分频器 NSC/TI/MOT

CD4063 四位数字比较器 NSC/HIT/TI

CD4066 四传输门 NSC/TI/MOT

CD4067 16选1模拟开关 NSC/TI

CD4068 八输入端与非门/与门 NSC/HIT/TI

CD4069 六反相器 NSC/HIT/TI

CD4070 四异或门 NSC/HIT/TI

CD4071 四2输入端或门 NSC/TI

CD4072 双4输入端或门 NSC/TI

CD4073 三3输入端与门 NSC/TI

CD4089 二进制比例乘法器

CD4093 四2输入端施密特触发器 NSC/MOT/ST

CD4094 8位移位存储总线寄存器 NSC/TI/PHI

CD4095 3输入端J-K触发器

CD4096 3输入端J-K触发器

CD4097 双路八选一模拟开关

CD4098 双单稳态触发器 NSC/MOT/TI

CD4099 8位可寻址锁存器 NSC/MOT/ST

CD40100 32位左/右移位寄存器

型号 器件名称 厂牌 备注

CD40101 9位奇偶较验器

CD40102 8位可预置同步BCD减法计数器

CD40103 8位可预置同步二进制减法计数器

CD40104 4位双向移位寄存器

CD40105 先入先出FI-FD寄存器

CD40106 六施密特触发器 NSC\TI

CD40107 双2输入端与非缓冲/驱动器 HAR\TI

CD40108 4字×4位多通道寄存器

CD40109 四低-高电平位移器

CD40110 十进制加/减,计数,锁存,译码驱动 ST

CD40147 10-4线编码器 NSC\MOT

CD40160 可预置BCD加计数器 NSC\MOT

CD40161 可预置4位二进制加计数器 NSC\MOT

CD40162 BCD加法计数器 NSC\MOT

CD40163 4位二进制同步计数器 NSC\MOT

CD40174 六锁存D型触发器 NSC\TI\MOT

CD40175 四D型触发器 NSC\TI\MOT

CD40181 4位算术逻辑单元/函数发生器

CD40182 超前位发生器

CD40192 可预置BCD加/减计数器(双时钟) NSC\TI

CD40193 可预置4位二进制加/减计数器 NSC\TI

CD40194 4位并入/串入-并出/串出移位寄存 NSC\MOT

CD40195 4位并入/串入-并出/串出移位寄存 NSC\MOT

CD40208 4×4多端口寄存器

CD4501 4输入端双与门及2输入端或非门

CD4502 可选通三态输出六反相/缓冲器

CD4503 六同相三态缓冲器

CD4504 六电压转换器

CD4506 双二组2输入可扩展或非门

CD4508 双4位锁存D型触发器

CD4510 可预置BCD码加/减计数器

CD4511 BCD锁存,7段译码,驱动器

CD4512 八路数据选择器

CD4513 BCD锁存,7段译码,驱动器(消隐)

CD4514 4位锁存,4线-16线译码器

CD4515 4位锁存,4线-16线译码器

CD4516 可预置4位二进制加/减计数器

CD4517 双64位静态移位寄存器

CD4518 双BCD同步加计数器

CD4519 四位与或选择器

CD4520 双4位二进制同步加计数器

CD4521 24级分频器

CD4522 可预置BCD同步1/N计数器

CD4526 可预置4位二进制同步1/N计数器

CD4527 BCD比例乘法器

CD4528 双单稳态触发器

CD4529 双四路/单八路模拟开关

CD4530 双5输入端优势逻辑门

CD4531 12位奇偶校验器

CD4532 8位优先编码器

CD4536 可编程定时器

CD4538 精密双单稳

CD4539 双四路数据选择器

CD4541 可编程序振荡/计时器

CD4543 BCD七段锁存译码,驱动器

CD4544 BCD七段锁存译码,驱动器

CD4547 BCD七段译码/大电流驱动器

CD4549 函数近似寄存器

CD4551 四2通道模拟开关

CD4553 三位BCD计数器

CD4555 双二进制四选一译码器/分离器

CD4556 双二进制四选一译码器/分离器

CD4558 BCD八段译码器

CD4560 "N"BCD加法器

CD4561 "9"求补器

CD4573 四可编程运算放大器

CD4574 四可编程电压比较器

CD4575 双可编程运放/比较器

CD4583 双施密特触发器

CD4584 六施密特触发器

CD4585 4位数值比较器

CD4599 8位可寻址锁存器

CD22100 4×4×1交*点开关

江苏XX供电公司 马德明

波动电子是模拟演示器用于物理教学的横，纵波演示的软件。

波动电子是将质点振动和传播规律编成程序写入可编程存贮器中，在外部电路（时钟发生器、计数器、分频器、时序译码器等）控制下通过LED阵列显示出来。

与手摇机械式波动演示器相比具有体积小，重量轻，显示清晰直观等优点。

波动电子模拟演示器一种可用于显示各质点振动状态及传播波形的波动电子模拟演示器，包括电源部分、控制电路部分和显示部分。

其特征是：a、所述的显示部分由发光二极管组成的矩阵（LED横波阵列）显示板（盒）和发光二极管组成的纵列（LED纵波阵列）显示板（盒），分别用以显示横波和纵波的振动规律，b、所述的控制电路部分包括时钟电路、计数电路、分频电路、时序译码电路、可编程存贮器及驱动器组成。

其中时钟电路可用CH7555集成块组成时钟发生器，计数电路可分别用C183和CD4520集成块组成同步计数器、分频电路可用CD4040集成块组成分频器，时序译码电路可选用CD4515集成块组成16选一时序译码器。

可编程存贮器可用EPROM－2716集成块组成，其电路连接控制是：时钟发生器的脉冲经输出端VD后一路给同步计数器C183的输入端NE。

另一路提供给分频器CD4040的输入端＊，C183的信号经输出端Q↓［1］～Q↓［4］输入到时序译码器CD4515的输入端ABCD。

与此同时C183的信号输出也提供给可编程存贮器2716集成块的A↓［0］－A↓［3］Y地址输入端，分频器CD4040的脉冲经输出端Q、快慢挡开关AN↓［2］输入计数器CD4520的输入端NE。

而CD4520的信号输出提供给可编程存贮器2716集成块的A↓［4］－A↓［9］X地址输入端，c、在时序译码电路中，组成时序译码器的集成块CD4515在ABCD端没有输入时，输出端S↓［0］－S↓［15］均为高电平1，在有输入时，其输出端S↓［0］－S↓［15］依次变为低电平O。

用以配合可编程存贮器2716的输出端Q↓［0］－Q↓［6］输出高电平，使发光二极管阵列发光，以显示出相应的波形。

1 引言

由于受早期电子技术的局限，老式的超声反射法测厚仪均为纯硬件结构，在电气性能和物理性能等方面都不尽人意。随着电子技术的不断进步。尤其是单片机技术的飞速发展，对超声波测厚仪的智能化改造已成为必然。采用单片机设计制作的超声波测厚仪，可以使测厚仪的厚度标定、声速设定、声速调整等 *** 作实现智能化，全部测量过程由按键开关 *** 作，实现PVC面膜式结构，同时还可以简化电路、降低成本、减少功耗。本文将向读者介绍超声波反射法测厚仪的工作原理及其智能化的设计。

2 超声反射法测厚仪的工作原理

用超声波探头向被测物体发出超声脉冲，此超声脉冲便在被测物体内传播，传播至被测物体的底面时发出反射，反射回来的超声波又被超声波探头接收。这样，从超声波探头发出超声脉冲到超声波探头接收到反射脉冲所用的时间t可通过电路精确地检测出来，在t时间内超声波在被测物体内完成了一个往返。如果被测物体的厚度用d表示，超声波的总行程就是2d。由于声波在某一物体内传播的速度c是常数，(例如：钢的声速是5950m／s，石英玻璃的声速是5570m／s)所以被测物体的厚度可由下式算出：

测厚仪的实际工作过程由图2－1加以说明。首先由电路产生的高电压窄脉冲T输送给超声波探头、超声波探头将高压电脉冲转变成同频率的超声波脉冲，通过耦合剂传播至被测物体表面，其中一部分由被测物体表面反射回来，为上表面波S。其余部分射入被测物体，再从被测物体的底面反射回来，为底面反射波B，反射波B又被超声波探头接收并转换为电信号送入电路，经放大后同发射脉冲一起送入闸门电路产生闸门脉冲。当被测物体较厚时，超声波束在物体内传播的时间长，产生的闸门脉冲就宽。被测物体较薄时，超声波束在被测物体内传播的时间短，产生的闸门脉冲就窄。将闸门脉冲和时钟脉冲送给与门电路，由于闸门脉冲的宽度不同，与门输出的时钟脉冲数就不同，由此反映被测物体厚度值，将与门输出的脉冲数经标度变换后送给显示电路，显示被测物体的实际厚度。

图2－1 测厚仪工作过程图

超声波探头采用收发独立式，其结构示意图如图2－2。

图2－2 超声波探头结构示意图

收发两部分做在一个壳体内，中间由隔离层分开。收发两部分的特性是相同的，使用中可互换。探头的核心元件是压电陶瓷晶片，它具有声电转换特性。做为发射使用时，把电路送入的电脉冲转变成超声波脉冲。做为接收使用时，又可将接收到的超声波变成电信号送回电路。压电陶瓷晶片两侧的电极分别与同轴电缆的内导体和外导体连接。

3 超声反射法测厚仪的智能化设计

超声反射法测厚仪智能化设计简化的硬件图见图3－1。由于受篇幅的限制，虚线以下的非智能单元仅以方框图作以介绍。虚线以上为智能单元将以原理图的形式详细讨论。

图3－1 测厚仪硬件图

非智能化单元由6部分构成，首先由发射脉冲振荡器产生频率2kHz的方波，送给发射脉冲整形放大电路，使其变成脉冲宽度3μs，幅度为100V的窄脉冲去驱动超声波探头，超声波探头将电脉冲转变成超声波束射入被测物体，在被测物体底面发生反射，反射波又被超声波探头接收并转变成电脉冲，但此时脉冲幅度在传播和转换过程中已被衰减为几毫伏。然后，将接收到的反射脉冲送给反射脉冲放大器放大至逻辑电平，同发射脉冲一起送给闸门发生电路产生闸门脉冲。闸门脉冲的前沿和后沿分别由发射脉冲和反射脉冲确定，即闸门宽度为超声波在被测物体内入射和反射所用的时间。最后将闸门脉冲和12.8MHz的时钟脉冲送给与门电路。闸门脉冲到来时，时钟脉冲通过与门输出。闸门脉冲没来到时与门无时钟脉冲输出。与门通过的时钟脉冲数可反映被测物体的厚度，并将其送入智能化单元进行相关处理。

单片机89C51及周围元件构成智能单元，89C51是一种低功耗，内含4K字节快擦写EPROM的8位单片机，其指令系统与80C51完全兼容。各功能设计如下。

(1)厚度信号的采集和输出显示

二输入端与门74HC00在闸门脉冲的控制下输出时钟脉冲(闸门脉冲)，再经CD4520进行256分频后加到单片机的定时／计数口P3.4，由单片机进行采集。256分频是完成脉冲数与厚度值间标度变换需要。仪器的测量采用测量信号中断方式，没有进入测量状态时，无中断信号发生。进入测量状态时，超声波探头便收到反射脉冲，闸门发生器产生闸门脉冲，闸门脉冲送给中断信号发生器产生中断请求信号控制外中断口P3.2，CPU响应中断，执行测量程序，采集闸门脉冲，对其进行相关的数据处理，将处理后的厚度信号由单片机的P1.1口输出给ICM7224的输入端CI，经ICM7224计数、译码后直接驱动4位液晶片(LCD)，显示厚度值。ICM7224是单片CMOS4位计数／译码／LCD驱动器，本设计只使用4个整数位、前面的半位不用，使用时悬空。每位的7段笔划引脚直接与液晶对应的笔段相连。图中的BP引脚是背电极驱动端，用于驱动液晶的公共电极。单片机P1.4 、P1.5口输出控制信号，控制ICM7224的锁存和复位。

(2)键盘接口

图3－1中K1～K4分别是声速设定、厚度标定、声速增、声速减4个功能键，功能键采用中断扫描方式。没有键按下时，四输入端与门CD4082的4个输入端和单片机的P1.0、P1.2、P1.3、P1.6口在上拉电阻R1～R4的作用下呈高电平，CD4082的输出端也是高电平，无中断请求。按下某键时，CD4082的某一输入端被接地，输出端变成低电平，向CPU发出中断请求，单片机响应中断，执行中断服务程序，扫描键盘，判断P1.0、P1.2、P1.3、P1.6口电平，确定按下的是哪一个键，并转去执行该键功能所赋予的处理程序。

(3)开机和关机控制

模拟开关CD4066和按键K5构成电源开关电路，按下K5时，单片机接通5V电源，开关控制程序使P3.0口输出高电平控制CD4066的控制端，使其导通，接续K5给系统供电。单片机内设有定时电路，只要测厚仪停止测量，定时程序开始计时，到60s时，P3.0口变成低电平，CD4066开关断开，实现延时自动关机。

(4)厚度标定

由于环境温度和工作电压等因素的影响，测量系统的某些参数时常发生漂移，因此测量时应对仪表进行厚度标定。标定 *** 作是用仪器测量一片5mm厚的标准试块，若仪器显示不等于5mm，就应进行厚度标定。老式的测厚仪是通过调整电位器旋钮实现的。本设计由厚度标定键完成，需要标定时，按下厚度标定键，单片机执行厚度标定程序，让测量结果与标准厚度比较，根据结果进行加减处理，完成标定。

(5)声速设定

超声波测厚仪在测量不同材料的厚度时，由于超声波在不同材料里传播的速度不同，需设置材料的声速，例如钢的声速5950m／s、锌的声速4170m／s。这种 *** 作在老式仪表中是由机械式3位BCD码盘开关和可预置计数器控制闸门次数完成的，对声速高的材料，闸门打开的次数多，声速低的材料，闸门打开的次数少。本设计则将铸钢、钢、铝、紫铜、黄铜、锌、石英玻璃、聚乙烯、聚氯乙烯9种典型材料的声速，以表格形式放入存贮单元，使用时由声速设定键选出，然后由单片机的P1.7口采集发射脉冲对其进行减法计数，来控制闸门打开的次数，使声速设定的 *** 作十分简便。

(6)声速调整

上面提到的9种典型材料的声速设定，由声速设定键选定。测量非典型材料的厚度时，声速的设置由声速增、声速减两个功能键完成。按下声速增或声速减键，液晶屏显示的声速值呈增减变化，直至调到我们所需求的声速为止，此时声速调整程序将调好的数值存入声速存贮单元待用。

(7)小数点控制和上电复位电路

4位液晶屏兼做声速和厚度两个量的显示，声速的单位是m／s，例如钢的声速是5950m／s，这时液晶屏不需要显示小数点。显示厚度的单位是mm，分辨率是0.1mm，在测量10mm厚材料时液晶屏显示010.0mm，有小数点显示。单片机的P3.1口用于小数点控制，显示声速时呈高电平，显示厚度时呈低电平，在异或非门CD4077的作用下，控制个位前小数点的有无。

图3－1中C1、R5的作用是完成单片机的上电复位。

4 结束语

超声反射法测厚仪经智能化改造后，收到满意效果，经部分用户试用，反应良好，可实现的主要技术指标如下：

(1)显示方式：4位液晶显示。

(2)厚度测量范围：001.0～200.0mm

(3)测量精度：±0.1mm

(4)声速调整范围：100～9990m／s

(5)工作电压：DC 5V

(6)工作电流：8mA

(7)自动关机延时：60s。

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