模拟电子蜡烛电路设计与制作

一、电路设计功能介绍

模拟电子蜡烛具有“火柴点火，风吹火熄”的仿真性，设计原形来源于现实生活情节：蜡烛的使用，电路改造后可以用于生日晚会。

二、模拟电子蜡烛原理图

图1 模拟电子蜡烛电路原理图

三、模拟电子蜡烛工作原理

CD4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。

CD4013 Truth Table 真值表功能:

1CP (3脚)	1D (5脚)	1RD(4脚)	1SD(6脚)	1Q(1脚)	1/Q(2脚)
↑	0	0	0	0	1
↑	1	0	0	1	0
↓	x	0	0	Q	Q
x	x	1	0	0	1
x	x	0	1	1	0
x	x	1	1	1	1

本电路利用双D触发器4013中的一个D触发器，接成R-S触发器形式。接通电源后，R7，C3组成的微分电路产生一个高电平微分脉冲加到IC1的1RD端，强制电路复位，1Q端输出低电平，送到三极管V4的基极，也为低电平，V4截止，发光二极管D1不发光。

当用打火机烧热敏电阻R2后（烧的时间不能太长，否则容易烧坏热敏电阻），R2的阻值突然变小，呈现低电阻状态，三极管V1导通，产生的高电平脉冲送到4013的1SD端，使1Q端翻转变为高电平，送到三极管V4的基极，也为高电平，V4导通，发光二极管D1发光，这一过程相当于用火柴点亮蜡烛，此时即使打火机离开热敏电阻R2后，也不会使电路状态发生改变，发光二极管D1维持发光。

当用嘴吹驻极体话筒M1时，驻极体话筒M1输出的音频信号经过C2送到V2的基极，触发V2导通。因R5的阻值比较大，故V2的集电极电位降得很低，PNP型三极管V3的基极电位也就很低，从而V3导通，高电平脉冲送到触发器1RD端。触发器复位，1Q端由高电平变为低电平，V4截止，发光二极管D1熄灭，实现“风吹火熄”的仿真效果。

四、模拟电子蜡烛元件清单及实物图

模拟电子蜡烛电路元件列表
序号	名称	代号	规格	数量	备注
1	电阻	R1	10K	1
2	热敏电阻	R2	100K	1	电磁炉专用
3	电位器	R3	100K(104)	1
4	电阻	R4,R6	10K	2
5	电阻	R5	1M	1
6	电阻	R7	100K	1
7	电阻	R8,R9	1K	2
8	电容	C1	103	1
9	电容	C2,C3	104	2
10	电容	C4	102	1
11	驻极体话筒	M1	驻极体	1
12	发光二极管	D1	3mm	1
13	三极管	V1,V3	9012	2
14	三极管	V2,V4	9013	2
15	双D触发器	IC1	CD4013	1
16	IC座		DIP14P	1
17	万能板		玻纤板7*9	1
18	单排针		1*4PIN2.54mm	2
19	焊锡及导线		0.8凯纳/0.5单股	各2米

五、模拟电子蜡烛调试技巧及成品图

（1）模拟电子蜡烛电路安装

按照温度感应电路、声控感应电路、RS触发电路、LED显示电路的顺序安装。

（2）模拟电子蜡烛电路调试

制作完成后，接上5V直流电压，用打火机打火烧热敏电路，LED灯亮，过1分钟后，用嘴吹话筒，LED灯灭，如下图所示：

模拟电子蜡烛点火后,LED灯亮，用嘴吹下就灭。

模拟电子蜡烛底面走线图

六、如果制作没有成功，请从下面几个方面进行检修与调试：

（1）观察法：检查每个元件是否安装正确，特别是双D触发器4013，驻极体话筒等是否安装正确，三极管9012、9013的三个引脚E、B、C是否正确等，发光二极管的正负极性是否正确。

（2）电阻法：根据原理图检查线路是否正常连通，可用万用表检测每条线路是否导通。电子初学者，焊接的线路多有虚焊、漏焊、假焊等情况，电路搭建错误，所以首先检查每条线路是否焊接好，也就是电气性能是否保证。

（3）电阻法：检测每处GND是否和电源负极接头是否连通；检测每处VCC是否和电源接头是否连通。

（4）电压法：测试三极管V1的基极电压，然后用打火机烧一下，看看电压是否由高到低变化。如果一直电压没有变化，三极管的损坏的可能性比较大。

（5）电压法：测试驻极体话筒的正极的电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会下降1V左右。如果电压没有变化，驻极体话筒的正负极性接反的可能性较大。

（6）电压法：测试三极管V2的基极电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会发生改变，产生负电压。如果一直电压没有变化，三极管的损坏的可能性比较大。

（7）电压法：测试三极管V3的基极电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会发生零点几的下降。如果一直电压没有变化，三极管的损坏的可能性比较大。

（8）电压法：测试三极管V3的集电极电压，用嘴吹驻极体话筒时，会产生一个高电平脉冲。如果没有高电平脉冲，可以检测本电路的电源部分是否接好。

（9）电压法：测试4013的6脚电压，当用打火机烧一下时，会产生一个高电平脉冲，1脚会输出高电平。

（10）电压法：等4013的6脚电压下降到低电平时，再测试4013的4脚电压，当嘴吹驻极体话筒时，会产生一个高电平脉冲。1脚会输出低电平（由高变低）。

经过以上步骤的检查、检测后，基本上可以排除故障，可以实现“火柴点火，风吹火熄”的仿真性。