电路初学者指南-全-

电路初学者指南（全）

原文：zh.annas-archive.org/md5/8a82bd96d926949bee96683f442068ce

译者：飞龙

协议：CC BY-NC-SA 4.0

前言

本书将帮助你提高电子技能。我将教你如何解读电路图并使用面包板。然后，我将逐步演示如何在面包板上构建一个简单的电路。之后，你将自己动手：你需要依靠零件清单和电路图来构建电路。从电路图构建电路是每个对电子感兴趣的人必备的技能，从初学者到专家。

电路

随着你在书中的进度推进，电路变得越来越难以构建。以下是每个电路项目的简要描述：

• 项目 1: 稳手游戏 通过这个超简单的电路，你将创建一个类似 手术 风格的游戏，需要稳稳的手才能获胜。

• 项目 2: 触摸启用的灯光 使用触摸板，你将构建一个触摸启用的灯光开关，用你的手指打开灯光。

• 项目 3: 饼干罐报警器 通过这个饼干罐报警器保护你的饼干，它将通过蜂鸣声吓跑任何偷饼干的小偷。

• 项目 4: 夜灯 在这个项目中，你将构建一个在黑暗中自动开启的灯光，帮助你在夜间看清事物。

• 项目 5: 闪烁的 LED 在这个项目中，你将学习一些数字电子学的基础知识，并使用集成电路来闪烁 LED 灯。

• 项目 6: 铁路道口灯 使用铁路道口灯来增添你的模型火车套件，这是一种经典电路，任何人都应该在某个时候构建。

• 项目 7: 派对灯光 这个闪烁灯串是为即将到来的派对做准备的完美项目。

• 项目 8: 数字钢琴 从零开始构建你自己的乐器，并娱乐你的朋友和家人！

• 项目 9: LED 跑马灯 在这个最终的电路项目中，你将运用新技能创建一个令人惊叹的 LED 灯光秀。

你可以通过本书的官方网站找到电路资源，网址是 nostarch.com/circuits/。

所需材料

你构建本书中的电路所需的所有材料都便宜且易于找到。以下是你所需的所有电子元件列表。

注意

这里显示的零件编号适用于 Jameco 电子公司 (www.jameco.com/)。这些元件应该可以在任何电子供应商处找到。

#	JAMECO 部件编号	数值	描述
1	#198731	9 V 电池	标准 9 V 电池
1	#109154	电池夹	连接电池到面包板的元件
1	#20601	面包板	约有 400 个孔的面包板
20	#2237044	跳线	至少包含 20 根面包板跳线的包装
1	包含在#2217511 中	100 Ω	标准电阻器
4	包含在#2217511 中	1 kΩ	标准电阻器
2	包含在 #2217511 中	10 kΩ	标准电阻器
1	包含在 #2217511 中	100 kΩ	标准电阻器
2	包含在 #2217511 中	470 Ω	标准电阻器
2	包含在 #2217511 中	47 kΩ	标准电阻器
1	#151116	0.1 μF	无极电容器
1	#31000	4.7 μF	极性电容器
2	#94212	10 μF	极性电容器
1	#158394	100 μF	极性电容器
2	#254801	BC547	任何通用型 NPN 晶体管都可以使用
10	#333973	LED	标准发光二极管；所有二极管的正向电压（Vf）应大致相同
1	#904085	NE555	555 定时器集成电路
1	#12749	CD4017B	4017 十进制计数器集成电路
1	#44257	74C14	六输入施密特触发器反相器
4	#119011	瞬时开	触感迷你按钮
1	#202454	LDR/光敏电阻	光依赖电阻（光敏电阻），在光线中约为 5 到 10 kΩ，在黑暗中为 200 kΩ 或更高
1	#2239146	8 Ω 扬声器	迷你扬声器
1	#2120452	蜂鸣器	适用于 9V 电池的有源蜂鸣器

准备好材料后，让我们开始吧！

如何在本书中构建电路

对于本书中的每个电路，我都提供了电路图和零件清单。电路图是显示如何连接组件以构建电子电路的图示（见图 1）。

图 1 该电路图展示了如何连接电池、电阻器和 LED。

零件清单告诉你应该使用的组件值——例如，470 Ω 的电阻器或 10 μF 的电容器。每个组件都有一个符号，这些符号通过线条连接，展示了如何连接组件。通过稍加练习，你将很快学会如何区分不同的符号。

组件外观

在这一部分，我列出了每个组件，并附上了本书中使用的符号。你可能会在其他电子书籍或资料中看到相同组件的不同符号，但在本书中，它们将保持一致。

电池

电阻器

无极电容器

极性电容器

发光二极管 (LED)

光依赖电阻 (LDR)

晶体管

按钮开关

扬声器

蜂鸣器

集成电路

请注意，一些集成电路，如下图所示的施密特触发器反相器，使用的是表示其功能的符号，而不是方框符号。

在面包板上构建电路

面包板是一个非常简单的工具，用于构建电路。因为你不需要焊接——只需要插入组件——如果你以后想要构建其他东西，可以很容易地重复使用这些组件。

大多数面包板有两个组件区域和两个电源区域。我已经在图 2 中标注了这四个区域。每个组件区域中每行的五个孔——以数字标注——通过面包板内部的金属条连接。左侧组件区的行与右侧组件区的行没有连接。

图 2 一个典型的面包板，标注了区域

组件的导线被称为它的引脚、腿或引线。要在两个组件之间建立连接，你需要将它们的引脚插入同一行的组件区域中。如果你无法在同一行连接它们，可以使用跳线将一个行连接到另一个行。

在图 3 中，电阻器的下引脚和 LED 的上引脚在第 7 行连接在一起。电阻器的上引脚和 LED 的下引脚没有与任何组件共享同一行，因此它们没有连接到任何东西。

图 3 连接电阻器和 LED

电源区的孔是按列连接的。因此，如果你将电池的正极（或加）端连接到左侧电源区的左上角孔，从该列的顶部到底部的所有孔将连接到电池的正极端。

注意

在更大的面包板上，电源区有时会分为四个区域：右上角、左上角、右下角和左下角。

第一章：构建你的第一个面包板电路

这个简单的电路打开一个发光二极管（LED）。

电路图

部件清单

部件	数值	描述
电池	9 V	标准 9 V 电池
电池夹		将电池连接到面包板的组件
面包板		约有 400 个孔的塑料板
电阻器	470 Ω	降低通过 LED 的电流的组件
LED	红色	标准输出的发光二极管
跳线		两根不同颜色的面包板跳线

构建电路

要构建这个电路，你只需要一块电池、一只电阻器和一个 LED。电阻器可以减少流过 LED 的电流。你始终需要在 LED 的串联电路中放置电阻器，但它放在 LED 前还是后都无所谓。当你在电路中串联电阻器时，整个电路中的电流会减少。如果不使用电阻器，你可能会损坏 LED。

连接电阻器

对于这个电路，你需要一个 470 Ω（欧姆）的电阻器。如果仔细观察电阻器，你会注意到它上面有几条彩色的带子。这些颜色标识了电阻器的数值。要找到 470 Ω的电阻器，查找带有以下颜色带的电阻器：黄色、紫色、棕色和金色或银色（见图 1）。

图 1 一个 470 Ω的电阻器

将 470 Ω电阻器的一个引脚连接到 F 列的顶部行，并将另一个引脚连接到同一列的第 7 行，如图 2 所示。引脚连接的顺序无所谓；电阻器可以任意连接。

注意

在《电阻器颜色编码》的第 64 页中，你将找到一个解释电阻器颜色编码的表格。

图 2 连接电阻器到面包板

连接 LED

现在你需要将 LED 连接到面包板。LED 有两个引脚，分别称为阳极和阴极。为了使 LED 工作，你需要将阳极连接到电池的正极（+），阴极连接到电池的负极（–）。为了简单起见，我们称它们为 LED 的正引脚和负引脚。我已经在图 3 中标注了它们。

图 3 带有正负引脚的 LED

有两种方法可以辨别哪个引脚是哪个。仔细查看你的 LED。如果一只引脚比另一只长，那就是正极引脚。如果两个引脚的长度相同，可以再仔细看看塑料外壳底部的圆边。外壳的一侧应该是平的，如图 3 所示；那就是负极引脚。如果你仍然难以区分两个引脚，可以将 LED 放在平面上滚动，直到找到平面的一侧。

将 LED 的正极引脚连接到 H 列第 7 行，然后将负极引脚连接到 H 列第 10 行。根据图 4 检查连接是否正确。

图 4 将 LED 与电阻串联连接

现在，LED 的正极引脚已连接到电阻——如电路图所示——但负极引脚就像电阻的上端引脚一样，尚未连接到任何东西。

连接到电源列

接下来，你需要将来自面包板右侧电源区的导线连接到右侧元件区的相应行。

如果再次查看电路图，你会发现需要将电池的正极连接到电阻的最上端引脚——第 1 行的引脚。因此，使用跳线将第 1 行与电源区的正极列连接。通常，带有红线的列用作正极列（与电池夹的红线相匹配）。然后，将 LED 的负极引脚（第 10 行）连接到电源区的负极列。参考图 5 进行连接。

图 5 将元件区连接到面包板的电源区

连接电池

你已经正确放置了元件，并且将它们正确连接到了电源区。现在，你只需要连接电池。

首先，将电池夹连接到电池，确保红黑线的裸露金属部分不接触。接着，将电池夹的红线连接到右侧电源区的正极列。最后，将电池夹的黑线连接到负极列。根据图 6 检查电路。

图 6 将电池连接到面包板的电源区

现在 LED 应该亮起了！

如果 LED 没有亮起怎么办？

如果 LED 没有亮起，请逐一检查面包板上的每个连接，确保一切按照前面的步骤准确连接。

如果所有连接都正确，但仍然没有反应，可能是 LED 连接反了。试着将 LED 反过来再试一次。

如果仍然没有反应，请使用“电阻色码表”中第 64 页上的表格检查电阻的阻值。你的电阻应该是 470Ω。

还是不行？那你的 LED 可能坏了，不幸的是，如果你直接将其连接到电池上——也就是没有与电阻串联，它很容易就会坏掉。更换你的 LED 再试试。

你已经准备好构建这九个电路了！

现在你已经完成了第一个面包板电路，几乎准备好进行本书中的九个电路项目了。不过，首先，我建议你稍微玩一玩你在本章中构建的电路。试着真正理解这些连接是如何使电路正常工作的。理解这一点对于构建本书中的其余电路至关重要。一个好的测试方法是，看你是否能仅凭电路图，在左侧的组件和电源区域重新构建电路。

对于本书中的所有电路，你需要一个面包板、一堆面包板跳线、电池和电池夹。但为了简便起见，零件清单中不会列出这些组件。

电路按照难度排序，从最简单的开始。挑战在于弄清楚如何将每个电路连接到面包板上。如果你没有电路经验，一些后面的电路可能会比较有挑战性，但诀窍是不要放弃。

你可以通过本书的网站找到所有电路的资源，网址是 nostarch.com/circuits/。

第二章：稳手游戏

如果让环接触到电线，这个电路将发出蜂鸣声。

电路图

零件清单

零件	描述
蜂鸣器	适用于 9 伏电池的蜂鸣器
钢丝	像衣架一样的裸金属钢丝
金属环	像可乐罐的金属环
一支旧钢笔	用于固定金属环的旧钢笔
胶带	电工胶带最好，但任何胶带都可以使用

关于电路

你可能小时候玩过一个叫手术的游戏，在这个游戏里，你扮演一位外科医生，使用镊子从病人身上移除各种奇怪的小病症（比如脑冻结和抽筋）。如果你不小心触碰到了错误的地方，恐怖的蜂鸣声就会响起，病人的鼻子会亮起红灯。

在这一章中，你将制作一个稳手游戏，它与手术游戏类似，但目标是将一个金属环沿着一根钢丝轨道移动，不能让环碰到钢丝。如果你能将环移动到另一侧而不接触电线，你就赢了。如果环接触到电线，蜂鸣器就会响起，你就输了。

这个电路的基本原理是，电子设备中必须有一个闭合回路——电流能够流动的从电池正极到负极的连续路径。当金属环没有接触到钢丝时，你没有闭合回路，因此不会发生任何事情。当环接触到钢丝时，就形成了闭合回路，蜂鸣器就会响起。

将电池连接到蜂鸣器

电路本身很简单。你只需要将蜂鸣器和电池连接起来，在电路图中的黑色部分连接到面包板。确保蜂鸣器上的正极（+）朝向电池的正极端子。记住，电池夹的红线连接到电池的正极端子。

加入两根松动的跳线电缆——一根连接到蜂鸣器的负极（–），一根连接到电池的负极端子（如图 1-1 中的两根黄色电线）。

图 1-1 将电池连接到蜂鸣器

现在，你只需要创建一个游戏轨道，并将其集成到电路中。

制作游戏轨道

为了制作游戏轨道，使用衣架上的钢丝，将其弯曲成你想要的形状。使用来自电池负极连接处的松动跳线电缆和一些胶带将钢丝连接到面包板，如图 1-2 所示。确保跳线电缆末端的金属部分接触钢丝，这样它们之间就有良好的电气连接。

图 1-2 将跳线电缆固定在游戏轨道上

任何类型的胶带都可以使用，但我推荐使用电工胶带，因为它能很好地粘附在金属上。

将金属环连接到面包板

对于金属环，你可以使用像图 1-3 中展示的那种罐子的拉环。

图 1-3 使用罐子里的金属环环绕轨道。

将金属环和跳线的松散一端从蜂鸣器的负极处粘到旧钢笔的一端，确保跳线与金属有良好的连接（参见图 1-4）。钢笔为玩家提供了在轨道转弯时容易抓住的物体。

图 1-4 将金属环粘到钢笔上

就是这样！电路完成了，现在你可以测试你的手稳不稳了！

常见错误

如果电路无法正常工作，请仔细检查是否犯了这些常见错误：

• 没有在跳线和轨道之间建立良好的连接

• 没有在跳线和金属环之间建立良好的连接

• 将蜂鸣器连接错误（记得它有正负极）

如果你仍然在这电路上遇到困难，可以通过本书的官方网站获取更多资源，参见nostarch.com/circuits/。

一个安静的替代方案

如果你更喜欢一个没有噪音的游戏——这样你就可以不打扰别人——你可以修改游戏，用 LED 代替蜂鸣器。只需将电路中的蜂鸣器替换为 LED。别忘了将 LED 与电阻串联（就像你的第一个面包板电路那样）；否则，你可能会损坏 LED。

第三章：触摸启用的灯光

当你触摸由两根未绝缘导线组成的触摸板时，点亮 LED。

电路图

部件清单

部件	值	描述
R1	470 Ω	标准电阻
LED	红色/黄色/绿色	标准输出发光二极管
Q1	BC547	通用 NPN 晶体管

介绍晶体管

在这个电路中，你将使用一个晶体管——特别是一个NPN 晶体管。它有三个引脚：

• 顶部引脚：集电极

• 中间引脚：基极

• 底部引脚：发射极

不用担心引脚名称的含义——只需将它们视为标签即可。

将晶体管转动，使其标签面朝向你，并将引脚与图 2-1 进行对比。然而，请注意，不同的制造商可能会以不同方式排列引脚。在使用新晶体管时，最安全的做法是查看晶体管的文档或数据表，确认引脚布局。

图 2-1 一个 NPN 晶体管及其引脚布局

关于电路

在这个项目中，你将通过将两根未绝缘导线做成触摸板来制作一个触摸传感器。通过使用晶体管，你可以检测到有人触摸触摸板，并点亮一盏灯。当有人触摸触摸板时，他们手指上的高电阻将晶体管的基极与电池的正极连接起来。这完成了从电池正极到负极的电流路径，并允许微小的电流从基极流向发射极。

电流非常小，因为人类皮肤是一个较差的导体，具有较高的电阻；电流太弱，无法直接点亮 LED，这就是我们需要晶体管的原因。从基极到发射极的微小电流将使晶体管“导通”，以便更大的电流可以从集电极流向发射极。只有当晶体管导通时，电流才会流过 LED 和电阻，从而使 LED 亮起。

当没有人触摸触摸板时，基极保持未连接状态，因此不会有电流流经该引脚，LED 也不会亮起。

要制作触摸板，请按图 2-2 所示剪掉 LED 的引脚一部分。然后将它们水平放置在两排上，留一个孔用于将触摸板连接到电路的其余部分。

注意

不要让触摸板的两个金属垫在电池连接时发生接触。如果它们接触，很多电流将从基极流向发射极，这可能会损坏晶体管，使其无法使用。

图 2-2 剪下 LED 的引脚用于制作触摸板

将剪下的引脚水平排列在两排上。确保每排都留出一个孔，以便将触摸板连接到电路的其余部分。

常见错误

如果电路无法工作，确保你没有犯下以下常见错误：

• 搞错了晶体管的引脚

• 通过让触摸板的两个金属垫直接接触来损坏晶体管

• LED 连接反向

• 干燥的指尖；可以试着稍微湿润一下手指（湿润的皮肤具有较低的电阻，允许更多的电流通过）

如果你仍然在这电路上遇到困难，可以通过本书的网站找到更多资源，网址是 nostarch.com/circuits/。

电路如何工作

要让电流在电路中流动，你需要从电池的正极到负极有一条路径。如果没有这条路径，电流就无法流动，LED 也无法点亮。将晶体管“打开”可以使电流从其集电极流向发射极。

要打开晶体管，你需要让电流从基极流向发射极，这样就能让电流从集电极流向发射极。流经基极到发射极的电流量控制着从集电极到发射极能流过多少电流。

你可以通过晶体管的电流增益找到基极-发射极电流与集电极-发射极电流之间的关系。增益通常称为 h[FE] 或 β（贝塔）。对于你在这里使用的这种通用型晶体管，电流增益大约是 100。也就是说，集电极-发射极电流最大可以是基极-发射极电流的 100 倍。

在这个电路中，当没有人触摸触摸板时，从基极到发射极没有电流流动。这意味着晶体管是“关闭”的，电流不会流过电阻和 LED。

当你触摸触摸板时，你的手指充当了从电池正极到晶体管基极的电阻。微小的电流从基极流到发射极，这会导致从集电极到发射极的更大电流流动。电流还会流过你的 LED，将其点亮。

第四章：饼干罐报警器

当检测到光线时，这个报警器会发出声音。

电路图

元件清单

元件	数值	描述
LDR	200 kΩ	光敏电阻（光电阻），在光照下电阻约为 5 到 10 kΩ，在黑暗中电阻为 200 kΩ 或更高
Q1	BC547	任何通用的 NPN 晶体管
R2	1 kΩ	标准电阻器
蜂鸣器		使用 9 V 电池的有源蜂鸣器

关于电路

你想阻止人们从你的饼干罐里偷饼干吗？或者防止间谍窥探你的宝箱？那么这个电路就是为你准备的。

当电路处于黑暗环境中时，它保持安静，比如放在有盖子的饼干罐里。但是一旦盖子被拿掉，光线进入电路，电路就会发出警报，应该能把任何偷饼干的人吓跑。

电路使用 光敏电阻（LDR） 来检测光线。它的电阻在检测到更多或更少光线时会发生变化。LDR 检测到的光线越多，电阻越低。

LDR 和 R2 组成一个 分压器，它控制晶体管基极的输入电压量，根据检测到的光线强度来切换晶体管的开关。

一旦你的电路完成，你可以把它放进饼干罐或宝箱里，以保护你的珍贵物品。

常见错误

如果电路无法正常工作，请检查以下内容：

• R2 的电阻值过高或过低。请参考 “电阻颜色编码” 中的内容，查看 第 64 页 来帮助你解读电阻的颜色编码。

• 你把晶体管连接错了。如果你需要复习如何连接 NPN 晶体管，请参考 项目 2。

如果你想让电路对光的敏感度更高或更低，可以用更高（更敏感）或更低（不太敏感）的电阻值替换 R2。

如果你对这个电路有疑问，可以通过书籍网站获取更多资源，网址是 nostarch.com/circuits/。

电路工作原理

只有当电流通过蜂鸣器时，它才会发出声音，电流只能在电池正极与负极之间有一条路径时流动。这意味着只有当晶体管“开启”时，警报才会响起，这样电流才能从电池的正极通过蜂鸣器，再从晶体管的集电极流向发射极，最后回到电池的负极。

正如你在 项目 2 中看到的那样，为了让晶体管“开启”，需要从其基极流向发射极的电流。只有当基极与发射极之间的电压约为 0.7 V 时，电流才会流动。当电压远低于 0.7 V 时，基极和发射极之间没有电流流动，晶体管处于关闭状态。

在图 3-1 中的电路图中，你可以看到基极到发射极的电压等于 R2 两端的电压。

图 3-1 创建电压分压器

LDR 和 R2 连接形成一个电压分压器。LDR 在这个电路图中是 R1。计算电压分压器输出电压的公式是：

如果是黑暗环境，LDR 的电阻约为 200 kΩ或更高，而 R2 始终是 1 kΩ。你使用的是 9 V 电池，所以 V[in]是 9 V。如果将这些数值代入公式，你会得到：

这样，你会得到一个约为 0.04 V 的 V[out]，这个电压太低，晶体管无法导通。

如果是光照环境，LDR 的电阻约为 10 kΩ或更低。将这个值代入电压分压器公式，你将得到：

在这种情况下，V[out]约为 0.8 V。这超过了从基极到发射极流动电流所需的 0.7 V，因此晶体管“导通”，允许电流通过蜂鸣器、集电极和发射极，从而发出警报。

第五章：夜间灯

这个电路是一个在黑暗中点亮的夜间灯。

电路图

元件清单

元件	数值	描述
LDR	~10 k 至 ~200 kΩ	光敏电阻（光电阻），在光照下约为 5 至 10 kΩ 阻值，在黑暗中则为 200 kΩ 或更高
Q1	BC547	任意通用型 NPN 晶体管
R1	100 kΩ	标准电阻
R3	470 Ω	标准电阻
LED		标准输出发光二极管

关于电路

这个电路会在黑暗时点亮 LED。白天时，光线会使其熄灭，而在夜晚，它可以帮助你看到像前门钥匙孔或床头柜上的水杯之类的东西。

这个电路与 项目 3 中的电路类似，但在这里，晶体管控制的是一个 LED，而不是蜂鸣器。请记住，LED 必须串联一个电阻来限制电流。

此外，组成电压分压器的电阻和光敏电阻（LDR）已交换了位置，电压分压器将电压设置到晶体管的基极。

在 项目 3 中，LDR 是电压分压器的上半部分电阻。因此，当 LDR 的阻值 低 时——也就是当它感应到打开的曲奇罐中的光线时——晶体管会打开。在这个电路中，LDR 是电压分压器的下半部分电阻。这意味着当 LDR 的阻值 高 时，晶体管才会打开 LED，而这种情况发生在黑暗中。

常见错误

如果你的电路没有正确工作，请检查以下问题：

• R1 的阻值太高，导致 LED 永远无法点亮。如果你更改 R1，它的阻值必须不小于 1 kΩ（见下文的“电路如何工作”部分）。

• R1 的阻值太低，导致 LED 始终亮起。

• 你使用了错误的 R3 值——阻值太大或太小。

• 你连接了错误的晶体管极性。

• 你连接了错误的 LED 极性。

你可以通过更改 R1 的阻值来调整电路的光敏度，但如前所述，其阻值不能小于 1 kΩ（否则可能会损坏晶体管）。

如果你仍然对这个电路感到困惑，可以通过书籍的网站找到更多资源，网址是 nostarch.com/circuits/。

电路如何工作

就像在曲奇罐警报电路中一样，LDR 和电阻（R1）组成了该电路中的电压分压器。但由于 LDR 现在位于电压分压器的下半部分（在晶体管基极与负电池端之间），它的工作方式与曲奇罐警报电路相反。在这个电路中，当黑暗中 LDR 阻值较高时，晶体管基极的电压会足够高，从而使 LED 点亮（如 图 4-1 所示）。这意味着晶体管在黑暗时打开 LED。

图 4-1 从基极到发射极的电流量决定了从集电极到发射极的电流量。

我为这个项目使用的 LDR 在光照下的电阻大约是 5 到 10 kΩ。当使用 100 kΩ电阻（R1）时，当 LDR 的电阻值超过大约 10 kΩ时，LED 就会亮起。

这个电路有一个有趣的特点，那就是 R1 电阻还决定了 LED 的最大亮度。这是因为 R1 决定了流入晶体管基极的电流量，而这又决定了流入集电极的电流量。

对于像你在这个项目中使用的通用型晶体管，从集电极到发射极的电流最大可以是从基极到发射极电流的 100 倍。

这意味着，如果有 0.1 mA 的电流从基极流向发射极，则从集电极到发射极的电流最多可以达到 10 mA。如果从集电极到发射极的最大电流是 10 mA，那也就是 LED 中能够流过的最大电流。

流入晶体管基极的电流必须首先流过 R1. 并不是所有流过 R1 的电流都会进入基极——其中一些会流经 LDR——但是当光线暗时，LDR 的电阻非常高，为了简化计算，可以认为所有电流都流入基极。

计算 R1 电流（I）其实非常简单。只需要找到电阻两端的电压（V），然后除以电阻值（R）：

这个计算基于欧姆定律，它描述了电压、电阻和电流之间的关系。你可以在* www.build-electronic-circuits.com/ohms-law/* 了解更多关于欧姆定律的内容。

电阻上端的电压很容易计算。它是 9V，因为它连接到电池的正极，那么下端的电压呢？由于你正在寻找通过晶体管的最大电流，只有在晶体管开启时查看电流才有意义。当晶体管开启时，基极的电压大约是 0.7V。

所以你一边有 9V 电压，另一边有 0.7V 电压。这意味着电阻 R1 两端的电压是 8.3V。根据欧姆定律，你可以将 8.3V 除以 100,000Ω（=100 kΩ）得到 0.000083A（=0.083 mA），因此通过 LED 和进入晶体管集电极的最大电流是 100 倍，或者是 8.3 mA。

由于 R1 限制了流过 LED 的电流，因此在这个电路中，你实际上可以省略掉 R3 电阻，R3 的作用也是限制 LED 的电流。

第六章：闪烁的 LED

该电路使 LED 闪烁开关。

电路图

元件清单

元件	数值	描述
U1	74C14	十六进制施密特触发器反相器
C1	100 μF	极性电容
R1	10 kΩ	标准电阻
R2	470 Ω	标准电阻
LED		标准输出发光二极管

关于电路

我小时候想学的第一件电子技术就是如何让灯闪烁。你可以通过几种方式实现这一点，但这个电路可能是最简单的方法，尤其是它只需要非常少的元件。事实上，你只需要五个元件，包括电阻和 LED。

该电路围绕一个反相器工作，反相器是一个输出与输入电压相反的元件。如果它接收到高电压输入，它会输出低电压，反之亦然。高电压是接近正电源电压（此处为 9 V），低电压是接近 0 V 的电压。

反相器（U1）的输出通过电阻连接回输入，这会导致振荡，即在高电压和低电压之间来回跳动。如果反相器输入为高电压，那么输出将为低电压。你将低电压输出连接回反相器的输入，因输入为低电压，输出将变为高电压。然后将高电压输出再次连接回反相器输入，如此循环。

为了将振荡速度减慢到足以看到 LED 闪烁的程度，你需要在反相器的输入端使用一个电容器。电容器用于存储和释放能量；该电路中的电容器（C1）的充放电将增加输入从低电压到高电压、从高电压到低电压的时间。电阻（R1）控制电流来回流动以充放电电容器，因此 R1 和 C1 的大小决定了振荡的速度。

你应该使用一个 74C14 IC 施密特触发器反相器；它的高电压到低电压切换的阈值与低电压到高电压切换的阈值不同。这确保了反相器不会卡在高电压和低电压之间的某个状态。

施密特触发器反相器是一个 14 脚的集成电路（IC），它是一颗具有自己内部电路的单片芯片。电路图中每个引脚旁边的数字表示该引脚在集成电路上的编号。图 5-1 展示了 74C14 IC 施密特触发器反相器引脚的排列方式。

图 5-1 74C14 施密特触发器反相器的引脚图

要将一个 IC 连接到面包板上，你需要将它跨接在两个元件区之间，如图 5-2 所示。

图 5-2 连接反相器 IC 至两个元件区

这将为你提供左侧组件区域引脚 1 到 7 的连接以及右侧组件区域引脚 8 到 14 的连接。请注意，引脚 1 在反相器的一角有一个圆形凹槽，或者它的引脚 1 端有一个缺口。

常见错误

如果你的电路没有正常工作，你可能犯了以下这些常见错误：

• 忘记将 V[DD]（引脚 14）连接到电池的正极

• 忘记将 GND（引脚 7）连接到电池的负极

• 错误读取集成电路的引脚排列

• 将 LED 的正极引脚误认为负极引脚

要减慢闪烁速度，增加电容值或 R1 的电阻值（或两者同时增加）。要加快闪烁速度，则减少这些值。

如果你仍然在这个电路上遇到困难，可以通过本书网站上的资源来获取更多帮助，网址是nostarch.com/circuits/。

电路工作原理

反相器是一种将输入信号反转的设备。因此，低输入会变成高输出，反之亦然。你可以使用一个晶体管和几个电阻器来构建一个简单的反相器，如图 5-3 所示。

图 5-3 使用晶体管构建的反相器

当输入端有低电压（0 伏特）时，晶体管处于关闭状态；当输入端有高电压（9 伏特）时，晶体管处于开启状态。

使用 V[DD]和 GND 符号简化电路图

图 5-3 顶部和底部的符号在电路图中是常见的。对于本书中的电池驱动电路，V[DD]是连接电池正极的地方，GND 是连接电池负极的地方。

你可以使用这两个符号来简化电路图，因为它们让你省略电池符号和连接电池与电路的线路。

当晶体管关闭时，你可以把它看作是一个集电极与发射极之间具有非常高电阻的电阻器（图中的 Rt）；当晶体管开启时，它就变成了一个电阻为零的电阻器。你可以通过忽略输入，单独看输出电路来更容易理解这一点，就像在图 5-4 中看到的那样。你可能会注意到，这实际上形成了一个电压分压器。

图 5-4 晶体管关闭时的简单电阻器

在项目 3 中，你学会了如何通过电压分压器计算电压。对于图 5-4 中的 R1 和 Rt，计算输出电压的公式是：

当你有高输入时，可以把晶体管看作是一个电阻（Rt），其电阻为零（或者看作一根导线）。如果你在这个公式中将 Rt 替换为零，无论其他值是什么，你都将得到 0 伏特作为输出电压，因此输出就是低电压。

当输入低电平时，你可以将晶体管看作是一个具有非常高电阻的电阻器——比如，数十亿欧姆。R1 的正常值为 1,000 Ω，所以如果你将 9 V 作为 V[in]，并且尝试将 10 亿欧姆代入公式作为 Rt，结果是 9 V——即高电平输出。

施密特触发器反相器的工作方式类似，但它在集成电路中增加了一些额外的组件，使得电路能够在不同的输入电压下从高电平切换到低电平，或者从低电平切换到高电平。

你在本项目中使用的 74C14 芯片是一种集成电路，包含六个反相器，这就是它拥有如此多引脚的原因。你可以在图 5-5 中看到该电路的引脚图和内部反相器。

图 5-5 74C14 芯片包含六个反相器

由于其小巧的体积，使用像 74C14 这样的集成电路相比于从头开始构建反相器可以节省大量空间。

第七章：铁路道口灯

该电路以交替的模式闪烁两个 LED。

电路图

元件清单

元件	值	描述
R1, R4	470 Ω	标准电阻
R2, R3	47 kΩ	标准电阻
Q1, Q2	BC547	任何常用的 NPN 晶体管
C1, C2	10 μF	极性电容器
L1, L2		标准输出发光二极管

关于电路

该电路使两个 LED 交替闪烁。你可以将其用作铁路道口灯，例如，或者作为玩具机器人眼睛的灯光。

这是一个经典的电路，称为 自激多谐振荡器。在 项目 5 中，你使用一个反相器使 LED 闪烁，反相器不断地开关自如。自激多谐振荡器则使用两个晶体管交替地相互控制开关。为了真正理解这个电路的工作原理，你需要对电子学的基础有坚实的理解，尤其是电压在电容器电路中的表现。

常见错误

这个电路有很多连接点，所以很容易忽略某些部分。即使我已经做过很多次，搭建这个电路时我也常常出错。如果你的电路无法正常工作，请检查以下内容：

• 在需要 47 kΩ电阻的地方使用 470 Ω电阻，反之亦然

• 错误连接 LED

• 混淆晶体管引脚

• 意外接触引脚，尤其是在晶体管周围

• 错误连接电容器

如果你想更改闪烁速度，试着更换两个电容器（C1 和 C2）以及电阻器（R2 和 R3）的值。

如果你仍然在为这个电路而苦恼，你可以通过书籍网站获取更多资源，网址是 nostarch.com/circuits/。

电路工作原理

对电子学基础的理解，特别是电压在电容器电路中的表现，将帮助你理解这个电路的工作原理。在这个电路中，如 图 6-1 所示，当左侧晶体管（Q1）导通时，左侧的 LED 亮起；当右侧晶体管（Q2）导通时，右侧的 LED 亮起。晶体管 Q1 由 R3 和 C2 之间的电压控制，而晶体管 Q2 由 R2 和 C1 之间的电压控制。

图 6-1 左侧节点的电压控制右侧晶体管（Q2），反之亦然。

接下来，你需要详细检查两个电容器之间的电压。如果你不熟悉电路中的电压和电流行为，我建议你在继续之前阅读这篇文章： www.build-electronic-circuits.com/kirchhoffs-law/。

在深入解释之前，这里有两件事需要记住：

• 电压总是测量两个点之间的差值。当我们谈论某一点的电压时，我们指的是从该点到电池负极端子的电压——这就是为什么负极是 0 V 的原因。

• 本书中，我们将晶体管作为开关使用。它需要在中间引脚（基极）上有 0.7 V 才能开启。当晶体管开启时，它的顶部引脚（集电极）与底部引脚（发射极）连接，这样电流就可以流过它。这也意味着当晶体管开启时，顶部引脚和底部引脚的电压是相同的。当晶体管关闭时，顶部引脚和底部引脚之间没有连接，因此没有电流流动。

让我们从查看 LED L1 亮起而另一个 LED 熄灭的电路开始。L1 只有在晶体管 Q1 打开时才会亮起。记住，Q1 只有在基极电压达到 0.7 V 时才会打开。由于电容器 C2 的负极（–）连接到 Q1 的基极，因此这也必须是 0.7 V。

C2 的正极通过 R4 和 L2 连接到 9 V，它几乎瞬间充电到约 8 V（一些电压被 LED L2 消耗）。你可能会想，“嘿，如果电流通过 R4 和 L2，为什么 L2 不亮？”原因是，一旦电容器右侧的电压升高到 8 V，电流就不再通过 LED，因此它不会亮起。

图 6-2 显示了我们到目前为止找到的电压。

图 6-2 当左侧的 LED 亮起时，C2 的正极电压很快达到大约 8 V。

现在让我们来看一下另一个晶体管 Q2 的电压。

由于晶体管处于关闭状态，它的基极电压必须低于 0.7 V。C1 的负极连接到基极，这意味着它的电压也低于 0.7 V。但 C1 的负极还通过电阻 R2 连接到 9 V，这意味着它正在被充电，电压正从低于 0.7 V 的状态慢慢增加，如图 6-3 所示。

图 6-3 C1 右侧的电压低于 0.7 V，但正在上升，当左侧的 LED 亮起时。

因此，C1 的负极电压在上升，当它达到 0.7 V 时，动作开始。当 C1 的负极电压达到 0.7 V 时，晶体管 Q2 的基极电压也为 0.7 V 并开启，这意味着右侧的 LED 也会亮起。

当 Q2 导通时，电容 C2 上的电压发生了一些有趣的变化：从图 6-2 中我们知道，C2 的负极上有 0.7 V，正极上有 8 V。换句话说，负极比正极低 7.3 V。但现在 Q2 导通，C2 的正极电压突然通过晶体管被拉到 0 V。尽管如此，电容器的内部电荷并不会立刻改变，所以 C2 上的电压差最初保持不变，负极比正极低 7.3 V。但由于正极现在是 0 V，负极变成了比 0 V 低 7.3 V，也就是 –7.3 V！当 C2 的负极为 –7.3 V 时，晶体管 Q1 的基极也会得到 –7.3 V，这使得 Q1 关闭（参见图 6-4）。

图 6-4 当晶体管 Q2 导通时，左侧的晶体管和 LED 关闭。

所以现在，左侧的 LED 和晶体管已经关闭，右侧的 LED 和晶体管已经导通，如图 6-4 所示。C2 的负极起始电压为 –7.3 V，并通过电阻 R3 正在充电，因此电压在上升。由于这个电压连接到晶体管 Q1 的基极，当电压达到 0.7 V 时，Q1 会再次导通，周期继续重复。两个晶体管不断交替导通与关闭，导致两个 LED 也在交替亮灭。

第八章：聚会灯光

该电路将多个闪烁的 LED 连接起来，制作成串灯。

电路图

零件清单

部分	数值	描述
R1	10 kΩ	标准电阻
R2	100 kΩ	标准电阻
R3	100 Ω	标准电阻
C1	4.7 μF	极性电容
L1 到 L6	红色、黄色或绿色	标准 LED；所有 LED 的正向电压（Vf）必须大致相同
U1	NE555	555 定时器 IC

关于电路

如果你想为聚会做点酷炫的东西，这个电路就是为你设计的。这是一个简单的方式，让多个 LED 同时闪烁。通过将所有的灯通过一根长线连接在一起，你可以把它们挂在窗户上，或者用它们来装饰一棵树。

电路使用了一个555 定时器，它是一个经典的集成电路，用来让事物反复开关；你可以在图 7-1 中看到定时器的引脚图。

图 7-1 555 定时器引脚图

两个电阻（R1 和 R2）和一个极性电容（C1）设置了闪烁的速度，而第三个电阻（R3）决定了流向 LED 的电流。

常见错误

如果电路无法正常工作，可能是你犯了以下一些常见错误：

• 将一个或多个 LED 连接错误方向

• 将 555 定时器接错

• 将电容器接反

• 将集成电路（IC）的引脚编号弄混，导致连接到错误的引脚

你可以通过改变电阻（R3）的数值来添加或移除 LED。如果每个 LED 需要 10 毫安电流，且你想使用五个 LED，那么你需要 50 毫安电流通过电阻。你可以使用欧姆定律来计算正确的电阻值：

欧姆定律表明，电阻等于电阻器两端的电压除以流过它的电流。在你五个 LED 的例子中，这转化为以下方程：

在这种情况下，你使用的是 9 伏电池，LED 之间约有 2 伏电压，所以得到 7 伏作为分子。然后将其除以先前计算的 50 毫安，得到 140 欧姆的电阻。请注意，随着你添加更多的 LED，电路需要的电阻会减少，而随着你移除 LED，所需的电阻会增加。

如果你在使用这个电路时遇到困难，可以通过本书的官方网站提问和留言，网址是 nostarch.com/circuits/。

注意

555 定时器总共只能输出 100 到 200 毫安的电流。请查看芯片的数据手册，获取确切的数值。

电路如何工作

图 7-2 展示了 555 定时器的内部结构。绿色框中标记为“触发器”的部分是一个简单的记忆装置，具有两种状态：输出高电平（翻转）和输出低电平（翻摆）。它有两个输入，设定（S）和重置（R），它们分别将输出（Q）设置为高电平或重置为低电平。Q 始终与相反。

你看到的两个三角形是比较器。如果标记为 + 的比较器输入电压高于标记为 – 的输入电压，则输出为高电平；否则，输出为低电平。

图 7-2 555 定时器内部结构

V[CC] 和地面之间的三个 5 kΩ 电阻是“555”这个名字的由来。它们将 V[CC] 电压分为三等分，为每个比较器设置固定电压：V[CC] 的三分之一电压送到比较器 1 的正 (+) 输入端，V[CC] 的三分之二电压送到比较器 2 的负 (–) 输入端。

如果你查看图 7-2 中的输出（引脚 3），你会看到它连接到触发器的输出。这意味着如果触发器被“设置”了，输出为高电平；否则，输出为低电平。如果你查看触发器的输入，你会看到两个比较器负责设置和重置触发器。这意味着负责控制输出开关的引脚是引脚 2 和 6。

引脚 2 标记为触发端，负责将输出设为高电平。当引脚 2 的电压低于 V[CC] 的三分之一时，比较器 1 输出高电平并设置触发器，进而将输出设为高电平。引脚 6 标记为阈值；当其电压超过 V[CC] 的三分之二时，负责将输出重置为低电平。

请参考本项目开始时的电路图。对于本项目的电路，引脚 2 和 6 相互连接，因此当这些引脚上的电压升高时，输出为低电平。当这些引脚上的电压降低时，输出为高电平。这意味着你需要在这些引脚上切换电压的高低，以切换输出的高低电平。

引脚 7 对于实现这个功能非常重要。它标记为放电。在芯片内部，引脚 7 连接到一个晶体管，如图所示。该晶体管由控制，即输出的反向值。这意味着当输出为低电平时，晶体管接收到高电平并导通，将引脚 7 连接到地面。否则，晶体管关闭，引脚 7 与任何东西都不连接。

当我们给电路通电的瞬间，电容器 C1 完全放电。这意味着引脚 2（触发端）为低电平，意味着引脚 3（输出端）为高电平。这也意味着引脚 7（放电端）在内部没有连接到任何东西。

由于 C1 通过 R1 和 R2 连接到 9V 电源，C1 将开始充电，其正极引脚上的电压将开始上升。这意味着引脚 6（阈值引脚）上的电压也在增加。当阈值电压足够高时，输出从高电平变为低电平，并且引脚 7（放电引脚）会内部连接到地面。

在这种情况下，当引脚 7 连接到地面时，电容器将通过 R2 开始放电（因此引脚的名称为放电引脚），一直放电到引脚 7 的地面。因此，电容器两端的电压会降低，并且会持续下降，直到引脚 2 上的电压低到足以“触发”为止。当触发时，输出从低电平切换到高电平，引脚 7 会再次与地面断开连接。

现在我们回到与开始时相同的情况，电容器正在充电，以至于电容器两端的电压逐渐升高。这个过程会无限重复。

以下是 555 定时器每个引脚的简要概述：

• 引脚 1 地面 该引脚连接到电池的负极。

• 引脚 2 触发 当该引脚电平变低（小于 V[CC] 的三分之一）时，输出变为高电平。

• 引脚 3 输出 当输出为高电平时，芯片的输出电压约为 V[CC] 低 1.5 V，而输出为低电平时，电压接近 0 V。

• 引脚 4 复位 该引脚用于复位整个电路。它是一个“反向”引脚，这意味着当引脚电平变低时，会复位。也就是说，通常引脚需要保持高电平，以避免芯片处于“复位”状态。

• 引脚 5 控制电压 该引脚用于控制阈值引脚的阈值电压。当你想调整电路的频率而不改变 R1、R2 和 C1 的值时，这个引脚非常有用。对于这个电路，你可以将其不连接。有时你会看到这个引脚通过一个电容与地面连接；这种方式是为了防止其上的噪声影响频率。

• 引脚 6 阈值 当电压升高（超过 V[CC] 的三分之二）时，该引脚将输出恢复为低电平。

• 引脚 7 放电 当输出为高电平时，该引脚未连接；当输出为低电平时，它连接到地面。

• 引脚 8 V[CC] 电源 这是正电源引脚，能够承受 5V 到 15V 之间的电压。

第九章：数字钢琴

这个项目的四个按钮会播放四种独特的音调。

电路图

部件清单

部件	数值	描述
R1	1 kΩ	标准电阻
R2	10 kΩ	标准电阻
R3–5	1 kΩ	三个标准电阻
R6	100 Ω	标准电阻
C1	0.1 μF	非极性电容
U1	NE555	555 定时器 IC
S1–S4	瞬时开关	四个触感微型按钮
SPK1	8 Ω	微型扬声器

关于电路

在这个电路中，你将制作一个有四个按钮的乐器，每个按钮播放一种不同的音调。

为了产生声音，你需要向扬声器发送一个振荡电压。因此，你将使用 555 定时器生成一个快速开关的电压——每秒几百次！

电容 C1 的数值、电阻 R5 的数值以及引脚 6 和 7 之间的电阻将决定声音的音调。你将把电阻器放在每个按钮之间，因此按下按钮会影响电路的电阻。这意味着引脚 6 和 7 之间的电阻会根据你按下的按钮而不同，从而产生不同的音调。

按钮有四个引脚。当你从图 8-1 所示的角度查看它时，前面的两个引脚总是连接在一起，后面的两个引脚也是如此。当你按下按钮时，前面的引脚会连接到后面的引脚。

图 8-1 按钮有四个引脚。

我偏好的按钮连接方式是将按钮横跨板子的中间间隙，如图 8-2 所示。这可以为你连接电阻和必要的电线提供足够的空间。不要担心旋转问题，因为按钮只有一个方向可以安装。

图 8-2 连接按钮，使它们跨越间隙。

最好先只用一个按钮来构建电路。先连接按钮 S1，然后当第一个按钮正常工作后，再添加其他三个按钮。

警告

确保电阻 R6 与扬声器串联有两个原因：（1）限制流向扬声器的电流，这样即使是非常小的扬声器也不会烧坏；（2）确保你不会通过施加超过 IC 承受范围的电流而损坏 IC。

常见错误

如果你遇到电路无法正常工作的问题，请检查是否犯了这些常见错误：

• 错误连接 555 定时器

• 将 IC 的引脚编号搞错并连接到错误的引脚上

• 忘记连接一根电线（由于连接太多，很容易搞错！）

如果你想在键盘上添加超过四个按钮，可以增加更多的按钮和电阻。

如果你在这个电路上遇到困难，可以通过书籍网站提出问题和发表评论，网址是 nostarch.com/circuits/。

电路的工作原理

在上一章中，你了解了 555 定时器的工作原理。这个电路的工作方式相同，只是第 7 项目中的输出是缓慢开关的，可能是每秒一次。而在这个电路中，输出每秒钟切换数百次！

电容器 C1 和电阻器 R1 到 R5 决定了输出（引脚 3）在高电压和低电压之间切换的频率。要计算你听到的声音的准确频率，你将使用 555 定时器的切换频率公式：

R[X]的数值是引脚 6 和引脚 7 之间的电阻值，因此它将取决于你按下哪个按钮。让我们看看按下 S1 时你得到的频率：

如果你将这些数值输入计算器，你会得到 686。这意味着第一个按钮的频率是 686 Hz。

对于其他按钮，以下是你需要输入频率公式的 R[X]值：

如果你在计算器上计算这些数字，你应该得到：

S2: 626 Hz

S3: 576 Hz

S4: 533 Hz

如果你想改变每个按钮的频率（或音调），你需要改变电阻器 R2 到 R5 的数值。首先尝试以 100 Ω的增量进行调整，然后再通过更小的增量来微调音调。将两个电阻串联起来会得到它们的总电阻，等于它们的和。

第十章：LED 霓虹灯

该电路创建一个跑马灯效果，像旧式的电影院霓虹灯招牌一样。

电路图

零件清单

元件	数值	描述
R1, R2	10 kΩ	两个标准电阻
R3	470 Ω	标准电阻
C1	4.7 μF	极性电容
L1 到 L10	LED	标准发光二极管
U1	NE555	555 定时器集成电路
U2	CD4017B	4017 十进制计数器集成电路

关于电路

该电路使用了 555 定时器和 4017 十进制计数器，都是集成电路。555 定时器的 3 号引脚的电压会在高低之间反复切换，正如你在项目 8 中看到的那样。你将这个信号连接到 4017 集成电路的 14 号引脚，4017 会计数 14 号引脚的电压从低到高的次数。4017 有 10 个输出—标记为 Q0 到 Q9—代表这个计数。例如，经过三次计数后，Q3 输出为高电平，其他输出为低电平。到第 10 次计数时，计数器会重新从 Q0 开始。图 9-1 显示了 4017 集成电路的引脚排列。

图 9-1 4017 集成电路的引脚排列

运行速度由 R1、R2 和 C1 设置。改变其中一个值，灯光的运行速度将发生变化。较大的值会减慢速度，较小的值会加快速度。

这是一个大型电路，因此很容易将导线或元件连接到错误的位置。我建议你先连接 555 定时器部分。然后，将一个 470 Ω 电阻与 LED 串联，连接在 555 输出的 3 号引脚和电池的负极之间。你应该能看到 LED 快速闪烁。这样，你可以断开 LED 和电阻，继续连接其余的电路。

这个电路包含了很多连接在一个小区域内，因此你需要灵活使用空间。我建议你使用左侧电源区的其中一列来连接 LED 的负极。这将节省一些空间。

常见错误

如果你的电路无法正常工作，请检查你是否犯了以下常见错误：

• 将一个或两个集成电路连接错误

• 将集成电路的引脚号搞错，并将元件连接到错误的引脚

• 将一个或多个 LED 连接错误

• 将电容器连接反向

• 将导线或元件连接到应该连接位置的上方或下方一行

如果你在使用这个电路时遇到困难，可以通过本书的网站获得更多资源，网址是 nostarch.com/circuits/。

电路如何工作

该电路使用 555 定时器生成连续的脉冲序列（称为时钟脉冲），并使用 4017 十进制计数器来计数它接收到的脉冲数。Q0 到 Q9 的输出 LED 指示当前计数。当计数器达到 10 时，它会自动从 0 重新开始。这样，LED 看起来像是从一边跑到另一边，且没有停止。

4017 集成电路非常易于使用。要让它工作，只需将 V[DD]和 GND 引脚连接到电源。通常，5 V 到 15 V 之间的电压即可正常工作。连接好电压后，芯片开始运行，并会对其 CLK（时钟）输入引脚上的低电平到高电平的每一次过渡进行计数。

请注意，每个输出只能提供大约 10 mA 的电流。如果尝试从每个输出获取更多的电流——例如，通过使用较小的 R3 电阻——可能会导致奇怪的行为，甚至损坏芯片。

以下表格提供了每个引脚功能的概览。

PIN #	名称	描述
1	Q5	当计数为 5 时为高电平
2	Q1	当计数为 1 时为高电平
3	Q0	当计数为 0 时为高电平
4	Q2	当计数为 2 时为高电平
5	Q6	当计数为 6 时为高电平
6	Q7	当计数为 7 时为高电平
7	Q3	当计数为 3 时为高电平
8	GND	地（0 V）连接
9	Q8	当计数为 8 时为高电平
10	Q4	当计数为 4 时为高电平
11	Q9	当计数为 9 时为高电平
12	进位输出	计数为 0 到 4 时输出高电平
13	时钟禁止	当此输入为高电平时，计数器不会计数任何时钟脉冲
14	CLK	用于计数的脉冲输入
15	复位	当复位引脚为高电平时，将计数重置为 0；必须为低电平才能计数
16	V[DD]	正电压供应

第十一章：下一步该做什么

恭喜你，已经走到了最后！

如果你已经完成了所有九个电路，你应该已经具备了使用电子技术创造伟大作品的坚实实践基础。如果你是电子学的新手，可能还没有完全理解书中每个电路的所有细节，但这没关系。这本书的目的是帮助你构建电路并提高你的实践电子技能。

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第十二章：电阻颜色代码

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资源

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铁路道口灯： 危险！如果这个电路的两盏灯在闪烁，千万不要穿越铁轨。

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数字钢琴： 用这个简单的合成器演奏一首曲子，了解扬声器的工作原理。

LED 广告牌： 上演一场灯光秀，用这个炫酷的结局给朋友们留下深刻印象。

Øyvind Nydal Dahl 在 14 岁时制作了他的第一个电路，并从那时起一直在不断构建。Øyvind 拥有奥斯陆大学的电子学硕士学位，帮助公司开发新产品，并在世界各地教授电子学工作坊。他还是《儿童电子学》（No Starch Press，2016）的作者。更多关于 Øyvind 的信息， 请访问 www.build-electronic-circuits.com/。

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