121数字式定时开关实习报告Word格式.docx
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1、秒脉冲模块·
2、计数模块·
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3、显示模块·
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4、开关模块·
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八、总原理图·
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九、详细工作原理·
十、元件清单·
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十一、实验的调试测试结果与分析·
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十二、结论·
十三、参考文献·
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一、概述
随着电子技术的发展，特别是新型集成电路、分立元件的不断投入市场，使得人们对电子技术应用的关注度已经大大超过了电子技术本身。
由于集成电路技术的诸多优点。
比如省电、计时准确，稳定性高，价格低廉等。
在计时、自动报时及自动控制等领域发挥着重要作用，人们的日常生活离不开数字化产品，如今的电子技术已经深入到社会生活的各个角落。
在工业生产中有许多地方都需要电子设备进行自动控制，例如数字式定时开关。
这种具有很高的实用价值、价格比较低廉的电子产品，包含于各种大小家电产品，像全自动洗衣机、空调等都有开关定时这样的空能。
实用数字式定时开关能够使一些电子产品更加自动化、智能化。
数字电子技术是一门实践性和应用性都很强的课程，因此在学习课程理论知识的同时，应重视和加强实践训练，要注重对技术应用能力的培养，使理论知识和实践紧密结合，融为一体。
通过本次课程设计还学到了分析、查询和排除故障的方法。
课题：
数字式定时开关
二、实习设计目的
实习是对学生运用所学专业理论知识和实践操作技能的一次检验，使学生得到一次全面、系统的实践训练，以巩固所学的理论知识，加强实际操作、独立工作和解决实际问题的能力。
同时，培养严谨求实、团结协作、吃苦耐劳、遵守纪律的良好作风；
通过设计实习可达到以下目的：
1.加深对所学理论知识的理解，更熟练掌握基本理论，且将理论与实际相结合。
2.学会基本的设计方法，能灵活运用所学理论知识进行设计，为今后的毕业设计打下良好的基础。
3.对所设计的电路进行实际电路验证，学会基本的调试电路的方法，
4.熟悉焊接技术。
三、实习设计要求
（1）明确实习任务，认真学习设计实习大纲，提高对设计实习的认识，做好思想准备。
（2）认真完成设计实习内容，收集相关资料，撰写设计实习报告。
（3）虚心向指导教师学习，尊重知识，敬重他人。
（4）自觉遵守学校的有关规章制度，服从指导教师的领导，培养良好的风气。
（5）设计实习结束后，应在规定时间内交实习报告。
四、电路所实现的功能
我们设计的数字式定时开关的主要功能是定时开关，可以实现1到100秒内任意时间的定时，并在时间到后维持在开的状态不变，这次设计中，我们为了体现开关的特点，特意加入了继电器，由继电器来实现电路的开关功能。
五、总原框图
六、阐述工作原理
电路一共有四个模块，一是由555定时芯片构成的秒脉冲模块，二是有两个40192计数芯片构成的计数模块，三是由两个4511，两个数码管组成的显示模块，四是由继电器等组成的开关模块。
由555构成的秒脉冲产生1hz的信号给计数器形成倒计时，显示芯片译码在数码管上显示剩余的时间，最后是时间到后给出一个低电平，通过三极管驱动继电器行成开关。
七、各模块设计与原理
1、秒脉冲模块
原理：
由555定时芯片构成秒脉冲，由时间T=0.7*（R1+R2）*C+0.7*（R2）*C。
所以令R1=51kΩ，R2=47kΩ，C=10μf，就可令T=1S，最后由3端把信号输出。
2、计数模块
这里用到的是cc40192芯片，芯片的引脚如下图
CC40192引脚排列
CC40192时同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列如图所示。
图中LD—置数端CPU—加计数端CPD—减计数端CO—非同步进位输出端BO—非同步借位输出端D0、D1、D2、D3—计数器输入端Q0、Q1、Q2、Q3—数据输出端CR—清除端CC40192（同74LS192，二者可互换使用）的功能如表
当清除端CR为高电平“1”时，计数器直接清零；
CR置低电平则执行其他功能。
当CR为低电平，置数端LD也为低电平时，数据直接从置数端D0、D1、D2、D3置入计数器。
当CR为低电平，LD为高电平时，执行计数功能。
执行加计数时，减计数端CPD接高电平，计数脉冲由CPU输入；
在计数脉冲上升沿进行8421码十进制加法计数。
执行减计数时，加计数端CPU接高电平，计数脉冲由减计数端CPD输入。
3、显示模块
由cc4511芯片通过限流电阻接数码管，从而构成显示模块。
Cc4511的数据输入端接cc40192的数据输出端。
CC4511的管脚图及功能端如下图。
CC4511的功能表
4511译码器有16只脚k（如右图），所需电源为5V。
输入脚D、C、B、A吸收BCD码，/LT、/BI和LE三脚为控制信号，当/LT=1、/BI=1、LE=0时（硬件连接图中，令/LT、/BI接电源正极，LE接地）且DCBA的值不超出1001时，4511译码显示，否则数码管消隐。
本设计用到的共阴极数码管有10只脚，上下各5只，中间两只为接地端，将数码管和4511对应的脚连接起来再用单片机控制便正确显示数字。
为使两个数码管互相之间不干扰，采用4个阻值为150Ω的电阻分别与数码管接地端串连起来，这样做一方面对数码管起到限流保护作用。
4、开关模块
原理图
这个模块就是有计数模块的输出端出来的低电平经三极管，放大后驱动继电器，使常开状态的两个引脚闭合，从而使蜂鸣器发声。
报警用的发光二极管要接限流电阻，否则会烧掉。
上图是下拉电阻构成的高低电平输出模块，由他给计数器的置数端提供高低电平。
从而设定倒计时的时间。
八、总原理图
九、详细工作原理
先由555定时芯片产生一个秒脉冲，它提供定时信号，产生的时钟信号供给cc40192的CPD端，使计数器减计数，CC40192的置数端LD在置数时计给一个低电平，有拨码开关与电阻组成的高低电平模块供高低电平给D0、D1、D2、D3—计数器输入端，一共是两个CC40192，由低位片的CC40192的BO端（非同步借位输出端）接高位片的CPD从而实现，100内的减计数，CC40192的Q0、Q1、Q2、Q3—数据输出端连接CC4511的DBCA，功能端LTBILE分别接110，使CC4511正常工作，CC4511的输出端经限流电阻连接数码管，就构成了显示模块。
为了实现计数器倒计时到0后保持零的状态，我们用了4个或非门与一个4输入的与非门，计数器的输出端与与非门相连，只要计数器的输出端有一个是1，与非门的输出端5就是1，只有计数器的输出的全0时，输出端5才输出0.输入端6接脉冲信号，输出端7接计数器的CPD这样就实现了倒计时到0时，计数器没有脉冲信号，就保持在了0状态。
之后的报警模块就由5端的低电平连三极管，驱动继电器工作。
十、元件清单
1、555定时芯片
2、CC40192*2
3、CC4511*2
4、数码管*2
5、CC4001或非门
6、CC4011与非门
7、CC4012双四输入与非门
8、继电器
9、蜂鸣器
10、发光二极管
11、三极管
12、5.1K电阻*9限流电阻*16
13、1K、51k、47k的电阻
14、10μf10nf各一个
15.插座若干
十一、实验的调试测试结果与分析
（1）实验第一天，选好课题，分析了原理，采用的方案，并列出了原件的清单
（2）实验中的一些问题：
三极管和数码管烧毁，计数到零不保持（因为接触不良，焊接不到位），报警模块不报警（继电器连线不正确，驱动电压不够）。
（3）在实验中我们三极管接错了，导致烧掉几个三极管，原因是接反了。
（4）最后我们实现了设计要求，电路可以正常工作。
（5）此次课程设计让我了解到，原本以为了解的原理其实并不是很清楚，还有好多细节没弄清，比如三极管PNP与NPN的区别与使用，发光二极管要接多大的限流电阻，芯片的功能端要怎么处理等，实践很重要，实践锻炼了我们勤于思考，独立思考，相互合作，以及查阅文献的能力。
十二、结论
课程设计是一个可以充分复习和巩固我们平时所学知识的过程，我们可以利用自己的知识做出一些简单的电子电路，实现一些简单的功能，这次实际中我们的，脉冲模块，计数模块，显示模块，报警模块都能工作就是有些线路焊接的不好，会接触不良，时好时坏的样子。
我们将一个复杂的电路分成若干个模块进行设计，最后再连接起来。
这次试验中我们用到了CC40192，平时的实验我们都是用它的加计数功能，第一次用减计数我们遇到了一些困难，第一次用了BO端。
整个电路体积小，性能稳定，这些都与设计过程中元器件的选择有关。
这次实训既锻炼了我们的动手能力又巩固了我们所学的数电知识。
十三、参考文献
1、《数字电子技术基础》阎石北京.高等教育出版社.2006
2、《电子技术基础实验教程》刘丽君王晓燕东南大学出版社
3、《数字电路与逻辑设计教程》罗中华
4、《数字逻辑设计与数字电路实验技术》包亚萍
5、《数字电路硬件设计实践》贾秀美
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