数字式定时开关Word格式.docx

1、我们此次的实验是当倒计时到0是，一直停留在在0，并且不断发出蜂鸣警报。而且实现远程继电器的控制，用以控制交流家庭220V电器。简述设计原理：由555组成秒脉冲发生器，由CD40192构成一个倒计时的计时器，由一个共阴LED显示当前的时间，由一个拨码开关（如下图）预设时间，由蜂鸣器组成报警电路，当计数为零时，蜂鸣器发出报警声音。简述设计过程：设计电路由这几个功能模块组成，在这个设计思想的指导下，运用所学的数字电路的知识，并查阅相关的资料，逐渐解决了了实践中出现的各种问题，达到了设计要求，实现了功能。 简述设计感想：课程设计实践促进了对数字电路知识的理解，锻炼了动手能力和独立思考能力，促进了专业知

2、识的学习。关键词： 秒脉冲发生器、定时器、BCD码、译码显示、报警电路目录前言1第一章 设计内容及要求2第二章 系统设计方案选择2.1 方案一32.2 方案二4第三章 系统组成及工作原理 3.1 系统组成5 3.2 工作原理第四章 单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1 控制电路6 4.2 秒脉冲发生电路64.3 计数器74.4 译码显示电路84.5 报警电路10第五章 实验、调试及测试结果与分析11结论12参考文献附录一13附录二14前 言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程度已大大超过了电子技术本身。由于集成电路技术的诸多优点。如

3、省电,计时准确,性能稳定，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的作用,在人们的日常生也愈加离不开数字化的各种生活用品，电子技术深入到社会生活的各个角落。 工业生产中许多地方都需要对电器设备进行自动控制，这样数字式定时开关便显得特别重要。具有很高的实用价值，像现在的一些家电如全自动洗衣机、空调等都需要实现开关定时控制这样的功能。还有一些设备如果在设计时加上数字定时技术便会更加提高设备的性能，使之更加自动化、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，使理论和实践紧密结合，融为一体，通过本

4、次课程设计还学到了分析、查寻、和排除故障的方法。第一章 设计内容及要求课程设计要求基本要求设计并制作一数字定时开关，此开关采用BCD拨盘预置开关时间。其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED数码管显示。此开关预置时间以后通过另一个按钮控制并进行倒计时，当时间显示为0时。开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始，计时时间到驱动扬声器报警。图 1.1 数字式定时开关2.1 设计方案一：由一个555芯片及其电容、电阻构成一个多谐振荡器，通过选定两个电阻（47K、50 K）和两个（10F，0.01F）电容产生一个连续的秒脉冲信号，作为计数器的时钟脉

5、冲。根据最大定时为9秒，定时预置可由四个单刀双掷开关控制输入电压。CD40192实现减计数功能，输入端连四个开关，其输出连CD4511输入实现译码功能，再由LED数码显示。CD40192由置数端、清除端CR、减法计数端CPD控制其功能。当时间显示为“0”时，即CD40192输出为“0000”时，输出的四个低电平经门电路得到“1”高电平，加至报警电路鸣声报警。（原理图见附录1）2.2方案二图2.2秒脉冲发生电路由CD4060构成一个秒脉冲发生器,作为计数器的时钟脉冲源。使用价格低廉的 32768HZ 晶体，配套 CD4060 电路，如图2.2所示电压范围为 3 18V，静态电流随电压提高而上升，

6、在 +5V 供电时，静态电流约 0.25 5uA，主要考虑的是在 3.0V 电池供电时的停振问题。没有任何分频和其他多余器件，本身具有天然的秒闪烁脉冲信号。主要参数：供电：DC5V. 其它部分的的电路与方案一的相同。第三章 系统组成及工作原理3.1 系统的组成这一系统具体分为五大主要部分：控制电路、秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路、报警电路。这五部分都在整个电路中起到不可缺少的作用，但又起到各自不同的功能，把他们互相之间配合起来组成整个系统，实现数字定时开关的功能。图3.1 系统功能组成图3.2 工作原理本开关由秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路、报警电路以及一些门电路和开关按钮组成的控制电

7、路所构成的。其工作原理是由555定时器构成的多谐振荡电路作为秒脉冲发生电路产生一脉冲信号，将此脉冲信号输入计时电路，计时电路由CD40192构成，利用CD40192的减计数端进行倒计数，计数范围是09，由于输入的脉冲信号的频率接近一秒，计数器是每秒减一计数，再通过CD4511译码器进行译码由LED共阴数码管显示。报警电路可由一个高电平信号驱动蜂鸣器报警。当译码器的输出端全为低电平时，数码管上显示的是“0”。而四个低电平信号经过一些门电路可以得到一个高电平来驱动蜂鸣器。这个高电平还能够反馈到计数器的清零端，使得计数器停止计数，数码管的显示停留在“0”。用到一个按钮开关控制计数器的清零端，使得再按

8、按钮时，倒计时又开始。完成整个基本要求。4.1 控制电路利用CD40192的减计数端（Q1、Q2、Q3、Q4）进行信号控制，具体见附录一中的控制电路部分。4.2 秒脉冲发生电路图4.1 秒脉冲发生器原理图如上所示： 多谐振荡器的振荡周期T1计算公式为：T1=（R1+2R2）*ln2*C2 各参数的值：R1=50k R2=47k C2=10F将各参数的值代入上面的计算公式得：T1=0.99811s因此就得到了1秒的脉冲。4.3、计数器图4.3 CD40192引脚图CD40192为可预置BCD可逆计数器。其引脚图如图3.2所示。当MR为高电平时,计数器置0。为低电平时，进行预置数操作，D0D3上的

9、数据置入计数器中。当CPU=“1”时，在CPD上跳变，计数器减一计数。可由置数端和D0D3数据输入端完成数字定时功能，在09内任意置数。表43 CD40192的功能表输入输出MRCPUCPDD3D2D1D0Q3Q2Q1Q0dcba加计数减计数4.4、译码显示电路译码显示电路选用CD4511进行译码，选用共阴LED数码管进行显示。如图3.3所示2、数码显示译码器 （1）七段发光二极管（LED）数码管 LED数码管是目前最常用的数字显示器，图8-2-2-5（a）、（b）为共阴管和共阳管的电路，（c）为两种不同出线形式的引出脚功能图。一个LED数码管可用来显示一位09十进制数和一个小数点。小型数码管

10、（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为22.5V，每个发光二极管的点亮电流在510mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。 （a） 共阴连接（“1”电平驱动） （b） 共阳连接（“0”电平驱动）图 4.4.1 LED数码管 （2）BCD码七段译码驱动器 此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD码锁存七段译码驱动器。驱动共阴极LED数码管。图.4.2.2为CD4511引脚排列，其中：图 4.4.2 CD4511的引脚图 A、B、C、D BCD码输入端 a、b、c、d、e、f、g 译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。 测试输入端，“0”时，译码输出全为“1” 消隐输入端，“0”时，译码输出全为“0” LE 锁定端，LE“1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE0时的数值，LE0为正常译码。表4.4.2 CD4511功能表输 入输 出LEDCBAefg显示字形消隐