长时间定时器.docx
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长时间定时器.docx
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长时间定时器
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衡水学院
课程设计报告
题目
长时间定时器
院系
物理与电子信息
专业
电子信息工程
班级
2011级电信1班
姓名(学号)
朱;陈;李;
指导教师
杨
成绩
指导教师意见
年月日
目录
课程设计题目:
长时间定时器
一、设计任务与要求………………………………2
二、课题分析与方案选择…………………………2
三、电路设计与分析………………………………3
四、原理图与仿真结果…………………………….4
五、元件清单………………………………………6
六、安装与调试……………………………………6
七、结论与心得……………………………………7
八、电路图…………………………………………9
一、设计任务与要求
本次课程设计是设计一个具有长时间定时(1小时以上)的电路。
该电路的核心部分有2部分,一是可调占空比的方波发生器电路;另一个是时间控制电路。
这两部分应用的主要元件都是555,可调占空比的方波发生器电路是应用555链接的多谐振荡器,时间控制电路是应用4040计数器。
该长时间定时器的设计思路清晰,电路链接简单,性价比高,有很大的实用价值。
二、课题分析与方案选择
本次课程设计的技术指标如下:
1)该定时器控制外电路的工作时间跟停止时间分别可调;
2)接通电源,定时器开始工作,并给其他用电设备(发光二极管)供电;
3)定时时间到,定时器及用电设备(发光二极管)同时断电;
4)定时时间较长(1小时以上),但所用定时电容容值较小;
5)定时器工作时耗电功率小于1w。
由这些技术指标可知需要有一个定时时间较长的(1小时以上)定时电路,当定时时间到后使电路停止运行,同时用电设备断电。
要使时间较长,需要由一个振荡电路提供振荡方波,并且此方波的周期为1.5s—5s。
根据以上分析设计方案如下:
方案:
由555接成的多谐振荡器产生方波。
由4040计数器接成时间控制电路。
该方案的原理框图如图1所示。
图1原理框图
三、电路设计与分析
电路图:
分析:
由两片555连接成振荡器产生方波,通过振荡器中的滑动变阻器的调节,来改变方波的周期,控制其周期在1.5s到5s之间。
再将555输出的此方波输入4040计数器,来实现计时功能。
另外,为了实现分别控制外电路的工作时间及停止时间,现在采用2个555芯片跟4040计数器。
其中,上边一部分来控制外电路的工作时间,下边部分来控制外电路的停止时间。
由于555工作时4脚需接高电平,由上图可看出,当上部分的4040输出低电平时,通过非门灯亮;而此时,4040的1脚输出为低电平,下边部分的555的4脚接低电平,所以此时,下边部分的555停止工作,此时调节RV1来实现外电路灯亮的时长。
当上部分的4040输出为高电平时,通过非门后为低电平,灯熄灭。
此时下部分的555被触发,通过调节RV2来控制灯熄灭的时长。
四、原理图与仿真
原理图:
仿真结果:
五、元件清单
元器件名称
型号
数量
555
NE555
2
电容
0.22uF
2
电容
0.01uF
5
电容
10uF
1
滑变
200K
2
电阻
10K
3
电阻
50K
2
电阻
1K
1
发光二极管
1
4040
2
74LS00
1
六、安装与调试
按照图中所示电路,准备好所有元器件,由于在实验室没有非门(NOT),所以使用74LS00与非门来代替非门。
准备好所有元件后,按照电路图,焊接电路。
在焊接完成上部分后,接通电源,用示波器,测试555的输出,其输出为方波。
在测试4040的输出端,9端口输出为,即T=(R1+R2)*C2*1=1.3s。
则1端口输出为
=(R1+R2)*C2*/3600=0.75h=45min此时为最短的控制时间,控制时间最长为
=(R1+R2+RV1)*C2*
/3600=3.25h=3小时15分钟。
可以通过调节RV1来控制灯亮的时长,调节RV2来控制灯灭的时长。
七、结论与心得
两周的课程设计转眼就过去了,虽然这次课程设计只有两周的时间,可是这段时间的任务量挺大。
在这段时间里,要特别的感谢杨晓峰和阮旭亮老师,在两位指导老师的帮助下我们才能够顺利的完成了本次课程设计。
在连接硬件的时候也得到了实验室其他老师跟同学的帮助。
在本次课程设计中由于电路设计的核心部分用到了555和4040芯片,所以我们对其应用有了更加深刻的理解。
在实际链接调试的过程中有许多问题是没有想到的。
这些问题在仿真的时候就没有考虑全面,使得在实际电路连接的时候出现了问题。
由此可见,在做软件仿真的时候应该考虑到在实际中的应用问题,并不是仿真没有问题在实际的电路连接中就不会出现问题,在元器件选择的时候应注意到实际中是否提供该器件,不提供的话就应该用功能相同并且实际中能够提供的器件来代替。
在实际链接的时候,一定要注意各个电器元器件的工作范围,避免不必要的麻烦。
通过这次的课程设计使得我对设计电路有了颇深的感触:
进行方案选择时要把握全局、有整体意识;理论要有创新,有发挥,要反复体会,做事情都要脚踏实地,切不可好高骛远,眼高手低,必须通过实验来验证方案的合理性和正确性,切不可凭空想象。
同时,使得我们将理论上学习的东西和实际的应用很好的联系在了一起,加大了我们学习专业知识的兴趣。
八、电路图
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- 关 键 词:
- 长时间 定时器