毕业设计（论文）-倒计时定时器电路设计.doc

目录
摘要 1
第1章概述 1
第2章电路设计方案 1
总体电路设计方案 1
单元功能模块设计 1
秒信号发生器 1
60分频器电路设计 1
减法计数器 1
译码显示电路 1
执行电路 1
第3章整机电路原理 1
第4章仿真 1
总结 1
致谢 1
参考文献 1
附录1 电路原理图 1
附录2 仿真图 1
摘要
本设计主要由减法计数器、译码显示器、秒信号发生器、分频器、执行路等构成,能实现倒计时、定时和控制执行电路工作的功能。
倒计时计数末了时,继电器动作,控制用电器动作。其中时钟信号是由多谐振荡器产生的1Hz秒脉冲信号,而且秒脉冲信号可以通过分频器产生出1/60Hz的分脉冲信号,然后通过开关选择秒脉冲或分脉冲信号通过开关选择输入电路,对倒计时计数器进行触发,计数器由置数开关输入的预置数开始进行计数,其中数字由译码数码管显示,直到倒计时末了,产生信号使继电器工作,从而通过控制开关控制受控电器的开或关。
所以,此设计相当于构造了一个电器的控制开关,能够灵活定时电器的工作时间,从而使电器的开关更加方便。
关键词计数器;译码器;显示器;分频器
第1章概述
倒计时计数器的用途很广泛。它可以用作定时,控制被定时电器的工作状态,实现定时开或者定时关,最长定时时间为99分钟。他还可以用做倒记时记数,最长记时时间为99秒,而且有二位数码管显示记数状态,可以灵活的对受控电器进行定时开关。
倒计时计时器的核心器件是可预制数减计数器IC3、IC4,其初始数由拨码开关S1、S2设定,其输出状态由BCD码七段译码器IC1、IC2译码后驱动LED数码管显示。门电路D1、D2产生秒信号脉冲,以及经IC5等60分频后得到的分信号脉冲。由开关S4选择后作为时钟脉冲送入减计数器的CP端。
当按下启动按钮S3后,S1、S2设定的预置数进入减计数器,数码管显示出该预置数,然后计数器就在时钟脉冲CP的作用下减计数,数码管做同步显示。当倒计时结束,减计数器显示为00时,输出高电平使VT1、VT2导通,继电器K1吸合,其常开接点K1-1闭合,接通被控电器,被控电器开始工作;其常闭接点K1-2断开,切断被控电器,使此工作结束工作。同时,自带音源讯响器发出提示音。
在这个数字化的时代,倒计时定时器随处可见,在人们的生活和工作中,倒计时定时器的应用也越来越广泛。在医学设备、在交通方面、比赛场合等,特别是在一些数字化、智能化设备上倒计时定时器得到了很好的应用。我相信,倒计时定时器的发展前景会越来越好。
第2章电路设计方案
总体电路设计方案
用两个可预置数的减计数器组成两位十进制减计数器,通过两个译码器译码和两个LED数码管显示器显示,CMOS电路组成秒信号发生器,另外有控制电路,控制器随着计数器计数的状态发生改变,计时期间,用电器开关断开,当计时完毕时,用电器开关闭合,整机电路方框图如图2-1所示。
译码显示
减计数器
进行预置数
60分频器
秒/分选择
秒信号
执行
图2-1系统结构框图
根据系统总框图,本设计以集成电路芯片为核心。秒信号是由555时基电路组成的多谐振荡器构成的;4002芯片、两个与门构成;倒计时的秒分选择可利用一个单刀双掷开关来实现;14522芯片组成;预置数采用两个开关组来实现;14543七段译码器和两个共阴极数码管构成;执行电路可由二极管、三极管、电阻和继电器组成,执行电路工作时由一个讯响器来发出提示音。
电路工作时,可以先预置倒计时时间并且用数码管显示出来,然后由秒信号发生器产生秒信号,秒信号通过60分频器产生分信号,单刀双掷开关进行分秒信号选择,然后分或秒信号输入减法数器,减法数器开始动作进行倒计时,当计时结束时减法计数器输出高电平使执行电路工作
,同时讯响器发出提示音
单元功能模块设计
秒信号发生器
秒信号发生器可以由门电路、555时基电路等构成,在此设计中,我选用了555时基电路构成的多谐振荡器作电路的秒信号发生器。
多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。CMOS组成的多谐振荡器在此设计中用于产生秒信号,其原理图如图2-2所示。
图2-2 多谐振荡器
电路的工作原理是:接通电源后,555的3脚(OUT)输出高电平,其值接近于电源电压,7脚(DIS)内的晶体管截止,电源+VCC通过电阻R23、RP1和R24给电容C1充电,电