1、130 秒定时器电路实现摘要随着时代的进步，电子行业技术的不断发展，定时器的应用也越来越发广泛。但传统的定时器都是发条驱动方式、电机转动式或电钟式等机械定时器。电子定时器相对传统定时器来说，体积小、重量轻、造价轻、精度高、寿命长、而且安全可靠、调整方便，适于频繁使用。满足对电器的电源进行控制，同时要方便用户对电子定时器的操作，具有广阔的应用前景，并开始得到广泛应用。本论文详细介绍了定时器的发展前景、基本原理，并从实际出发，进行计数器、译码器和主芯片的选型，设计出一种基于 555 定时器的 30 秒定时器，最大时间能达到30S。本论文还介绍了 555 定时器的结构特征、控制方法，以及定时的过程，
2、秒脉冲发生器、时序控制电路、74HC192 为计数器、LED 七段数码管为数码显示器和译码显示电路构成的 30 秒定时器的电路组成、工作原理作了详细介绍。关键词:555 定时器;时序控制电路;74HC192;译码显示电路2目录第一章 前言 1第二章 定时器的系统设计方案 1第三章 定时器 23.1 555 定时器概述 .23.2 555 内部电路结构 .33.2.1 电阻分压器 33.2.2 电压比较器 43.2.3 基本 RS 触发器 .43.2.4 放电管和输出缓冲器 43.3 555 定时器的基本逻辑功能 .43.4 555 定时器的应用举例 .53.4.1 构成施密特触发器 .53.4
3、.2 构成单稳态触发器 .73.4.3 构成多谐触发器 .9第四章 模块电路设计 .104.1 秒脉冲电路 104.2 减计数电路 114.3 译码和数码显示电路 124.3.1 译码器 .124.3.2 数字显示译码器 .124.4 时序控制电路 1434.4.1 时序逻辑电路概述 .144.4.2 时序控制电路 .144.5 整机框图电路 15第五章 系统调试 .165.1 系统调试要点 165.2 系统调试结果 16第六章 性能测试与分析 .17第七章 结论 .18谢辞 19参考文献 201第一章 前言随着我国科学技术的不断发展和完善，以及教育体系的不断更新，社会用人单位对高校人才培养模
4、式提出了更高的要求。复合型、创新型、实用型人才日益受到用人单位的青睐。科学实验是近代科学发展的一个重要手段。电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。在许多领域中计时器均得到了普遍的应用，诸如在体育比赛、定时报警器、及家用电器的计时功能、交通信号灯等等，由此可见定时器在现代社会中的重要性。第二章 定时器的系统设计方案30 秒定时器的原理框图如图 2-1：图 2-1 30 秒定时器原理框图30 秒定时器主要由秒脉冲发生器、控制电路、计数器、译码显示器电路四部分组成。技术器完成 30 秒减计时功能，而控制电路是直接控制计数
5、器的清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示等功能。操作直接清零开关时能够时计数器清零并且使数码显示器显示 00，当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号 CP（脉冲信号） ，同时计数器完成计数功能，译码显示电路显示 30 秒；当启动开关断开时，计数器开始计数：当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号 CP，计数器处于封锁状态，计数器停止计数；当暂停/连续断开时，计数器连续累计计数。2第三章 定时器定时器电路在数字电路中有着广泛的应用，既可以用于脉冲的产生，也可以用于电路的控制与检测。集成定时器的典型代表是 555 定时器，它将模拟电路和数字电路集成与一体，可以方便的构成施密特触发器，单稳
6、态触发器和多谐振荡器，并且带负载能力较强。3.1 555 定时器概述555 定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。国内外生产的 555 定时器有双极型产品，也有 CMOS 产品。一般用双极性工艺制作的称为555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，双极性 555 定时器为 5V16V，CMOS555 定时器为 318V，输出驱动电流约为 200mA，因而其可以提供与 TTL 及 CMOS 数字电路兼容的接
7、口电平。555 定时器还可输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电器与电子玩具等领域都有着广泛的应用。555 定时器可以分为两类：双极型定时器：例如 5G1555；CMOS 定时器：例如 CH7555。二者结构和功能相同，双极型定时器负载电流较大，而 CMOS 定时器功耗较低。555 定时器的特点：555 定时器成本低，性能可靠，计时精确度高。只需要外接几个电阻，电容，就可以实现多谐振荡器，单稳态触发器和施密特触发器等脉冲产生和变换电路。其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。555 定时器引脚介绍：555 集成电路是
8、 8 脚封装，双列直插型，其引脚排列如图 3-1 所示：1 脚（GND）:地； 2 脚（ ）:触发输入端，触发 2 脚和 6 脚是互补的， 2 脚只对低电平起作用，高电TR平对它不起作用，即电压小于 1Vcc/3，此时 3 脚输出高电平； 3 脚（OUT ）:输出端，它有 0 和 1 两种状态，由输入端所加的电平决定；它在高电位接近电源电压 Vcc，输出电流最大可达 200mA；4 脚（ ）:复位端，加上低电平时可使输出为低电平，当 4 脚电位小于 0.4V 时，不D管 2、6 脚状态如何，输出端 3 脚都输出低电平； 5 脚（CO）:控制电压端；可用它改变上下触发电平值；6 脚（TH ）:门
9、限( 阈值）端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于 2/3Vcc，称高触发端； 7 脚（DIS）:称放电端，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；它与 3 脚输出同步，输出电平一致，但 7 脚并不输出电流，所以 3 脚称为实高（或低） 、7 脚称为虚高；8 脚（Vcc）：是集成电路工作电压输入端，电压为 518V，以 Vcc 表示。3图 3-1 555 定时器引脚排列图3.2 555 内部电路结构555 的内部结构可等效成 23 个晶体三极管，17 个电阻，两个二极管，组成了比较器、RS 触发器等多组单元电路，特别是由三只精度较高 5k 电阻构成
10、了一个电阻分压器，为上、下比较器提供基准电压，所以称之为 555。图 3-2 所示为双极型 5G555 定时器的逻辑图，内部包括电阻分压器、两个电压比较器 C1 和 C2、与非门 G1 和 G2 组成的基本 RS 触发器、一个放电管 VT 和输出缓冲级 G3 等五部分组成。图中 TH 为电压比较器 C1 的阈值输入端，TR 为电压比较器 C2 的触发输入端，CO 为控制端， 为直接置 0 端，DIS 为DR放电端，OUT 为输出端。各部分的作用如下：图 3-2 555 定时器逻辑图3.2.1 电阻分压器它由三个电阻均为 5k 的电阻串联而成，分别为电压比较器 C1 和 C2 提供基准电压。4其
11、中 UR1=2/3VCC 为 C1 同相输入端的基准电压；UR2=1/3VCC 为 C2 反相输入端的基准电压。如在控制端 CO 加固定电压 Uco 时，则 UR1=Uco，UR2=1/2Uco 。如 CO 端不用时，为防止高频干扰，通常在 CO 端对地接一个 0.01uF 的电容。3.2.2 电压比较器C1 和 C2 两个电压比较器由运算放大器组成，同相端和反相端的电压分别用 U+和 U-表示。当 U+U-时，电压比较器输出高电平 1；当 U+U-时，电压比较器输出低电平0。3.2.3 基本 RS 触发器基本 RS 触发器由 G1 和 G2 两个与非门组成，它的输入信号分别为 C1 和 C2
12、 的输出电压 uc1 和 uc2，输入端分别为 、 ，Q 和 为两个输出端，正常工作时，Q 和 必DSRQ须互补，即互为反相2。其逻辑功能如下：（1）当 =0， =1 时，触发器置 0。因 =0，G1 输出 Q=1，这时 G2 输入都为DRD高电平 1，输出 Q=0，触发器被置 0。使触发器处于 0 状态的输入端 称为置 0 端，也DR称为复位端，低电平有效。（2）当 =1、 =0 时，触发器置 1。因 =0， G2 输出 Q=1，这时 G1 输入都为高DSDS电平 1，输出 =0，触发器被置 1。使触发器处于 1 状态的输入端 称为置 1 端，也称置Q DS位端，也是低电平有效。（3）当 =
13、1、 =1 时，触发器保持原状态不变。如触发器处于 Q=0、 =1 的状态DRS Q时，则 Q=0 反馈到 G1 的输入端，G1 因输入有低电平 0，输出 =1； 又反馈到 G2 的输入端，G2 输入都为高电平 1，输出 Q=0。电路保持 0 状态不变。如触发器原处于 Q=1、 =0 的 1 状态时，则电路同样能保持 1 状态不变。Q为外部信号直接置 0 端。当 =0 时，基本 RS 触发器置 0，这时 Q=0， =1，输DRDRQ出 uo=0.工作时， 接高电平。D3.2.4 放电管和输出缓冲器三极管 VT 是作为开关管来使用的，其工作状态受基本 RS 触发器输出 端的信号控制。当 为低电平
14、 0 时， VT 截止；当 为高电平 1 时，VT 导通。QQG3 为输出缓冲器，用以提高 555 定时器的负载能力和隔离外界负载对定时器工作的影响。53.3 555 定时器的基本逻辑功能根据图 3-1 所示电路分析 5G555 定时器的逻辑功能。设 TH 和 端的输入电压分别TR为 uI1 和 uI2，5G555 定时器的工作情况如下：当 uI1 2/3Vcc、uI2 1/3Vcc 时，电压比较器 C1 和 C2 的输出 uc1=0，uc2=1，基本RS 触发器被置 0，Q=0， =1，输出 uo=0，同时 VT 导通。Q当 uI1 2/3Vcc、uI2 1/3Vcc 时，电压比较器输出 u
15、c1=1，uc2=0，基本 RS 触发器置1，Q=1 、 =0，输出 uo=1，同时 VT 截止。当 uI1 2/3Vcc、uI2 1/3Vcc 时，两个电压比较器的输出 uc1=1，uc2=1，基本 RS 触发器保持原状态不变，输出 uo 和 VT 的状态不变，即电路保持原状态不变。综上所述， 555 定时器的功能表如表 3-1 所示。表 3-1 5G555 定时器的功能表输入 输出uI1 uI2 DRuo VT 管状态 0 0 导通2/3Vcc 1/3Vcc 1 0 导通2/3Vcc 1/3Vcc 1 1 截止2/3Vcc 1/3Vcc 1 不变 不变3.4 555 定时器的应用举例3.4
16、.1 构成施密特触发器将 555 定时器的高触发端 TH（6 脚）和低触发端 （2 脚）连接起来作为外加触发TR信号输入端 ui，并从 OUT 端去输出 uo，就可以构成施密特触发器，如图 3-3 所示。设输入端为三角波，则各处波形如图 3-4 所示。6图 3-3 用 555 定时器构成的施密特触发器 图 3-4 施密特触发器的工作波形工作原理参照图 3-4 所示的波形讨论施密特触发器的工作原理。接通电源后，当 ui1/3Vcc 时，即 TH、 端电压小于 1/3Vcc，此时图 3-3 电路中TR的 C1 输出低电平，C2 输出高电平， 为低电平， VT 管断开，施密特触发器输出端 uoQ7为
17、高电平。如果 ui 上升且 ui2/3Vcc 时，输出将维持原状态不变，设此时为电路的第一稳态。当 ui2/3Vcc 时，C1 输出高电平， C2 输出低电平，使 为高电平，VT 管导通，触Q发器置 0，输出 uo 为低电平，电路状态翻转。可见，该施密特触发器的正向阈值电压为2/3Vcc。当 ui 由高电平（大于 2/3Vcc）逐渐下降，只要 1/3Vccui2/3Vcc，电路仍处于维持不变的状态，输出 uo 仍为低电平，此时为电路的第二稳态。当 ui 下降到 ui1/3Vcc 时，电路又返回第一稳态。可见，该电路的负向阈值电压为1/3Vcc。输出 uo 的电压波形如图 3-4 所示。回差电压
18、电路的回差电压 UTH=2/3Vcc-1/3Vcc=1/3Vcc。如果在电路电压控制端 CO 上加电压 Uco，可以改变比较器 C1、C2 的参考电压，以调节回差电压的大小。3.4.2 构成单稳态触发器电路结构将 555 定时器的 作为触发信号 ui 的输入端，VT 管的集电极通过电阻 R 接 Vcc，TR组成了一个反相器，其输出通过电容 C 接地，便组成了图 3-5 所示的单稳态触发器。R和 C 为定时元件。工作原理下面参照图 3-6 所示波形讨论单稳态触发器的工作原理。1、稳定状态没有加触发信号时，ui 为高电平 。IHU接通电源后，Vcc 经电阻 R 对电容 C 进行充电，当电容 C 上
19、的电压 uc2/3Vcc 时，电压比较器 C1 输出 uc1=0，而在此时，ui 为高电平，且 ui1/3Vcc，电压比较器 C2 输出 uc2=1，基本 RS 触发器置 0，Q=0 ， =1，输出 uo=0。与此同时，三极管 VT 导通，Q电容 C 经 VT 迅速放完电，uc0，电压比较器 C1 输出 uc1=1，这时基本 RS 触发器的两个输入信号都为高电平 1，保持 0 状态不变。所以，在稳定状态时，uc0，uo=0。2、触发进入暂稳态当输入 ui 由高电平 跃到小于 1/3Vcc 的低电平时，电压比较器 C2 输出 uc2=0，由IHU于此时 uc0 ，因此，uc1=1，基本 RS 触
20、发被置 1，Q=1 ， =0，输出 uo 由低电平跃到Q高电平 。同时三极管 VT 截止，这时，电源 Vcc 经 R 对 C 充电，电路进入暂稳态。OH在暂稳态期内输入电压 ui 回到高电平 。IH自动返回稳定状态随着 C 的充电，电容 C 上的电压 uc 逐渐增大。当 uc 上升到 uc2/3Vcc 时，比较器C1 的输出 uc1=0，由于这时 ui 已为高电平，电压比较器 C2 输出 uc2=1，使基本 RS 触发器置 0，Q=0， =1，输出 uo 由高电平 跃到低电平 。同时，三极管 VT 导通，CQOHUOL经 VT 迅速放完电，uc 0。电路返回稳定状态3 。8单稳态触发器输出的脉
21、冲宽度 tw 为暂稳态维持的时间，它实际上为电容 C 上的电压由 uc0V 充到 2/3Vcc 所需的时间，可用下式估算：tw =RC ln 31.1RC (3.1)式中 R、C 为外接电阻和电容。图 3-5 用 555 定时器组成的单稳态触发器9图 3-6 单稳态触发器的工作波形3.4.3 构成多谐触发器电路结构将放电管 VT 的集电极经 R1 接到 Vcc 上，便组成了一个反相器。其输出经 DIS 端对地接 R2、C 积分电路，积分电容 C 再接 TH 和 端便组成了图 3-7 所示的多谐振荡器。TRR1、R2 和 C 为定时元件。图 3-7 用 555 定时器组成的多谐振荡器工作原理下面
22、参照图 3-8 所示的波形讨论多谐振荡器的工作原理。接通电源时，uc 为 0，放电管 VT 断开，电路输出 uo 为高电平，处于第一暂稳态。Vcc 通过 R1、R2 对 C 充电，使 uc 由 0 增加，当 uc 上升到 uc 2/3Vcc 时，放电管VT 导通，触发器置 0，输出 uo 为低电平，因此电路状态翻转，进入第二暂稳态。C 开始通过 VT 放电，uc 下降，当 uc1/3Vcc 时，触发器置 1，放电管 VT 断开，输出 uo 为高电平，回到第一暂稳态。Vcc 再次通过 R1、R2 对 C 充电。以后重复以上过程 4。由图 3-8 可得多谐振荡器的振荡周期 T 为T=tw1+tw2
23、 (3.2)tw1 为电容 C 上的电压由 1/3Vcc 充到 2/3Vcc 所需的时间，充电回路的时间常数为（R1+R2)C。tw1 可用下式估算：tw1=（R1+R2)C ln 20.7（R1+R2）C (3.3)tw2 为电容 C 上的电压由 2/3Vcc 下降到 1/3Vcc 所需的时间，放电回路的时间常数为R2C。tw2 可用下式估算：tw2=R2C ln 20.7R2C (3.4)所以，多谐振荡器的振荡周期 T 为T=tw1+tw20.7（R1+2R2 ）C (3.5)10振荡频率为f=1/T=1/0.7（R1+2R2 ）C (3.6)图 3-8 多谐振荡器的工作波形 第四章 模块
24、电路设计4.1 秒脉冲电路秒脉冲产生电路采用 555 定时器来实现。555 定时器是一种多用途集成电路，应用相对广泛，通常只需外接几个阻容元件就可以很方便的构成施密特触发器和多谐振荡器。利用 555 定时器构成多谐振荡器的方法是把它的阀值输入端 TH 和触发输入端 相连并TR对地接电容 C，对电源 Vcc 接电阻 R1 和 R2，然后再将 R1 和 R2 接 DIS 端就可以了5 。由 555 定时器构成的秒脉冲产生电路如图 4-1 所示。图 4-1 秒脉冲电路11多谐振荡器的振荡周期为：T=0.7（R1+R2）C=0.7（47+2*47）*1000*10*0.000001=987ms=1s。
25、4.2 减计数电路减计数电路如图 4-2 所示，计数器 74HC192 是具有异步清零、异步预置功能的双时钟十进制同步加、减计数器，当 S3 接+5V 时，CR 为高电平，计数器清零；当 S3 接地时，CR 为低电平、 LD 为低电平，D0D3 端输入的数据 d0d3 被置入计数器，Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0。当 CR 为低电平、LD 为高电平时，如果 CPD 为高电平，有 CPU端输入计数脉冲，进行加计数；如果 CPU 为高电平，由 CPD 端输入计数脉冲，则进行减计数；如果 CPD 和 CPU 端都为高电平，计数器保持状态不变。图 4-2 30 进制减计器用两片 74HC192 实
26、现 30 秒定时器的计数。当 S3 接地（即 CR=0） ，同时启动开关 S1合上时，两片 74HC192 的 LD=0，计数器置 30 秒。当 S1 断开时，LD=1，计数器工作，端 CPD 输入秒脉冲时，进行减计数。当计数器减计数到 0 时，BO1 和 BO2 同时输出低电平 0。4.3 译码和数码显示电路4.3.1 译码器译码是编码的逆过程。由于编码是将含有特定意义的信息编成二进制代码，因此译码则是将表示特定意义信息的二进制代码翻译出来。实现译码功能的电路称为译码器。译码器输入为二进制代码，输出为与输入代码对应的特定信息，它可以是脉冲，也可以是电平，根据需要而定。译码器在任意时刻，其输出
27、端只有一个为 1，其余均为 0（高电平有效） ；或只有一个为 0，其余为 1（低电平有效） 。4.3.2 数字显示译码器在数字系统中，经常需要将数字、运算结果显示出来，以便人们观测、查看。因此，数字显示电路是数字系统的重要组成部分。显示译码器主要由译码器和驱动器两部分组成，通常这两者都集成在一块芯片中。显示译码器的输入一般二十进制代码，其输出的信号用以驱动显示器件，显示出十进制数字来。12七段数字显示器常见的七段数字显示器有半导体数码显示器（LED）和液晶显示器（LCD）等。这种显示器由七个字段组合而成。七段半导体数码显示器图 4-3（ a）所示为由七段发光二极管组成的数码显示器的外形，利用字
28、段的不同组合，可分别显示出 09 十个数字，如图（b）所示。发光二极管数码显示器的内部接法有两种，如图 4-4 所示。图（a）为共阳接法，图（b）为共阴接法，图中 R 为外接限流电阻。七段译码器输出低电平有效时，需选用共阳接法的数码显示器，译码器输出高电平有效时，则需选用共阴接法的数码显示器。半导体数码显示器的优点是工作电压较低、体积小、寿命长、工作可靠性高、响应速度高、亮度高。它的主要缺点是工作电流大，每个字段的工作电流约为 10mA 左右。（a） （b）图 4-3 七段半导体数码显示器及显示的数字（a）数码显示器；（b）显示的数字（a） （b）图 4-4 半导体数码显示器的内部接法（a）共
29、阳接法；（b）共阴接法13七段显示译码器译码器将各级十进制计数器的计数结进行二十进制译码，并驱动数码管用十进制符号显示出来。如图 4-5：图 4-5 译码和数码显示电路在图中，4511 为 BCD 七段锁存数码驱动器，其输入端 A、B、C、D 分别接计数器的输出端 Q0、Q1、Q2、Q3；输出端 ag 分别接数码显示器的七段 ag。数码显示器选用七段共阴极半导体显示器，显示器的接地线与地线之间串入一个限流电阻，以防止电流过大而烧坏数码管。4.4 时序控制电路4.4.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路又称时序电路，一般由存储电路和组合逻辑电路两部分组成。常见的时序电路中的存储电路由触发器构成。时序
30、逻辑电路的特点时序逻辑电路是数字电路的一个重要组成部分。其特点是：电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，而且与电路原有状态有关。时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。因此，在时序逻辑电路中，触发器是必不可少的，而组合逻辑电路在有些时序逻辑电路中则可以没有。时序逻辑电路的分类时序电路可分为同步时序电路和异步时序电路两大类。在同步时序电路中，组成存储电路的各触发器都受到同一时钟脉冲控制，所有触发器的状态变化都在同一时刻发生，例如在 CP 脉冲的上升沿或下降沿发生。异步时序电路的各触发器没有统一的时钟脉冲（或没有时钟脉冲） ，各触发器状态变化不发生在同一时刻。14数字计算系统中的数码寄
31、存器，计数器及数字显示电路等都是时序电路的基本单元电路。4.4.2 时序控制电路减计数器电路如图 4-6，BO1 和 BO2 是个位和十位计数器的借位输出端，S2 是暂停/连续开关，开关 S2 打向 2 时，G3 输出高电平，控制门 G4 打开，秒脉冲信号可以通过控制门 G4 使计数器进行减数计数；开关 S2 打向 1 时，G3 输出低电平，G4 门关闭，秒脉冲信号被封锁，计数器处于锁存状态。计数器进行 30 秒倒计时后，十位计数器和个位计数器同时借位，BO1 和 BO2 均为低电平，控制门 G1 输出低电平，二极管发光，同时 G5门，关闭，计数器不再进行计数，并显示 00。图 4-6 时序控
32、制电路4.5 整机框图电路整机电路如图 4-7 所示，当开关 S3 打到 2 处，计数器 74HC192（1）和74HC192（2）清零；当 S3 打到 1 处，计数器处于工作状态。当 S1 接下时，计数器置 30秒。这时如将开关 S2 打到 2 处，G3 输出高电平，计数器进行减计数。如将 S2 打到 1 处，G3 输出低电平，减计数器停止计数，显示的数字不变。如再将 S2 打到 2 处，则计数器继续进行减计数。当计数器减计数到 00 时，BO1 和 BO2 同时输出低电平，控制门 G1 输出低电平，发光二极管发亮，同时 G5 被封锁，停止减计数。15图 4-7 整机框图16第五章 系统调试
33、5.1 系统调试要点用示波器用示波器观察 555 定时器经分频后得到的一个秒脉冲。时序控制电路调试：将开关 S2 打向 2 侧，秒脉冲信号加入到控制门 G4 输入端，用示波器观察 G5 输出端是否有秒脉冲输出。30 秒减计数器的调试将开关 S2 和 S3 打到 1 侧。按一下启动开关 S1 时，计数器值 30，显示器应显示 30秒。BO1 和 BO2 端输出高电平，G1 输出高电平，发光二极管不发光。秒脉冲信号加入到计数器的 CPD 端，看计数器能否正确进行减计数。开关 S2 打向 2 侧，减计数器是否清零。整机调试连接号整机电路，进行整个电路调试，直到定时器能够实现 30 正计时和倒计时。5
34、.2 系统调试结果 组装调试 30 秒计数器电路。可预置时间的定时电路，并进行组装和调试。当输人 1Hz 的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，当减计时到零时，能输出低电平有效的定时时间到信号。调试时序控制电路完成。30 秒计数器的联调，各部分电路之间的时序可以配合工作。然后检查电路各部分的功能，满足设计要求。17第六章 性能测试与分析在面包板上焊接完成定时器，焊接时应严格按图连接引脚，注意走线整齐，布局合理，器件的悬空端、清零端、置 1 端要正确处理。调试步骤和方法如下：用示波器检测秒脉冲电路输出频率为 1Hz。接通电路：S3 打向 1 端， S2 打向 2 端，S1 合上。此时观察，显示
35、器示数为 30；S3打向 2 时，计数器开始计数。当 30 秒计数完成后，二极管发光，显示器示数为 0-0。说明此电路功能完好。性能分析：对于秒脉冲电路，4060 是 14 级二进制计数器，CP1 和 CP0 分别为时钟的输入和反时钟输出端，Q13 引脚输出的是十四级二分频后的脉冲。输出的脉冲输入到双 D 触发器74HC74 的时钟端，D 和 Q 非引脚连接可实现二分频，Q 引脚输出 1Hz 的脉冲。秒脉冲电路输出 1Hz 脉冲信号到时序控制电路。S2 打向 2 时，G3 输出高电平，控制门 G4 打开，秒脉冲信号可以通过控制门 G4 使计数器进行减计数；开关 S2 打向 1 时，G3 输出低
36、电平，G4 门关闭，秒脉冲信号被封锁，计数器处于锁存状态。计数器进行 30秒倒计时后，十位计数器和个位计数器同时借位，BO1 和 BO2 均为低电平，控制门 G1输出低电平，二极管发光，同时 G5 门关闭，计时器不再进行计数，并显示 00。当秒脉冲信号通过时序控制电路进入计数器输入端时，CPu 置高电位，此时用两片74HC192 实现 30 秒定时器的计数。当 S3 接地（即 CR=0） ，同时启动开关 S1 合上时，两片 74HC192 的 LD=0，计数器置 30 秒。当 S1 断开时，LD=1，计数器工作，CPD 端输入秒脉冲时，进行减计数。当计数器计数到零时，BO1 和 BO2 同时输
37、出低电平 0。当 CPu和 CPD 都为高电平时，计数器保持状态不变。译码输出控制显示器显示数，当计数器置数端均为零时，计数器置数为 30 秒，此时，计数器输出端分别为 0011-0000；相对应显示器显示为 3-0，计数器处于计数状态时，显示器从 3-0 减计数至 0-0。18第七章 结论经过四个多月的方案论证、系统的硬件设计、系统的调试。查阅了大量的关于 555定时器、译码显示器、以及控制方面的理论。使我深刻体会到了自己知识的匮乏，自己原来所学的东西只是一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。根本不知道在现实中还存在很多问题。经过了一番特殊的体验后，经历了失败的痛苦，也尝到了成功的喜悦。第
38、一次靠用所学的专业知识来解决问题。检查了自己的知识水平，使我对自己有一个全新的认识。通过这次毕业设计，熟悉了制作一个产品的总体流程，能熟练使用一些必要的设计工具和仿真工具等。通过选认元件，连线，调试检测等过程，不仅锻炼自己分析问题、处理问题的能力，还提高了自己的理论联系实际的能力和实际操作能力，从而综合性地巩固所学的知识，为以后的进一步工作学习打下了扎实的基础。这次毕业设计基本的完成了任务书的要求，实现了温度的控制。通过测试表明系统的设计是正确的，可行的。但是由于设计经验和知识水平有限，系统还存在许多不足和缺陷。设计电路，还要考虑到它的前因后果。什么功能需要什么电路来实现。另外，还要考虑它的可
39、行性，实用性等等。这样，也提高了我的分析问题的能力。原来，我们学习的电路只是一个理论知识，通过这次实习。使我的理论知识上升到了一个实践的过程。同时在实践中也加深了我们对理论知识的理解。总之，通过这次实习，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。使我的综合能力有了一个很大的提高。19参考文献1毕满清. 电子技术试验与课程设计.第 3 版.机械工业出版社，20152陈汝权. 电子技术常用器件应用手册. 机械工业出版社，20143康华光.电子技术基础数字部分第五版.高等教育出版社，20164刘修文主编.是用电子电路设计制作.M北京：中国电力出版社，20155朱定华主编.电子电路测试与实验.M北京：清华大学出版社，20146路勇主编.电子电路实验及仿真.M北京：北京交通大学出版社，2014
