倒计时定时器电路方案设计书[1].docVIP

目　录 摘　要 1 第1章 概　述 1 第2章 电路设计方案 1 2.1 总体电路设计方案 1 2.2 单元功能模块设计 1 2.2.1 秒信号发生器 1 2.2.2　60分频器电路设计 1 2.2.3 减法计数器 1 2.2.4 译码显示电路 1 2.2.5 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 2.1 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。 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；60分频器可由CC4002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；两位减法计数器利用两个CC14522芯片组成；预置数采用两个开关组来实现；而译码显示电路也可通过两个CC14543七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 2.2 单元功能模块设计 2.2.1 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。）、6脚(TH)的电压下降到比较下限1/3VCC时，使555的3脚重新输出高电平，与此同时7脚内的晶体管截止，电容重新开始由电源+VCC经电阻R23、RP1和R24充电。这样周而复始，在555的3脚上输出矩形振荡波形。 振荡周期T和频率f的计算公式如下： f =1/T=1/（R23+RP1+ R24）C1×ln2 因此，