定时逻辑控制电路设计.doc

课程设计 题 目 定时控制器逻辑电路设计 学生姓名 学号 所在院(系) 专业班级 指导教师 完成地点 年 月 日 定时控制器逻辑电路设计 作者： 指导教师： [摘要]为了能使一起在特定的时间内工作，通常需要人在场干预才能完成。本课程设计的定时控制器，就是能使你不在时，仪器也能按时打开和关闭。例如你想用录音机、录像机录下某一时间段的节目，而这一段时间你又有其他事要做，不在家或机器旁边，你就可以事先预置一下定时器。在几点几分准时打开机器，到某时某刻关掉机器。本文介绍的定时控制器由数字钟单元、定时单元和控制器单元以及继电器输出单元等几部分组成,并详细介绍了定时控制器的设计方案、功能及在设计过程中所做的改进。 [关键词]数字钟电路；定时电路；控制电路；继电器电路 一.设计任务 设计一个带数字电子钟的定时控制器逻辑电路。 二.设计要求 1.基本要求 1.1具有电子钟功能，显示为四位数字。 1.2可设定定时起动（开始）时间与定时结束（判断）时间。 1.3定时开始指示灯亮；定时结束，指示灯灭。 2.发挥部分 定时范围可以选择，能精确到分钟。 三.说明 1.时间要求：第5～7周 2.内容：完成实际电路，总结报告。 定时控制器由数字钟单元、定时单元以及控制器单元和继电器输出单元等几部分组成。如图3.1所示为定时控制器系统框图。 图3.1 定时控制系统框图 四.方案选择与论证 1.数字中单元电路 一般而言数字钟单元的设计与制作可以采用数字电路来完成,也可以采用单片机来完成.若采用数字电路来完成,其功能主要是依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,尽管电路复杂，但电路原理及元件连接较为简单，易于以后调试、改正;而采用单片机来设计制作,由于其功能的实现主要是通过软件编程来完成,虽然降低了电路的复杂性,但编程冗长且较难，不易完成，修改调试困难，不易于操作.本电路是以简单的数字逻辑电路为基础，来实现数字钟单元。 方案一：采用数字电路控制，其原理方框图如图4.1.1所示。由晶振电路经分频产生1Hz标准秒脉冲。整个计数器电路，采用74LS系列芯片，由分计数器、时计数器串接而成。校时电路由分频产生的1Hz脉冲输入，手动进行时和分的调整校正。再由译码器加数码管组成译码显示部分。 显示器 显示器 译码器 校时电路 译码器 分频器 晶振 图4.1.1 采用数字逻辑电路组成数字钟单元框图 方案二：采用单片机控制。采用单片机IO端口，及其控制功能，实现数字钟单元的显时和调时等功能。其原理方框图如图4.1.2所示。 图4.1.2 采用单片机组成数字钟单元框图 2.定时器定时时间的设定 方案一：可用逻辑开关（四个一组），分别置入0或1，再加译码、显示电路，就可知其所设定的具体值。例如，四位开关为“1001”，显示器即显示数字“9”。因为有译码器与数码管的组合，才能实现定时显示，故电路较为复杂。 方案二：用8421BCD码拨码开关KS系列器件，拨码开关本身可显示数字，同时输出BCD码。例如，拨码开关置成“6”，其8421端分别输出“0110”，并有数字“6”指示。该方案中，只需两组开关（每组4个8421BCD码拨码开关）即可实现定时即显示，电路简单可行。 由于仿真软件Multisim 10内，并无8421BCD码拨码开关，若仿真，则第二方案不可行，选择第一方案，第一方案电路复杂，尤其是译码器与数码管的组合，电线较为繁杂，本实验中将此部分不作为重点，定时时间设定电路单元省去译码器与数码管的电路，读取定时时间时，直接由逻辑开关读取置入数值，人为计算获得相应定时时间即可。读取方法，根据8421BCD码表，将逻辑开关置入的四