数电实习报告——触摸延时电路

触摸延时电路

2.1 设计任务

课程设计任务书

2.2触摸延时电路的简介

2.2.1 延时开关的发展概述

触摸延时开关是一种节能的开关控制器，就开关种类来说主要有以下几种：

1.轻触延时开关：使用时只需轻触一下按钮,开关即导通工作,然后延时一段时间后自动关闭；高亮发光指示,便于夜间使用；无触点电子开关,接通负载的瞬间无冲击电压，延长负载使用寿命。

2.声光控延时开关：使用时只需发出声响,开关即导通工作,延时一分钟后自动关闭；自动测光,光线强时不感应(也可调节)；无触点电子开关,接通负载的瞬间无冲击电压，延长负载使用寿命。

3.红外线感应开关：全自动感应：人到灯亮，人离灯熄；无触点电子开关：接通负载的瞬间无冲击电压，延长负载使用寿命；自动测光：应用光敏控制，光线强时不感应(也可调节)；随机延时:开关接通后，人不离开感应范围且在活动，负载能持续工作；基于红外线技术的自动控制产品,当有人进入开关感应范围时,专用传感器探测到人体红外光谱的变化,开关自动接通负载.人不离开且在活动,开关持续导通; 人离开后,开关延时自动关闭负载.人到灯亮,人离灯熄,亲切方便,安全节能。

4.轻触延时开关和声光控制延时开关比较适合楼梯走廊和室内等处的灯光照明控制开关，轻触延时开关只需轻触以下开关就可控制灯的关和开，还具有延时功能，在一段时间内无人触摸的情况下灯会自动熄灭，这样可以起到节能的作用，所以在楼梯和走廊处用的比较多；声光延时开关现在也比较普遍，而且使灯光的控制更加方便，不用动手就可以控制灯光的照明，它通过采集一定分贝的声音或一定亮度的光照信号，再转变成电信号来达到控制的目的。

2.2.2 延时开关的应用领域

随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关．目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品。但在家庭走廊、宾馆等场所，声光控延时开关并不是很适用。延时开关设计最主要的是延时元件，如CMOS与非门组成的触摸式延时开关电路

非常简单，只需要通过几个简单的CMOS延时分立元器件就可组成触摸式延时开关电路，还有一种用利用电容充放电的延时来实现触摸式延时开关电路的设计，这样就不需要其他集成芯片。

2.2.3 延时开关的发展趋势

延时开关的发展方向主要是向智能延时开关方向发展。现在的延时开关大多数是不能控制开关延时时间的长短，没有自动识别功能。智能化的延时开关应向以下几个方面发展：

1.触摸屏控制方式，双亮度指示灯，在夜晚关灯后可知开关位置。

2.电子启动，无触点火花，更安全耐用，精心呵护灯具。

3.自动识别功能，停电再来电自动关灯，避免浪费电能。

4.单火设计，新装和换装一样方便。

5.多款外观风格和面板颜色，给用户更人性化的选择。

6.延时功能设计，再也不怕关灯摸黑。

7.设有多档位延时功能，更显人性化生活。

2.3触摸延时电路的分析与设计

2.3.1 设计整体思路

图2.1 触摸延时电路图

此电路为NE555单稳态触发器的一个应用电路，电路平时处于复位状态，LED 不亮。当S1受到触摸时，电路被触发进人暂态，3脚输出高电平，LED被点亮。经过一段时间后，暂态结束，电路翻转成稳态，3脚输出低电平，LED熄灭。暂

态与R2和C1有关。电路采用4.5V直流供电，由三节5号电池提供。

2.3.2 NE555芯片简介

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

2.3.3 555定时器单稳态触发器

图2.2 555构成单稳态触发器

上图为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vic按指数规律增长。当Vic充电到2/3VCC时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C 上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图。

图2.3 单稳态触发器波形图

暂稳态的持续时间T M（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。

T M=1.1RC

通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。

2.4 延时电路的安装与调试

2.4.1延时电路的安装

下图为焊接成品

2.4.2调试方法

1.检查各个器件的型号、方向是否安装正确；

2.检查各器件之间的连接线路，看是否有虚焊现象；

3.接通电源，检查各点电压与理论值是否相近；

2.5 心得体会

“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行”，数字电子技术基础的课程设计，不仅加深了我们对数字电子电路的理解，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。

做课程设计，首先要选好课题，在图书馆和互联网上查阅了大量资料后我们选定了触摸延时开关作为此次的设计课题。选好课题，紧接着又查阅相关的资料汇出了电路图，为课程设计最重要的一步——焊接电路板，做好了准备。刚开始实验时，面对电烙铁和万能电路板，以及许多二极管、电容，一时感到无法下手。在老师的指导下，我们开始电路板的焊接实验。由于是初次接触电烙铁，对焊接的角度和火候把握不好，导致做出的电路板歪歪扭扭，不太美观。

在不懈的的努力下，经过整整一周的时间，我们终于做完了整个数字电路，看着手里刚刚做好的电路板，一种意尤未尽的感觉不禁涌上心来。在实验中，老师和同学给我的热心的帮助都使我很感动；自己从头到尾的努力和实践，让心中油然产生满足感。

为期两周的课程设计虽然结束了，但它带给我的启示、感悟却深深地触动了我的思想观念。学习，不仅仅是理论知识的掌握，还包括动手实践能力的提高。在整个课程设计中，从选题、选择电路元件、绘制电路图、制作电路板，到完成设计报告，自始至终都充满了挑战，里面包含的东西远非理论学习所能带来的。在整个课程设计过程中，选择能力、思维的全面性、动手操作都得到了较大的提高，真正做到了理论与实践的结合；设计报告的规范书写，为以后的毕业设计打下了一定的基础。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!

参考文献

[1] 秦进平，数字电子与EDA技术：中国电力出版社

[2] 童诗白，模拟电子技术基础：高等教育出版社

[3] 曾仲庆. 省电延时开关. 电子制作

[4] 丁红星,戴丽莉. 触摸延时开关及其改进. 连云港教育学院学报

附录

表1 温度报警器元器件清单

表2 触摸延时电路元器件清单