多功能定时器课程设计

摘要

在日常生活照，555定时器的应用非常广泛，我们常常用到定时控制。在早期运用的是模拟电路设计的，它的准确性和精度都不是很理想。然而现在基本上都是运用数字技术。定时器可以控制一些常用电器，也可以构成复杂的工业过程控制系统。它的功能强大，体积小且灵活，配以适当的芯片可以实现许多功能。随着电子技术的飞速发展，家用电器逐渐增多，不同的设备需要实现不同的功能，需要自己的控制器，设计十分不便。根据这种情况，本设计设计了一个多功能定时器，可以对许多电器进行定时。这种具有智能化的产品有效的减轻了人们的劳动，带人们走进智能化的时代，为家庭数字化的实现提供了可能。

关键词：555定时器；多功能；电器

目录

1方案论证 (1)

1.1方案的比较环节 (1)

1.2实验方案 (1)

2原理及技术指标 (2)

2.1实验原理 (2)

2.2实验技术指标 (2)

3单元电路设计及参数计算 (3)

3.1单元电路设计 (3)

3.1.1控制电路 (3)

3.1.2可控脉冲发生电路 (3)

3.1.3延时控制电路 (5)

3.1.4电源电路 (6)

3.2实验的连接与处理 (7)

3.2.1各部件实现功能 (7)

3.2.2实验处理 (8)

4电路图 (9)

4.1电路图 (9)

5设计小结 (10)

5.1个人感悟 (10)

5.2遇到问题及解决途径 (10)

参考文献 (11)

附录 (12)

1方案论证

1.1 方案的比较环节

方案一：通过51单片机进行编程设计一个电路系统

方案二：采用555定时器组成的多谐振荡器产生时钟脉冲。。

方案三：采用晶振产生时钟脉冲。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定、精确的单频振荡。

比较分析：三种方案相比较，方案一需要进行编程，而我们无法在短时间内编写好完整的程序，可实现性不强。方案二：555定时器芯片是一种广泛应用的中规模集成电路，只要外围配以几个适当的阻容元件，就可以构成无稳态触发器、单稳态触发器以及双稳态触发器等应用电路，以此为基础可设计各种实用的电路形式。而方案三的晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，但采用晶振需要较多的元器件，并且电路图比较麻烦，而且也不能达到锻炼思考能力、电路分析的目的。

因此，通过比较实用性，合理性，选择方案二。

1.2 实验方案

电源电路采用桥式整流电路从220VAC到5VDC的整流，可控脉冲发生器采用555多谐振荡器产生秒脉冲，延时电路由6级74LS160芯片组成前两级为秒脉冲触发，不参与判断，后四级为分钟脉冲触发，用74LS160控制置位端的A，B，C，D门一个脉冲开关控制此计数器的触发连接74LS21，可通过选通来确定所需要的输出位，当满足条件就会输出一个信号通过继电器的闭合控制用电器开关。

2原理及技术指标

2.1 实验原理

用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1Hz的脉冲，即输出周期为1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到秒计数器74LS160的CLK脉冲端,由于设计需要调整时间达到5min-18h和55min-20h，所以是分为秒计数器和分计数器。

秒计数器为60进制，需要两级74LS160，个位计数器为十进制，十位计数器为六进制，组合而成为六十进制的秒计数器

分计数器为均十进制减法计数器由于18h为1080min，20h为1200min，所以分计数器需要四级74LS192芯片，再通过调整输ABCD的位置才调整

2.2 实验技术指标

它既可以对应用电器进行一次定时控制，又可以对电气进行循环控制。电路要求由电源电路、可控脉冲发生器、延时控制电路和控制执行电路组成。

1）定时和控制选用555定时器和十进制计数器；

2）设计方案要有比较环节；

3) 并且一次定时时间可设定5min—18h，循环定时时间55min—20h；设定控制功率为500W，自身耗电要小于1W。

4）用绘图软件绘制原理图。

3单元电路设计及参数计算

3.1 单元电路设计

3.1.1控制电路

控制电路由开关、清零和循环按键组成，开关是通过脉冲控制器判断给秒脉冲的CLK端

关

图3-1控制电路A

U21A

74LS04D

循环按键B

Key = A

图3-2控制电路B

3.1.2可控脉冲发生电路

脉冲发生电路是由555定时器组成的，555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，电路如图3-1-2所示。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，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。

它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。3脚：输出端V o。2脚：低触发端。6脚：TH高触发端。4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表3-1-1所示。

图3-3 可控脉冲发生电路

时钟信号发生器是由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器构成，通过设置合适的R1、R2和C值可以将输出频率调整为1Hz。

在精度要求相对不高的情况下，多谐振荡器的振荡频率可由下式估算：f0=1/(0.69*(R1+2R2)*C)

那么，当R1=16K R2=16k，C=10μF

由于R1是可调电阻，所以通过改变R1的电阻值达到改变频率可以实现可控的环节。