可調(diào)延時電路設(shè)計 數(shù)字電子技術(shù)

1、成績課程設(shè)計說明書題目：可調(diào)延時電路設(shè)計課程名稱：數(shù)字電子技術(shù)學(xué)院：電子信息與電氣工程學(xué)院學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：2014年6月6日課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目可調(diào)延時電路設(shè)計學(xué)生姓名所在學(xué)院電子信息與電氣工專業(yè)、年級、班程學(xué)院設(shè)計要求：1、設(shè)計制作一個可調(diào)延時電路；2、用5V電源供電；3、通過電位器調(diào)節(jié)延時時間，延時時間可調(diào)范圍為010分鐘；4、用按鍵觸發(fā)電路產(chǎn)生延時；5、用LED燈指示延時狀態(tài)，LED燈亮，延時開始，LED燈滅，延時結(jié)束；學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)：1、用Multisim軟件設(shè)計與仿真電路；2、用AltiumDesigner軟件設(shè)計原理圖；3、用AltiumDesigner軟件

2、設(shè)計PCB板；4、制作PCB板，并安裝調(diào)試；5、書寫課程設(shè)計報告；參考文獻(xiàn)：童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社,2005.臧春華.電子線路設(shè)計與應(yīng)用M.北京:高等教育出版社,2005.邱關(guān)源，羅先覺.電路（第五版）M北京:高等教育出版社,2006.5谷樹忠.AltiumDesigner教程-原理圖、PCB設(shè)計與仿真M.北京:電子工業(yè)出版社,20106彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)M.高等教育出版社.2008.12工作指導(dǎo)教師（簽名）：學(xué)生（簽名）：可調(diào)延時電路設(shè)計摘要：設(shè)計一個可調(diào)延時電路，該電路可以實現(xiàn)延時LED燈亮的時間。該電路主要由有555定時器，電位器，發(fā)光二極管，電阻，電

3、容構(gòu)成，其中可通過調(diào)節(jié)電位器來調(diào)控延時時間，通過測LED亮的時間來確認(rèn)延時時間，經(jīng)Multisim仿真測試，該電路可以實現(xiàn)可調(diào)延時功能。利用.AltiumDesigner軟件對電路進(jìn)行了原理圖設(shè)計和PCB設(shè)計，并對電路進(jìn)行了安裝和調(diào)試，電路成功運行。關(guān)鍵詞：可調(diào)延時；555定時器；設(shè)計原理;電路仿真目錄設(shè)計背景1設(shè)計背景1可調(diào)延時電路作用和主要器件1設(shè)計方案1設(shè)計原理1設(shè)計要求1方案實施2原理圖設(shè)計2PCB制作4安裝和調(diào)試5結(jié)果與結(jié)論6收獲與致謝6參考文獻(xiàn)7附件7電路原理圖77.2PCB布線圖8元器件清單8可調(diào)延時電路實物圖9第 頁1.設(shè)計背景1.1設(shè)計背景隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，各類電子元件都給

4、人們的生活帶來巨大變化，而我今天提到的可調(diào)延時電路，是近幾年來人們不可獲缺的重要部分，小到微波爐，電飯鍋，全自動洗衣機(jī)，它們運用可調(diào)延時電路來實現(xiàn)預(yù)約功能，讓你在全心學(xué)習(xí)工作之時，電氣自動運行，幫你洗衣做飯；大到工業(yè)自動化，各類延時可使人們遠(yuǎn)離危險區(qū)域。由此可見延時電路在生活中無處不在，有著極其廣泛的應(yīng)用，作為電氣學(xué)院的一名學(xué)生設(shè)計一個可調(diào)延時電路是非常有必要的。1.2延時電路作用和主要器件在數(shù)字電路設(shè)計中有時需要把一個信號延時一段時間再和另一信號作用?？烧{(diào)延時電路是通過按鍵觸發(fā)，使得電路信號得到延遲。核心器件是555定時器，由一個LED燈表現(xiàn)出延時時間。2.設(shè)計方案設(shè)計原理采用含555定時器

5、、電阻、電容、LED燈、電位器和按鍵所組成。簡要分析：接通5V直流電源后通過按動按鍵觸發(fā)，輸出為1使得LED燈發(fā)亮，斷開電源后，延時電路會在沒有下一個觸發(fā)信號到來時使燈LED持續(xù)亮一段時間，持續(xù)時間的長短由電容C的充放電時間常數(shù)決定，從而實現(xiàn)延時效果。555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，控制電阻電容，簡單易制、成本低、節(jié)電又方便。2.2設(shè)計要求電路延時主要表現(xiàn)為接通5V直流電源后通過按動按鍵觸發(fā)，LED燈亮，斷開電源后LED燈不會立刻變暗，而會亮一段時間后再變暗，即表現(xiàn)為延時。電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1.1所示3.方案實施3.1原理圖設(shè)計555定時器是一種中規(guī)模集成電路，外形為雙列直插8腳結(jié)構(gòu)，體積很小

6、，使用起來方便。只要在外部配上幾個適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可以?gòu)成史密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及自激多諧振蕩器等脈沖信號產(chǎn)生與變換電路，產(chǎn)生單位脈沖，用于觸發(fā)計數(shù)器。555定時器的邏輯符號圖和組成圖如圖3.1.1圖3.1.2所示Isu*iVCC4RST-OUT7DI5THR*TRI5-GN3-|iLM555CM圖3.1.1555定時器的邏輯符號圖圖3.1.2555定時器組成圖它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)T,比較器的參考電壓由三只5KQ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為2/3Vcc和1/3Vcc。C1和C2的輸出端控

7、制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過2/3Vcc時，輸入觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)信號自2腳輸入并低于1/3Vcc時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關(guān)管截止。DR是復(fù)位端，當(dāng)其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接。當(dāng)按下按鍵K時，電容q接地導(dǎo)致電容的電壓下降，電容電壓的下降導(dǎo)致2腳電壓下降到小于1/3Vcc，此時電源給C2充電，導(dǎo)致6腳電壓慢慢上升，經(jīng)過t=(R2+R3)q*ln3時間后上升到大于2/3Vcc時，3腳輸出為“0”，LED燈熄滅，此時6腳電壓又下降到0,因為按鍵已經(jīng)松開，2腳電壓為Vcc，繼續(xù)保持L

8、ED燈不亮。接通電源后LED不亮，按一下按鍵后LED燈亮幾秒后熄滅，不按按鍵時LED不亮。設(shè)計可調(diào)延時電路原理圖如圖3.1.3所示VCCP12CKRSTvccTO.CVOLTDISCDUGGNDOUT3S：SWPB1WKC：Cap2JOIK3J7C叫監(jiān)圖3.1.3可調(diào)延時電路原理圖3.TCB制作在原理圖設(shè)計正確的情況下，使用AltiumDesigner軟件進(jìn)行PCB板的設(shè)計，同時要考慮PCB尺寸大小PCB尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于

9、增強(qiáng)抗噪聲能力輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合，對線路進(jìn)行布局，使得電路連接簡化清晰。PCB板如圖3.2.1所示圖3.2.1PCB圖3.3安裝調(diào)試（1）接實物圖，檢查電路是否導(dǎo)通。（2）電容和三極管各級容易接錯，需要仔細(xì)檢查其正負(fù)電極。（3）第一次焊接電路時，容易使銅線擦掉，焊接好后，要檢查電路是否斷路。（4）注意安全,焊接完后按照電路圖逐一檢查電路有沒有漏焊的問題。（5）在確認(rèn)線路沒有問題的情況下連接電源調(diào)試，之后用電源逐個模塊進(jìn)行檢查加入5V電壓后看能否正常工作,是否達(dá)到預(yù)期效果。結(jié)果與結(jié)論我們首先在Multisim軟件上進(jìn)行電路的設(shè)計，設(shè)計好后進(jìn)行仿

10、真。經(jīng)過仿真后發(fā)現(xiàn)按動觸動開關(guān)S之后發(fā)光二極管正常發(fā)光，但是不能實現(xiàn)延時，經(jīng)過認(rèn)真檢查分析后,發(fā)現(xiàn)是電容的大小弄錯了,經(jīng)過改正，再次仿真后得到了正確的電路原理圖。之后利用AltiumDesigner軟件進(jìn)行PCB的設(shè)計與封裝。經(jīng)過調(diào)整各元件的位置，設(shè)計好PCB板。完成制板，焊接，可是再次接通電源后LED燈又不亮了，通過用萬用表檢測各電路間的電壓，發(fā)現(xiàn)可能是LED燈的極性接反了，修改過后，LED燈真的亮起來了，而且達(dá)到了延時的效果，這一刻我知道我們的可調(diào)延時電路做成功了。收獲與致謝這次數(shù)字電子課程設(shè)計我們歷時兩個星期，在兩個星期后的今天我已明白課程設(shè)計對我來說的意義，它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論

11、知識與實踐相結(jié)合起來，提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。作為一名電氣工程及其自動化專業(yè)的大二學(xué)生，我覺得做數(shù)字電子課程設(shè)計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學(xué)時間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設(shè)計的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計資料了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。總之，這次的課程設(shè)計讓我學(xué)到了很多東西，牢記了很多東西。體會到理論到實踐有很

12、大的距離，從理論到實踐是一次質(zhì)的跨越，只有把理論運用到實際中，才能體現(xiàn)出知識的作用和價值。感謝系里給予我們這個寶貴的平臺，讓我們有了鍛煉自己、展示自己的機(jī)會。感謝所有幫助過我們的同學(xué)和老師！在此我們真誠的對你們說一句：謝謝！我們會把老師們的教導(dǎo)銘記在心，運用到今后的學(xué)習(xí)和工作中！參考文獻(xiàn)童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社,2005.臧春華.電子線路設(shè)計與應(yīng)用M.北京:高等教育出版社,2005.邱關(guān)源，羅先覺.電路（第五版）M.北京:高等教育出版社,2006.秦長海，張?zhí)禊i，翟亞芳.數(shù)字電子技術(shù)M.北京:北京大學(xué)出版社,2012.谷樹忠.AltiumDesigner教程-原理圖、PCB設(shè)計與仿真M.北京：電子工業(yè)出版社,2010.彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)M.高等教育出版社.2008.12附件7.1電路原理圖7.2PCB布線圖PCB布線圖如圖7.2.1所示。圖7.2.1PCB布線圖7.3元器件清單元器件清單如表7.3.1所示表7.3.1元器件清單按鍵1電位器lOOKxi555定時器1電容220uFx1lOnFxi發(fā)光二級管1電阻20K