jss型數(shù)字式時(shí)間繼電器設(shè)計(jì)

1、 技術(shù)條條件：一、延時(shí)范范圍:11s-999s : 1s-9999s;1s-99999ss二、重復(fù)誤誤差: 1個(gè)個(gè)脈沖三、執(zhí)行繼繼電器：常開，常常閉，瞬瞬時(shí)觸點(diǎn)點(diǎn)四、延時(shí)方方式：通通電延時(shí)時(shí)斷開，閉閉合五、電源：2200V，550Hzz六、觸點(diǎn)容容量：2220VV，5AA七、整定方方式：數(shù)數(shù)字撥碼碼開關(guān)八、工作頻頻率：112000次/hh九、額定功功耗：1000M十三、外形形：圓桶桶形，或或方形，紅紅色顯示示 設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)容一、選擇方方案，設(shè)設(shè)計(jì)電路路圖二、電路計(jì)計(jì)算，畫畫出波形形三、制定元元件明細(xì)細(xì)表四、畫圖：撥碼開開關(guān)，執(zhí)執(zhí)行繼電電器，顯顯示器件件五、印制板板設(shè)計(jì)六、結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)七、外殼、包包裝

2、設(shè)計(jì)計(jì)八、試驗(yàn)方方法 進(jìn)度安安排及完完成時(shí)間間JSS型數(shù)數(shù)字式時(shí)時(shí)間繼電電器設(shè)計(jì)計(jì)摘要: 數(shù)數(shù)字式時(shí)時(shí)間繼電電器是一一種集傳傳統(tǒng)電磁磁繼電器器與數(shù)字字集成控控制于一一體的新新型繼電電器產(chǎn)品品，而本本數(shù)字繼繼電器采采用大規(guī)規(guī)模CMMOS集集成電路路構(gòu)架，它它具有延延時(shí)精度度高，延延時(shí)范圍圍廣，整整定方便便直觀，功功耗小，壽壽命長，觸觸點(diǎn)容量量大，體體積小巧巧便于安安裝等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，可可廣泛用用于交流流2200V/550HZZ或直流流24VV等的控控制電路路中作為為延時(shí)控控制元件件，可按按預(yù)設(shè)時(shí)時(shí)間接通通或分?jǐn)鄶嚯娐?。關(guān)鍵字: 多多諧振蕩蕩器，繼繼電器，計(jì)計(jì)數(shù)器，譯譯碼器，七七段LEED數(shù)碼碼管，產(chǎn)產(chǎn)

3、品試驗(yàn)驗(yàn)，8421編編碼開關(guān)關(guān)Abstrractt: Diggitaal ttypee tiime rellay is a kkindd off faair traadittionnal rellay witth ddigiitall innteggratted cirrcuiit iin aa kiind of neww reelayy off onne bbodyy. IIt iis llitttle thaat tthiss kiind of rellay havve vvoluume norrmallly thee acccurratee ettc. chaaraccterristti

4、c of dellay timme. Ourr thhis dessignn usse TTTL maiinlyy seeriees cchipp iss thhe mmainn paart of cirrcuiit, Andd thhe ddesiign thaat ccarrriess ouut pprodductt ussingg Auuto CADD annd 999thh cllasss Prroteel ccompputeer ssuppplemmenttaryy sooftwwaree. AAfteer ccompplettingg thhis dessignn wee caan

5、 iin ddigiitall ellecttronnic tecchnoologgy, rellay knoowleedgee annd PProttel 99, Auuto CADD waait forr asspecct hhavee veery deeep kknowwleddge andd unnderrstaandiing.Key wwordds: Muuch ressonaancee diissoolutte wwaree，Reelayy，Coonteer，DDecooderr，7 LEDD nuumbeers shoow，PProdductt teext expperiimen

6、nt，TTurnn yaard swiitchh84221前 言言談到繼電器器，大家家應(yīng)該是是不會太太陌生的的，因?yàn)闉槔^電器器在日常常生活中中是經(jīng)常常使用的的，比如如說各種種智能控控制電器器，諸如如空調(diào)器器，彩電電，電腦腦顯示器器，以及及各種機(jī)機(jī)床等上上面都會會用到。在在這里，繼繼電器是是起到開開關(guān)的作作用的，用用于用弱弱電控制制強(qiáng)電，包包括電流流、電壓壓方面的的弱強(qiáng)控控制。其其實(shí)繼電電器在電電器中的應(yīng)用用中就是是作為一種種開關(guān)，它它的功能能是在當(dāng)輸入入激勵(lì)量量變化（包包括電流流和電壓壓）達(dá)到到規(guī)定的的要求數(shù)數(shù)值時(shí)，在在其輸出回路路中（常開開或常閉閉觸點(diǎn)），被控制對象與電路接通或斷開，達(dá)到控制

7、目的。繼電器廣泛地應(yīng)用在生產(chǎn)自動化、電力系統(tǒng)保護(hù)以及各類自動控制、遙控和通訊等自動化裝置中；尤其是在軍事工程的各個(gè)領(lǐng)域，微小型繼電器的應(yīng)用越來越廣泛。以前我們所使用的繼電器大都是電磁式繼電器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式繼電器的發(fā)展及生產(chǎn)已卻越來越普遍，因?yàn)檫@種繼電器集延時(shí)精度高，延時(shí)范圍廣，整定方便直觀，功耗小，壽命長，觸點(diǎn)容量大，體積小巧而便于安裝等眾多優(yōu)點(diǎn)于一身，因此數(shù)字繼電器的推廣是必然的。數(shù)字式時(shí)間間繼電器器作為一一個(gè)獨(dú)立立的電器器元件，可可作為定定時(shí)器使使用，有有時(shí)也可可以只作作為一個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)附附屬于其其它電器器中。它它除了執(zhí)執(zhí)行繼電電器由傳傳統(tǒng)電磁磁繼電器器擔(dān)任外外，其它它元件全全部

8、采用用數(shù)字CCMOSS集成電電路架構(gòu)構(gòu)，并沒有有多余的的機(jī)械運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)部分，因因而具有有精度高高，壽命命長，體體積小，重重量輕等等優(yōu)點(diǎn)是是必然的的。而且且數(shù)字繼繼電器還還適于頻頻繁動作作，延時(shí)時(shí)系數(shù)的的更定也也極為方方便。在國外，數(shù)數(shù)字式時(shí)時(shí)間繼電電器是從從70年年代初才才開始發(fā)發(fā)展起來來的。目前，最先進(jìn)進(jìn)的數(shù)字字式時(shí)間間繼電器器其內(nèi)部安裝有微微處理器器即CPPU，它它們除了了具有一一般數(shù)字字繼電器器的延時(shí)時(shí)精度高高、延時(shí)時(shí)長等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)外，還還可以選選擇多種種不同延延時(shí)方法法，如延延時(shí)閉和和、延時(shí)時(shí)斷開、間間隔計(jì)時(shí)時(shí)、通電電循環(huán)延延時(shí)、通通電延時(shí)時(shí)動作、再再延時(shí)斷斷開等。而而在我國國，數(shù)字字式時(shí)間間

9、繼電器器的發(fā)展展是從880年代代初才開始的的，那時(shí)時(shí)一般采采用大規(guī)規(guī)模集成成電路，工工作可靠靠，并且且利用撥撥碼開關(guān)關(guān)整定延延時(shí)時(shí)間間，直觀觀性和重重復(fù)性均均很好。目目前的數(shù)字式式時(shí)間繼繼電器已已趨向于于低價(jià)格格、小體體積、多多功能等等方面發(fā)發(fā)展。我們此次畢畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)的課題題主要就就是設(shè)計(jì)計(jì)JSSS型數(shù)字字式時(shí)間間繼電器器，它的的主要功功能是完完成通電電延時(shí)動動作等。這種數(shù)字字繼電器器的可采用TTTL集成成電路或或CMOOS集成成電路組組成，考考慮到TTTL集集成電路路耗電量量比較大大，而且且工作電電壓范圍圍不夠?qū)拰?，因此此本次設(shè)設(shè)計(jì)我們們采用了了CMOOS集成成電路的的方案。另外，由于這種數(shù)

10、字時(shí)間繼電器采用了標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器和記數(shù)顯示器為一體的數(shù)字電路結(jié)構(gòu)，可以獲得較長的延時(shí)設(shè)置（1秒至數(shù)小時(shí)），而且調(diào)節(jié)方便直觀，這是它的一大特點(diǎn)。第二點(diǎn)，就是次時(shí)間繼電器的延時(shí)精確度主要取決于秒脈沖發(fā)生器中標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器的穩(wěn)定性，而與個(gè)組成部分的元件參數(shù)的變化是不相關(guān)的。因此它將具有比較高的延時(shí)精度。第三，本時(shí)間繼電器很容易構(gòu)成多通道的時(shí)間程序控制器，所以，它在自動化控制系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目 錄摘要I前言II第1章 繼電器器設(shè)計(jì)思思路11.1 繼電器器主要技技術(shù)參數(shù)數(shù)11.1.11 工工作電壓壓11.1.22 整整定范圍圍11.1.33 動動作電壓壓11.1.44 返返回電壓壓11.1

11、.55 延延時(shí)一致致性11.1.66 延延時(shí)整定定誤差11.1.77 返返回時(shí)間間11.1.88 功功耗11.1.99 觸觸點(diǎn)類型型21.1.110 觸觸點(diǎn)性能能21.1.111 工工作條件件21.1.112 介介質(zhì)強(qiáng)度度21.1.113 抗抗干擾性性能21.2 繼電器器工作原原理分析析21.2.11 繼繼電器工工作原理理框圖21.2.22 集集成電路路芯片選選擇3第2章 繼電器器總體方方案及單單元電路路簡述42.1 方案選選擇42.2 單元電電路分析析52.2.11 5555多多諧振蕩蕩電路552.2.22 計(jì)計(jì)數(shù)電路路設(shè)計(jì)92.2.33 顯顯示電路路設(shè)計(jì)172.2.44 電電源電路路設(shè)計(jì)2

12、22.2.55 電電磁繼電電器的選選擇272.3 元件清清單229第3章 印制板板與外形形設(shè)計(jì)3003.1 PROOTELL 999 的組組成303.2 模塊介介紹3303.3 電路板板設(shè)計(jì)的的基本步步驟3303.3.11 原原理圖的的設(shè)計(jì)303.3.22 產(chǎn)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)絡(luò)表313.3.33 印印制電路路板的設(shè)設(shè)計(jì)313.4 外殼包包裝設(shè)計(jì)計(jì)331第4章 產(chǎn)品實(shí)實(shí)驗(yàn)3334.1 實(shí)驗(yàn)方方法與步步驟3334.1.11 直直流耐壓壓試驗(yàn)334.1.22 通通電試驗(yàn)驗(yàn)334.1.33整定時(shí)時(shí)間準(zhǔn)確確度試驗(yàn)驗(yàn)3344.2 使用與與維護(hù)334結(jié)束語35參參考文獻(xiàn)獻(xiàn)366第1章 繼繼電器設(shè)設(shè)計(jì)思路路 對對于一

13、款款產(chǎn)品的的設(shè)計(jì)，其其設(shè)計(jì)思思路及方方案選擇擇是極為為重要的的。在這這里，主主要需要要考慮的的是繼電電器產(chǎn)品品的工作作可靠程程度，繼繼電器的的延時(shí)誤誤差，以以及繼電電器的生生產(chǎn)成本本等因素素。先讓讓我們來來看看該該時(shí)間繼繼電器的的設(shè)計(jì)要要求，然然后按照照此要求求進(jìn)行時(shí)時(shí)間繼電電器的整整體設(shè)計(jì)計(jì)。那現(xiàn)現(xiàn)在就讓讓我們開開始設(shè)計(jì)計(jì)吧。 1.1 繼電器器主要技技術(shù)參數(shù)數(shù) 繼繼電器的的工作參參數(shù)主要要有以下下幾個(gè)方方面，下下面依次次進(jìn)行討討論。1.1.11 工作作電壓本時(shí)間繼電電器設(shè)計(jì)計(jì)運(yùn)行于于交流2220VV/5AA的條件件下，因因此其額額定工作作電壓為交交流 AAC2220V，可可以以此此為條件件為

14、變壓壓器、執(zhí)執(zhí)行繼電電器等選選型。即變壓壓器選取取AC2220VV轉(zhuǎn)ACC10VV成品，執(zhí)執(zhí)行繼電電器選取取線圈電電壓DCC12VV、觸點(diǎn)點(diǎn)容量AAC2220V/5A的的電磁繼繼電器。1.1.22 整定定范圍延時(shí)整定范范圍由33個(gè)檔可可調(diào)，即即（1）11s999s，（22）1ss9999s，（33）1ss99999ss。繼電器最小小級差為為1s 。1.1.33 動作作電壓當(dāng)線路電壓壓為一定定值時(shí)繼繼電器應(yīng)應(yīng)可靠地地動作，而而低于這這個(gè)電壓壓值時(shí)繼繼電器將將不應(yīng)動動作，這這個(gè)劃分分界限稱稱為動作作電壓。繼電器的動作電壓為(60%70%) 倍于額定值，工作電壓小于60%額定值時(shí)應(yīng)可靠不動作。即電壓

15、降低為132V154V時(shí)繼電器應(yīng)可靠動作，而電壓降為低于132V時(shí)繼電器應(yīng)不會動作。1.1.44 返回回電壓繼電器的返返回電壓壓應(yīng)不小于于10%額定值值。1.1.55 延時(shí)時(shí)一致性性在基準(zhǔn)條件件下: 延時(shí)一致致性應(yīng)不大于于0.11%整定定值。1.1.66 延時(shí)時(shí)整定誤誤差在基準(zhǔn)條件件下，延延時(shí)整定定平均誤誤差不大大于0.1%整整定值。1.1.77 返回回時(shí)間繼電器返回回時(shí)間不不大于115mss。1.1.88 功耗耗在額定電壓壓下，繼繼電器功功率消耗耗不大于于5W，即繼繼電器變變壓器交交流輸入入端總電電流不超超過233mA，起起輸出端端總電流流不超過過5000mA。1.1.99 觸點(diǎn)點(diǎn)類型所選電

16、磁繼繼電器的的觸點(diǎn)類類型應(yīng)為為常開、常常閉的瞬瞬時(shí)動作作觸點(diǎn)個(gè)為為兩對，即即選用兩兩只電磁磁繼電器器。1.1.110 觸觸點(diǎn)性能能在電壓不超超過2550V，電電流不超超過5AA，功率率因數(shù)為為coss=0.40.11的交流流電路中中，繼電電器斷開開容量為為2500VA。繼電器的電電壽命大大于200萬次，機(jī)械械壽命大大于1000萬次次，絕緣緣電阻大大于1000M。1.1.111 工工作條件件a) 使用用地點(diǎn)不不允許有有爆炸危危險(xiǎn)的介介質(zhì)，周周圍介質(zhì)質(zhì)中不含含有腐蝕蝕金屬和和破壞絕絕緣的氣氣體及導(dǎo)導(dǎo)電介質(zhì)質(zhì)，不允允許充滿滿水蒸汽汽和有較較嚴(yán)重的的霉菌存存在；b) 使用用地點(diǎn)不不允許有有較強(qiáng)的的振動

17、和和沖擊；c) 使用用地點(diǎn)應(yīng)應(yīng)具有防防御雨、雪雪、風(fēng)、沙沙的設(shè)施施；d) 使用用地點(diǎn)不不允許超超過1.5mTT的外磁磁感應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度。1.1.112 介介質(zhì)強(qiáng)度度繼電器各導(dǎo)導(dǎo)電路對對外露的的非帶電電金屬部部分及外外殼之間間，應(yīng)能能承受22kV(有效值值)，輸輸入電路路對觸點(diǎn)點(diǎn)之間應(yīng)應(yīng)能承受受1kVV(有效效值)，550Hzz的交流流試驗(yàn)電電壓，歷歷時(shí)1mmin的的式驗(yàn) ，應(yīng)無無絕緣擊擊穿或閃閃絡(luò)現(xiàn)象象。1.1.113 抗抗干擾性性能繼電器應(yīng)能能承受頻頻率為11MHzz衰減振振蕩波，第第一個(gè)半半波電壓壓幅值共共摸為22.5kkV，差差摸為11kV的的試驗(yàn)電電壓，繼繼電器不不應(yīng)誤動動或拒動動。 1.2

18、 繼電器器工作原原理分析析 1.2.11 繼電電器工作作原理框框圖本繼電器的的工作原原理框圖圖如圖11.1所所示。其其工作原原理是這這樣的：給本機(jī)機(jī)通電瞬瞬間，機(jī)機(jī)內(nèi)電路路自動為為系統(tǒng)清清零以復(fù)復(fù)位，然然后振蕩蕩電路開開始工作作，產(chǎn)生生1Hzz的秒脈脈沖，計(jì)計(jì)數(shù)器開開始計(jì)數(shù)數(shù)，計(jì)滿滿到設(shè)定定值時(shí)輸輸出信號號跳變，經(jīng)經(jīng)反相和和三極管管的電流流放大后后給電磁磁繼電器器線圈供供電，通通過繼電電器的觸觸點(diǎn)接通通或斷開開需要控控制的電電路；同同時(shí)計(jì)數(shù)數(shù)器的輸輸出將鎖鎖定秒脈脈沖發(fā)生生器使之之停止工工作，計(jì)計(jì)數(shù)器也也停止計(jì)計(jì)數(shù)，所所以住之之后電路路狀態(tài)將將一直保保持，直直到重新新上電或或按動本本機(jī)設(shè)置置的

19、復(fù)位位按鈕。然然后時(shí)間間繼電器器又將重重新新一一輪的工工作。電源電源隔離降壓整流濾波秒脈沖產(chǎn)生 器 顯示執(zhí)行繼電器開機(jī)復(fù)位部分計(jì) 數(shù)譯碼顯示時(shí)間整定驅(qū)動輸出反相功率放大圖1.1 時(shí)間間繼電器器原理框框圖1.2.22 集成成電路芯芯片選擇擇 對對于本時(shí)時(shí)間繼電電器的設(shè)設(shè)計(jì)，其其芯片的的選用主主要有兩兩種方案案可供選選擇，一一是選用用TTLL集成電電路，可可用744LS1160作作計(jì)數(shù)器器，搭配配74LLS477譯碼驅(qū)驅(qū)動器以以及共陽陽LEDD數(shù)碼管管可構(gòu)成成時(shí)間繼繼電器系系統(tǒng)；二二是使用用CMOOS集成成電路，選選用CDD45110和CCD45511分分別做計(jì)計(jì)數(shù)和譯譯碼，使使用共陰陰極的LLE

20、D數(shù)數(shù)碼管。但但是，考考慮到TTTL集集成電路路功耗大大，工作作電壓與與繼電器器的不匹匹配將使使電路復(fù)復(fù)雜化，等等等因素素的存在在，因此此我們考考慮選用用CMOOS集成成電路CCD45510和和CD445111的組合合。第2章 繼繼電器總總體方案案及單元元電路簡簡述 時(shí)時(shí)間繼電電器的總總體方案案確定了了，芯片片的選型型也確定定下來了了，下面面該看看看究竟選選用什么么樣的電電路來完完成時(shí)間間繼電器器的功能能了。 2.1 方案選選擇 這里，我們們想到了了兩種可可行的方方案可作作為時(shí)間間繼電器器的主電電路。方案1：“加計(jì)數(shù)數(shù)”電路。這這種方案案的特點(diǎn)點(diǎn)是系統(tǒng)統(tǒng)開始工工作后，計(jì)計(jì)數(shù)器由由“0”開始做做

21、步距為為1的加加法運(yùn)算算，數(shù)碼碼管輸出出也是頻頻率為11秒的累累加。在在這種方方案中，計(jì)計(jì)數(shù)器CCD45510的的置數(shù)端端空置不不用，將將84221開關(guān)關(guān)接在計(jì)計(jì)數(shù)器的的輸出端端“Q3QQ2Q11Q0”上，884211開關(guān)的的另一端端接4輸輸入與非非門的輸輸入端，而而4個(gè)與與非門的的輸出端端又接到到了一個(gè)個(gè)4輸入入或非門門的輸入入端上?；蚧蚍情T的的輸出端端接三極極管做電電流放大大以驅(qū)動動繼電器器。由于于所選集集成電路路的輸入入端有一一個(gè)懸空空即為“1”的特點(diǎn)點(diǎn)，所以以只有當(dāng)當(dāng)84221開關(guān)關(guān)接通的的計(jì)數(shù)器器輸出引引腳都為為“1”時(shí)與非非門才會會輸出“0”，而也也只有此此時(shí)或非非門才會會因全“0

22、”而輸出出“1”，此時(shí)時(shí)三極管管導(dǎo)通，繼繼電器線線圈得電電工作。這這種方案案的原理理圖如圖圖2.11所示。圖2.1 加計(jì)計(jì)數(shù)原理理方案2：“減計(jì)數(shù)數(shù)”電路。這這種方案案的特點(diǎn)點(diǎn)是，在在系統(tǒng)開開始工作作后，計(jì)計(jì)數(shù)器由由預(yù)置數(shù)數(shù)開始逐逐一做減減法計(jì)數(shù)數(shù)，數(shù)碼碼管輸出出時(shí)逐漸漸減一的的。這個(gè)個(gè)方案需需要用到到計(jì)數(shù)器器的置數(shù)數(shù)功能，當(dāng)當(dāng)然計(jì)數(shù)數(shù)功能也也是必不不可少的的，這是是靠系統(tǒng)統(tǒng)加電瞬瞬間使計(jì)計(jì)數(shù)器置置數(shù)，讀讀入預(yù)置置的數(shù)值值后在做做減一計(jì)計(jì)算，知知道計(jì)到到零后繼繼電器動動作。瞬瞬間置數(shù)數(shù)再計(jì)數(shù)數(shù)的原理理如圖22.2所所示。 圖圖中的PPE端為為計(jì)數(shù)器器的計(jì)數(shù)數(shù)/置數(shù)數(shù)使能端端。當(dāng)該該腳為低低電平

23、“0”時(shí)計(jì)數(shù)數(shù)器工作作于置數(shù)數(shù)狀態(tài)，讀讀入置數(shù)數(shù)端的預(yù)預(yù)置數(shù)；當(dāng)該腳腳為高電電平“1”時(shí)計(jì)數(shù)數(shù)器工作作于計(jì)數(shù)數(shù)狀態(tài)。由由此可得得電路狀狀態(tài)轉(zhuǎn)換換原理如如下：因因?yàn)殡娙萑?圖圖2.22 C兩兩端電壓壓不能突突變，因因此系統(tǒng)統(tǒng)剛上電電時(shí)，電電容C經(jīng)經(jīng)電阻RR充電，其其兩端電電壓為00，也就就是說此此刻PEE端為“0”電平，計(jì)計(jì)數(shù)器讀讀入預(yù)置置端數(shù)值值；對電電容C的的充電很很快完成成，電容容端電壓壓很快上上升到VVCC，于于是PEE端又變變?yōu)楦唠婋娖健?”，于是是計(jì)數(shù)器器開始以以剛讀入入的數(shù)為為基數(shù)做做減一計(jì)計(jì)數(shù)，直直到計(jì)到到0為止止。由于減計(jì)數(shù)數(shù)的方式式顯示比比較直觀觀，能確確切地顯顯示剩余余的延

24、時(shí)時(shí)時(shí)間，因此我們考考慮整體體方案就就此選用用此“減計(jì)數(shù)數(shù)”的方案案。此方方案的原原理如圖圖2.33所示。 圖2.3 減計(jì)數(shù)數(shù)原理 2.2 單元電電路分析析 2.2.11 5555多多諧振蕩蕩電路2.2.11.1 5555定時(shí)時(shí)器的結(jié)結(jié)構(gòu)及工工作原理理。 5555定時(shí)器器是一種種集數(shù)字與與模擬技技術(shù)于一一體的應(yīng)應(yīng)用極為為廣泛的的中規(guī)模模集成電電路，只只要外加加少量的的電阻、電電容等元元件，就就可以很方方便地構(gòu)構(gòu)成多諧諧振蕩器器、單穩(wěn)態(tài)觸觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等，因此在信號的產(chǎn)生和變換、自動檢測及控制、定時(shí)和報(bào)警、家用電器等方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。 555定時(shí)器根據(jù)內(nèi)部器件類型可分為雙極型和單極

25、型，其中雙極型555定時(shí)器的電源電壓使用范圍為515V，輸出電流可達(dá)200mA；單極型電源電壓使用范圍為218V，但輸出電流僅有1mA。555定時(shí)器內(nèi)部邏輯電路結(jié)構(gòu)圖見圖2.4，其邏輯符號圖如圖2.5所示。各引腳符號如圖中所示。電路內(nèi)部C1和C2為比較器，G1和G2與非門組成基本RS觸發(fā)器，經(jīng)反相放大器G3輸出為Q，集電極開路的三極管T（又稱放電管）由 控制其導(dǎo)通或截止。現(xiàn)結(jié)合電路內(nèi)部工作原理介紹有關(guān)引腳的功能。555定時(shí)時(shí)器電路路有三個(gè)個(gè)5K電阻構(gòu)構(gòu)成分壓壓器，當(dāng)當(dāng)控制電電壓輸入入端VCC懸空時(shí)時(shí)，比較較器C11的同相相輸入端端的參考考電壓為為。對于于C1、CC2比較較器，其其輸入與與輸出關(guān)

26、關(guān)系為：當(dāng)時(shí)，輸出出為高電電平（11態(tài)）；當(dāng)時(shí)，輸出出為低電電平（00態(tài)）。對G1、GG2構(gòu)成成的基本本RS觸觸發(fā)器，若若直接復(fù)復(fù)位端，則則當(dāng)，時(shí)， ；當(dāng)，時(shí)， ；當(dāng)，時(shí)，和和 維持原原狀態(tài)。 (a)5555邏邏輯電路路圖 (b) 5555引腳腳圖圖2.4 5555定時(shí)時(shí)器根據(jù)上述原原理，5555定定時(shí)器可可歸納出出如表22.1中中所列的的四種邏邏輯功能能。 表2.1 5555定時(shí)時(shí)器功能能表輸入比較器輸出出輸出直接復(fù)位復(fù)位控制TTH置位控制放電管0XXXX0導(dǎo)通111010導(dǎo)通100101截止10111不變不變（1）直接接復(fù)位功功能：當(dāng)當(dāng)直接復(fù)復(fù)位輸入入端=00，不管管其它輸輸入狀態(tài)態(tài)如何，

27、輸輸出，放電電管導(dǎo)通通。當(dāng)直直接復(fù)位位端不用用時(shí)，應(yīng)應(yīng)時(shí)=11，這時(shí)時(shí)可行使使下列功功能。（2）復(fù)位位功能：當(dāng)復(fù)位位控制輸輸入，置置位控制制輸入時(shí)時(shí)，使，則，放電管管導(dǎo)通。（3）置位位功能：當(dāng)，時(shí)，使使，則，放電電管截止止。（4）維持持功能：當(dāng)，時(shí)，使使，則和狀態(tài)維維持不變變，狀態(tài)態(tài)也不變變。 如如果把輸輸入端電電壓在時(shí)時(shí)作為11態(tài)，在在時(shí)作為為0態(tài)；而把輸輸入端電電壓在時(shí)時(shí)作為11態(tài)，在在時(shí)作為為0態(tài)，這這樣，就就可以根根據(jù)5555定時(shí)時(shí)器的輸輸入與輸輸出關(guān)系系列出如如表2.1中粗粗框中所所示規(guī)律律。2.2.11.2 5555組成成秒脈沖沖多諧振振蕩電路路多諧振蕩器器是產(chǎn)生生矩形波波的自激激

28、振蕩器器。由于于矩形波波包含基基波和高高次諧波波等較多多的諧波波成分，因因此稱為為多諧振振蕩器。另另外，這這類電路路不存在在穩(wěn)態(tài)，故故又稱無無穩(wěn)態(tài)電電路。 1電路組組成及工工作原理理 組組成多諧諧振蕩器器的電路路很多，用用5555組成的的多諧振振蕩器的的原理圖圖和波形形圖分別別如圖22.5和和圖2.6所示示，其工工作原理理簡述如如下。在接通電源源后，通通過、對電容容充電，在在未達(dá)到到和之前，集集成電路路第6、22引腳狀狀態(tài)為00、0和和0、11，故輸輸出為11，放電電管T截截止。當(dāng)當(dāng)電容CC被充電電達(dá)到時(shí)時(shí)，第66、2引引腳狀態(tài)態(tài)為1、11，則輸輸出翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為0，放放電管TT導(dǎo)通。此此時(shí)電容容C

29、開始始通過RR2和TT放電，使使按指數(shù)數(shù)曲線下下降。當(dāng)當(dāng)處于和之間時(shí)時(shí)，第66、2引引腳狀態(tài)態(tài)為0、11，輸出出維持為為0，電電容C繼繼續(xù)放電電，直到到，使第第6、22引腳狀狀態(tài)為00、0，輸輸出又翻翻轉(zhuǎn)為11態(tài)，放放電管TT截止，電電容C又又開始充充電，這這樣周而而復(fù)始振振蕩下去去，輸出出為圖22.7所所示矩形形波。圖2.5 振蕩蕩器原理理圖圖2.6 振蕩蕩器波形形圖 2振蕩頻頻率的計(jì)計(jì)算 由由圖2.7所示示的波形形和段的電電容充、放放電時(shí)間間可計(jì)算算其振蕩蕩頻率。 由由公式可可知，輸輸出高電電平的脈脈寬為電電容C充充電暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)的時(shí)時(shí)間，即即，而輸出低電電平的脈脈寬為電電容C放放電暫穩(wěn)穩(wěn)態(tài)的

30、時(shí)時(shí)間，即即故振蕩頻率率為由于充電時(shí)時(shí)間常數(shù)數(shù)大于放放電時(shí)間間常數(shù)，因因此矩形形波的占占空比為為 由由于是需需要產(chǎn)生生1Hzz的秒脈脈沖信號號，所以以現(xiàn)取，則則經(jīng)推算算，可選選R1=4.33K，RR2=770K。 3時(shí)鐘停停止 由由于時(shí)間間繼電器器動作后后，時(shí)鐘鐘電路仍仍在工作作，若不不強(qiáng)制停停止時(shí)鐘鐘，時(shí)間間繼電器器的動作作狀態(tài)將將不能保保持（只只能持續(xù)續(xù)一個(gè)始始終周期期，即一一秒），而而這不是是我們所所要求的的。為了了使繼電電器能夠夠保持，必必須給電電路加一一個(gè)強(qiáng)制制停止時(shí)時(shí)鐘的部部分，而而這只有有在時(shí)鐘鐘產(chǎn)生部部分控制制最為方方便。在在這里，我我們利用用了5555定時(shí)時(shí)器的直直接復(fù)位位功

31、能，其其原理圖圖如圖22.7所所示。它它的工作作原理是是，當(dāng)IIC9輸輸出高電電平驅(qū)動動信號時(shí)時(shí)，其信信號輸出出分為兩兩路，一一路是繼繼電器線線圈的驅(qū)驅(qū)動，經(jīng)經(jīng)三極管管電流放放大后 圖22.7 計(jì)數(shù)數(shù)器停止止驅(qū)動繼電器器動作；另一路路作為時(shí)時(shí)鐘電路路的復(fù)位位信號，經(jīng)經(jīng)，三極極管VTT1反相相后控制制5555定時(shí)器器的直接接復(fù)位端端，其中中R6是是上拉電電阻。本本電路的的工作原原理是：當(dāng)ICC9未輸輸出高電電平控制制信號時(shí)時(shí)，三極極管VTT1由于于基極電電位為00V，則則三極管管因發(fā)射射結(jié)電壓壓達(dá)不到到三極管管導(dǎo)通電電壓而截截止，與與三極管管VT11集電極極相連的的5555時(shí)基電電路的復(fù)復(fù)位引腳

32、腳通過上上拉電阻阻R6的的作用連連接到+12VV的電源源電壓，此此時(shí)此管管腳呈高高電平，5555時(shí)時(shí)基電路路正常工工作于無無穩(wěn)態(tài)振振蕩器狀狀態(tài)，為為計(jì)數(shù)器器計(jì)數(shù)提提供秒脈脈沖計(jì)數(shù)數(shù)信號；當(dāng)ICC9輸出出高電平平的驅(qū)動動控制信信號時(shí)，三三極管VVT1導(dǎo)導(dǎo)通，其其be結(jié)結(jié)結(jié)壓降降變?yōu)?0.3VV左右，與與之相連連的5555時(shí)基基電路第第4腳電電壓也隨隨之降低低變?yōu)?0.3VV左右的的低電平平狀態(tài)，時(shí)時(shí)鐘電路路強(qiáng)制復(fù)復(fù)位，不不再有方方波信號號輸出，其其輸出變變?yōu)?。這這樣，后后面的計(jì)計(jì)數(shù)器停停止計(jì)數(shù)數(shù)，LEED數(shù)碼碼管顯示示“00000”，電路路狀態(tài)得得以保持持下去，直直到按復(fù)復(fù)位按鈕鈕重新計(jì)計(jì)時(shí)（

33、將將在后面面加以介介紹）。2.2.22 計(jì)計(jì)數(shù)電路路設(shè)計(jì) 計(jì)計(jì)數(shù)電路路當(dāng)然是是由計(jì)數(shù)數(shù)器構(gòu)成成的。計(jì)計(jì)數(shù)器是是數(shù)字系系統(tǒng)中應(yīng)應(yīng)用場合合最多的的時(shí)序電電路，它它不僅能能使用于于對時(shí)鐘鐘脈沖進(jìn)進(jìn)行計(jì)數(shù)數(shù)，還可可以用于于定時(shí)、分分頻以及及進(jìn)行數(shù)數(shù)字運(yùn)算算等。 計(jì)計(jì)數(shù)器的的種類繁繁多，從從不同角角度出發(fā)發(fā)，有不不同的分分類方法法： 按按計(jì)數(shù)器器中觸發(fā)發(fā)器翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的時(shí)序序異同分分，有同同步計(jì)數(shù)數(shù)器和異異步計(jì)數(shù)數(shù)器兩類類。 按按計(jì)數(shù)器器中數(shù)字字變化規(guī)規(guī)律分，有有加法計(jì)計(jì)數(shù)器、減減法計(jì)數(shù)數(shù)器和可可逆計(jì)數(shù)數(shù)器。遞遞增計(jì)數(shù)數(shù)的稱為為加法計(jì)計(jì)數(shù)器，遞遞減計(jì)數(shù)數(shù)的稱為為減法計(jì)計(jì)數(shù)器，既既可進(jìn)行行加法、又又可進(jìn)行行減法

34、計(jì)計(jì)數(shù)的稱稱為可逆逆計(jì)數(shù)器器。 按按計(jì)數(shù)體體制來分分，又二二進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器、二二-十進(jìn)進(jìn)制（或或稱十進(jìn)進(jìn)制）計(jì)計(jì)數(shù)器、任任意進(jìn)制制（也稱稱N進(jìn)制制，即除除二進(jìn)制制、十進(jìn)進(jìn)制之外外的其它它進(jìn)制）計(jì)計(jì)數(shù)器。 在在本電路路中，我我們選用用的是同同步十進(jìn)進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器CDD45110。下下面就CCD45510做做簡要介介紹。2.2.22.1 CDD45110簡介介 CCD45510的的引腳封封裝圖如如下圖，它它的各腳腳功能介介紹如下下。 CDD45110的輸輸入端有有異步清清零端RRST，高高電平有有效，僅僅當(dāng)RSST=11時(shí)，計(jì)計(jì)數(shù)器輸輸出清零零，與其其它控制制狀態(tài)無無關(guān)。 為計(jì)計(jì)數(shù)器使使能端，低低電平

35、有有效，僅僅當(dāng)=00時(shí)計(jì)數(shù)數(shù)器工作作。 PEE為異步步置數(shù)控控制端，低低電平有有效，當(dāng)當(dāng)RSTT=0，PPE=00時(shí)，PP3P22P1PP0被置置于Q33Q2QQ1Q00端，不不受CLLK控制制。 圖22.8 CDD45110引腳腳 當(dāng)RRST和和PE均均無有效效輸入時(shí)時(shí)，即RRST=0和PPE=11，而加加/減法法計(jì)數(shù)控控制端UU/為高高電平，計(jì)計(jì)數(shù)脈沖沖從計(jì)數(shù)數(shù)輸入端端CLKK輸入時(shí)時(shí)，進(jìn)行行加法計(jì)計(jì)數(shù)；UU/為低低電平是是進(jìn)行減減法計(jì)數(shù)數(shù)。 是進(jìn)位輸輸出端，進(jìn)進(jìn)位時(shí)輸輸出低電電平。加加法時(shí)進(jìn)進(jìn)位輸出出條件為為=，減法法時(shí)借位位輸出條條件為=。這說說明，進(jìn)進(jìn)行加計(jì)計(jì)數(shù)當(dāng)QQ3Q00均為11

36、時(shí)，即即在計(jì)數(shù)數(shù)狀態(tài)為為10001時(shí)，給給出一進(jìn)進(jìn)位信號號；進(jìn)行行減計(jì)數(shù)數(shù)，當(dāng)QQ3Q22Q1QQ0均為為0時(shí)，即即在計(jì)數(shù)數(shù)狀態(tài)下下為00000時(shí)時(shí)，給出出一借位位信號。這這是符合合十進(jìn)制制計(jì)數(shù)規(guī)規(guī)律的。 若若需構(gòu)成成兩位以以上的十十進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器，只只需將低低位的接接到高位位的就可可以了。因因?yàn)槌B(tài)態(tài)時(shí)是高高電平，和和它接在在一起的的也是高高電平，因因此級聯(lián)聯(lián)的高位位計(jì)數(shù)器器將不工工作；而而當(dāng)?shù)臀晃贿M(jìn)位時(shí)時(shí)，其輸輸出跳變變?yōu)榈碗婋娖?，高高位?jì)數(shù)數(shù)器因是是低電平平而滿足足工作條條件，在在下一個(gè)個(gè)脈沖到到來時(shí)開開始計(jì)數(shù)數(shù)，脈沖沖過去后后又停止止工作，直直到低位位計(jì)數(shù)器器再次進(jìn)進(jìn)位。例例如，在在本設(shè)

37、計(jì)計(jì)中需要要一個(gè)1100000進(jìn)制制的計(jì)數(shù)數(shù)器，就就可以利利用上CCD45510的的級聯(lián)功功能了。 CCD45510的的邏輯時(shí)時(shí)序圖如如圖2.9所示示。 CCD45510的的典型工工作參數(shù)數(shù)如表22.2所所示。圖2.9 CDD45110邏輯輯時(shí)序圖圖表2.2 CDD45110典型型工作參參數(shù)CHARAACTEERISTICCCONDIITIOONS(V)LIMITTS AAT IINDIICATTED TEMMPERRATUURESSUNITSS-55-40+85+125+25Min.Typ.Max.Quiesscennt DDeviice Currrennt Maxx-0，555515015

38、0-0.045-0，10101010300300-0.0410-0，15152020600600-0.0420-0，202010010030003000-0.08100Outpuut LLow (Siink)Currrennt Minn0.40，550.640.610.420.360.511-mA0.50，10101.61.51.10.91.32.6-1.50，15154.242.82.43.46.8-Outpuut HHighh (SSourrce)Currrennt Minn4.60，55-0.644-0.611-0.422-0.366-0.511-1-2.50，55-0.2-1.8-1.

39、3-1.155-1.6-3.2-9.50，1010-1.6-1.5-1.1-0.9-1.3-2.6-13.50，1515-4.2-4-2.8-2.4-3.4-6.8-Outpuut VVolttagee Loow-LLeveer Maxx-0，550.05-00.05V-0，10100.05-50.05-0，15150.05-100.05Outpuut VVolttagee Hiigh-Levver Miin-0，554.954.9515-0，10109.959.95-0，151514.95514.955-Inputt Loow VVolttagee MMax0.5，44.5-51.5-1.5

40、V1，9-103-31.5，113.55-154-4Inputt Hiigh Volltagge Minn0.5，44.5-53.53.5-1，9-1077-1.5，113.55-151111-Inputt Cuurreent Maax-0，1818表2.3 CDD45110真值值表CLKU/PERActioonX1X00No Coountt0100Countt Upp0000Countt DoownXXX10PreseentXXXX1Resett圖2.100 CDD45110內(nèi)部部電路原原理2.2.22.2 由CCD45510組組成的時(shí)時(shí)間繼電電器計(jì)數(shù)數(shù)器 用用CD445100構(gòu)建的的計(jì)數(shù)器

41、器，具有有功耗低低，工作作穩(wěn)定可可靠，調(diào)調(diào)整方便便，生成成PCBB容易等等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)現(xiàn)讓我們們來研究究一下由由CD445100組成的的時(shí)間繼繼電器計(jì)計(jì)數(shù)器。 前前面已經(jīng)經(jīng)說過，CCD45510級級聯(lián)時(shí)，其其前后級級間的進(jìn)進(jìn)位控制制是由芯芯片的控控制端和和的配合合來完成成的。事事實(shí)上，我我們此次次設(shè)計(jì)的的時(shí)間繼繼電器就就是一個(gè)個(gè)定時(shí)器器，只是是它能夠夠顯示剩剩余的定定時(shí)時(shí)間間，而且且能夠用用于控制制大功率率電器。在在前面我我們已經(jīng)經(jīng)說過，本本時(shí)間繼繼電器采采用的是是減計(jì)數(shù)數(shù)方式定定時(shí)的，LLED數(shù)數(shù)碼管上上顯示的的時(shí)間始始終是剩剩余的時(shí)時(shí)間，因因此就此此來說此此顯示方方式是十十分直觀觀的。對對于計(jì)

42、數(shù)數(shù)器定時(shí)時(shí)時(shí)間的的設(shè)置，是是采用先先置數(shù)再再計(jì)數(shù)的的工作方方式，下下面我們們就“計(jì)數(shù)器器工作原原理”及“計(jì)數(shù)器器進(jìn)位原原理”兩個(gè)方方面加以以說明。（1）計(jì)數(shù)數(shù)器工作作原理計(jì)數(shù)器工作作狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。計(jì)計(jì)數(shù)器的的工作原原理如左左圖所示示。電阻阻R1和和電容CC1共同同構(gòu)成系系統(tǒng)開機(jī)機(jī)時(shí)的自自動狀態(tài)態(tài)轉(zhuǎn)換電電路，其其原理是是這樣的的：由于于電容充充電是需需要一個(gè)個(gè)過程的的，也就就是說，在在剛開機(jī)機(jī)的一瞬瞬間，電電容C11兩端的的電壓是是不能夠夠突然變變化的，不不能突然然由“0”上升到到“VCCC”，反而而是停留留在0VV，因此此與電容容上端連連接的計(jì)計(jì)數(shù)器的的PE引引腳也是是0V，所所以此時(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器

43、器工作于于置數(shù)狀狀態(tài)，其其輸出為為預(yù)置數(shù)數(shù)即Q33Q2QQ1Q00=P33P2PP1P00。同時(shí)時(shí)，電容容C1通通過電阻阻R1及及+122V電源源充電，其其充電時(shí)時(shí)間常數(shù)數(shù)由下列列公式?jīng)Q決定 圖圖2.111 計(jì)數(shù)數(shù)器 可將將充電時(shí)時(shí)間常數(shù)數(shù)設(shè)為00.011秒，所所以由以以上公式式可知，可可將R11設(shè)為1100KK，將CC1設(shè)為為0.11uF。所所以，隨隨著電容容C1充充電的進(jìn)進(jìn)行，電電容C11上端電電壓將不不斷上升升，結(jié)果果是充電電結(jié)束后后其端電電壓將為為VCCC=+112V，與與其相連連的計(jì)數(shù)數(shù)器PEE端的電電壓也將將變?yōu)?12VV，這樣樣，此時(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器器就會工工作于計(jì)計(jì)數(shù)狀態(tài)態(tài)，計(jì)數(shù)數(shù)器將

44、隨隨計(jì)數(shù)脈脈沖的輸輸入作加加或減計(jì)計(jì)數(shù)操作作。加/減計(jì)數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換控控制。前前面已經(jīng)經(jīng)說過，本本時(shí)間繼繼電器將將采用減減計(jì)數(shù)的的工作方方式。這這樣，開開機(jī)瞬間間計(jì)數(shù)器器讀入預(yù)預(yù)置的二二進(jìn)制數(shù)數(shù)后從輸輸出端輸輸出，再再經(jīng)譯碼碼驅(qū)動器器和數(shù)碼碼LEDD顯示器器后顯示示出來，這這種顯示示方式有有一個(gè)好好處，就就是比較較直觀，LLED顯顯示器上上顯示的的就是剩剩余的動動作時(shí)間間。由于于采用了了減計(jì)數(shù)數(shù)的工作作方案，所所以計(jì)數(shù)數(shù)器應(yīng)該該設(shè)置為為減計(jì)數(shù)數(shù)的工作作方式，而而計(jì)數(shù)器器中的UU/端就就是加/減計(jì)數(shù)數(shù)功能控控制端。在在U/功功能端接接入高電電平時(shí)，計(jì)計(jì)數(shù)器工工作于加加計(jì)數(shù)狀狀態(tài)（UUP）；在U/端接入

45、入低電平平時(shí)，計(jì)計(jì)數(shù)器工工作于減減計(jì)數(shù)狀狀態(tài)（DDOWNN）。 時(shí)時(shí)間繼電電器的驅(qū)驅(qū)動輸出出是靠44片計(jì)數(shù)數(shù)器的借借位輸出出端與一一片雙44輸入或或非門連連接后經(jīng)經(jīng)三極管管驅(qū)動電電磁繼電電器輸出出的。因因?yàn)橛?jì)數(shù)數(shù)器是做做減法運(yùn)運(yùn)算的，其其二進(jìn)制制輸出端端最終會會由“10001”減為“00000”，此時(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器器的借位位輸出端端將輸出出一低電電平的借借位信號號，其維維持時(shí)間間為一個(gè)個(gè)時(shí)鐘周周期。當(dāng)當(dāng)4片計(jì)計(jì)數(shù)器都都輸出“00000”時(shí)，即即定時(shí)時(shí)時(shí)間到時(shí)時(shí)，4片片計(jì)數(shù)器器的借位位輸出端端都會輸輸出低電電平的借借位信號號，由于于此時(shí)各各端都連連入了一一片4輸輸入或非非門的輸輸入端，所所以造成成或非

46、門門的輸入入端信號號都是低低電平“0”，遵循循或非門門“有1出出0，全全0出11”的邏輯輯功能規(guī)規(guī)則，此此時(shí)或非非門將輸輸出高電電平的驅(qū)驅(qū)動信號號，此信信號經(jīng)三三極管的的共發(fā)射射極放大大電路之之后驅(qū)動動電磁繼繼電器工工作，而而時(shí)間繼繼電器于于此時(shí)常常閉觸點(diǎn)點(diǎn)斷開、常常開觸點(diǎn)點(diǎn)閉合。其其原理圖圖如圖22.122所示。圖2.122 驅(qū)動動輸出（2）計(jì)數(shù)數(shù)器進(jìn)位位 由由于一片片十進(jìn)制制計(jì)數(shù)器器只能顯顯示一位位十進(jìn)制制數(shù)，而而我們所所設(shè)計(jì)的的時(shí)間繼繼電器要要求計(jì)數(shù)數(shù)范圍是是00000999999，因此此需要44片十進(jìn)進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器進(jìn)行行級聯(lián)。利利用計(jì)數(shù)數(shù)器芯片片可以很很方便地地構(gòu)成任任意進(jìn)制制的計(jì)數(shù)數(shù)器

47、，而而計(jì)數(shù)器器級聯(lián)的的方法主主要有反反饋歸零零法和反反饋置數(shù)數(shù)法兩種種，現(xiàn)分分別加以以介紹。 反反饋歸零零法 這這種級聯(lián)聯(lián)方法是是利用計(jì)計(jì)數(shù)器清清零端的的清零作作用，截截取技術(shù)術(shù)過程中中的某個(gè)個(gè)中間狀狀態(tài)控制制清零端端，使計(jì)計(jì)數(shù)器由由此狀態(tài)態(tài)返回到到零重新新開始計(jì)計(jì)數(shù)，這這樣就棄棄掉了一一些狀態(tài)態(tài)，把模模較大的的計(jì)數(shù)器器改成了了模較小小的計(jì)數(shù)數(shù)器。 例例如，要要求利用用十進(jìn)制制計(jì)數(shù)芯芯片CDD45110構(gòu)成成二十三三進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器。因因?yàn)镃DD45110是十十進(jìn)制計(jì)計(jì)數(shù)器，要要用它來來構(gòu)建二二十三進(jìn)進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器，就就是要求求計(jì)數(shù)器器的模=23，這這需要兩兩片CDD45110才能能完成。CCD45

48、510的的清零端端RSTT為高電電平有效效，計(jì)數(shù)數(shù)時(shí)應(yīng)置置RSTT端為高高電平。為為構(gòu)成二二十三進(jìn)進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)器，當(dāng)當(dāng)?shù)臀黄虞敵龀?（即即二進(jìn)制制00111），高高位片子子輸出22（即二二進(jìn)制000100）時(shí)，應(yīng)應(yīng)執(zhí)行歸歸零功能能，此時(shí)時(shí)只要將將處于11狀態(tài)的的輸出端端反饋給給芯片清清零端RRST就就可以了了，起邏邏輯接線線圖如圖圖2.113所示示。圖2.133 反反饋歸零零法 由由以上例例子可知知，確定定0所取取輸出代代碼是個(gè)個(gè)關(guān)鍵，這這個(gè)芯片片的清零零方式有有關(guān)（同同步清零零還是異異步清零零）。異異步清零零是一NN作為置置零的輸輸出代碼碼，同步步清零是是以N-1作為為置零的的輸出代代碼。

49、此此外還要要注意清清零端的的有效電電平，以以確定反反饋引導(dǎo)導(dǎo)門是與與門還是是與非門門。 反反饋置數(shù)數(shù)法 利利用具有有置數(shù)功功能的計(jì)計(jì)數(shù)器（如如CD445100），截截取某一一計(jì)數(shù)中中間狀態(tài)態(tài)反饋到到置數(shù)端端，而將將數(shù)據(jù)輸輸入端PP3P22P2PP1全部部接零，這這樣就會會使計(jì)數(shù)數(shù)器的狀狀態(tài)在000000到這一一中間狀狀態(tài)之間間循環(huán)，這這種方法法類似于于反饋歸歸零法。另另一種方方法是利利用計(jì)數(shù)數(shù)器到達(dá)達(dá)11111這個(gè)個(gè)狀態(tài)時(shí)時(shí)產(chǎn)生的的進(jìn)位信信號，將將進(jìn)位信信號（高高電平）反反饋到置置數(shù)端，而而數(shù)據(jù)輸輸入端PP3P22P1PP0置成成需要的的某一最最小數(shù)pp3p22p1pp0，則則計(jì)數(shù)器器就可重重

50、新沖這這一最小小數(shù)開始始計(jì)數(shù)，整整個(gè)計(jì)數(shù)數(shù)器將在在p3pp2p11p011111等NN個(gè)狀態(tài)態(tài)中循環(huán)環(huán)。 例例如，要要設(shè)計(jì)一一個(gè)自然然二進(jìn)制制碼0000001111的計(jì)計(jì)數(shù)器，選選用CDD45110，由由于該電電路在CCP作用用下才能能置數(shù)，故故用N-1即001111作為置置數(shù)信號號，數(shù)據(jù)據(jù)輸入端端P3PP2P11P0接接為00000，由由Q3QQ2Q11Q0端端引出的的1信號號經(jīng)與非非門送置置數(shù)控制制端即可可，邏輯輯圖如圖圖2.114所示示。顯然然，該計(jì)計(jì)數(shù)器為為9進(jìn)制制計(jì)數(shù)，即即N=99。 圖圖2.114 反饋置置數(shù)法 時(shí)時(shí)間繼電電器進(jìn)位位 本本時(shí)間繼繼電器的的進(jìn)位，是是采用的的級間直直接

51、連接接的同步步計(jì)數(shù)、同同步進(jìn)位位的工作作方式。其其原理圖圖如圖22.155所示。詳詳見下圖圖。圖2.144 計(jì)計(jì)數(shù)器進(jìn)進(jìn)位如上圖所示示，本電電路使用用了計(jì)數(shù)數(shù)器CDD45110的使使能端即即第5腳腳。在計(jì)計(jì)數(shù)時(shí)，IIC5IC88的84421碼碼輸出端端逐漸輸輸出0000010001的四四位二進(jìn)進(jìn)制數(shù)（或或00000預(yù)預(yù)置數(shù)），當(dāng)當(dāng)?shù)臀挥?jì)計(jì)數(shù)器芯芯片從000000計(jì)數(shù)至至10001時(shí)，其其進(jìn)位輸輸出端輸輸出跳變變?yōu)榈碗婋娖?，為為高為?jì)計(jì)數(shù)器的的工作提提供了條條件。因因?yàn)槎嗽谠谄綍r(shí)是是高電平平的，因因此與其其相連接接的高位位片的端端也是高高電平，這這使高位位片強(qiáng)制制停止工工作，不不能計(jì)數(shù)數(shù)。只有有

52、在低位位片有進(jìn)進(jìn)位輸出出而變?yōu)闉榈碗娖狡綍r(shí)，高高位片才才能計(jì)數(shù)數(shù)，隨著著下一個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)脈脈沖的到到來，高高位片加加1，低低位片回回零，然然后又回回到高位位片不工工作的狀狀態(tài)。圖圖中，按按鈕是為為重新計(jì)計(jì)時(shí)而設(shè)設(shè)置的。當(dāng)當(dāng)按下按按鈕時(shí)，計(jì)計(jì)數(shù)器的的計(jì)數(shù)/置數(shù)功功能轉(zhuǎn)換換端接入入低電平平，計(jì)數(shù)數(shù)器讀入入由置數(shù)數(shù)端置入入的二進(jìn)進(jìn)制數(shù)據(jù)據(jù)，在松松開按鈕鈕后計(jì)數(shù)數(shù)器再重重新計(jì)數(shù)數(shù)、定時(shí)時(shí)。2.2.33 顯顯示電路路設(shè)計(jì)在數(shù)字系統(tǒng)統(tǒng)中，常常常需要要將測量量或數(shù)值值運(yùn)算結(jié)結(jié)果或字字符直接接顯示出出來，以以便于人人們監(jiān)視視數(shù)字系系統(tǒng)的工工作情況況。因此此，數(shù)字字顯示電電路通常常是數(shù)字字設(shè)備中中不可缺缺少的組組成

53、部分分。數(shù)字字顯示電電路通常常包含譯譯碼驅(qū)動動電路和和數(shù)碼顯顯示電路路，其框框圖如下下：8421BBCD碼碼數(shù)數(shù)碼顯示器譯碼器圖2.155 驅(qū)驅(qū)動顯示示2.2.33.1顯顯示驅(qū)動動器在此次設(shè)計(jì)計(jì)中，我我們采用用了CDD45111作為為7段LLED數(shù)數(shù)碼顯示示器的譯譯碼驅(qū)動動電路。CD4511是BCD碼至七段碼的集成譯碼器，即4-7線譯碼器，可實(shí)現(xiàn)將四位的BCD輸入信號(DCBA)轉(zhuǎn)換成7位(、)的編碼信號的功能。CD4511的引腳功能如圖2.16所示。圖2.166 CCD45511引引腳圖譯碼顯示器器的內(nèi)部部邏輯功功能電路路如圖22.177所示。圖2.177 CCD45511內(nèi)內(nèi)部邏輯輯電路

54、現(xiàn)現(xiàn)根據(jù)圖圖2.116和圖圖2.117介紹紹譯碼顯顯示器的的功能。各功能引腳腳的真值值表如表表2.44所示。 AA、B、CC、D為為芯片輸輸入端，從從此處輸輸入二進(jìn)進(jìn)制的BBCD編編碼，經(jīng)經(jīng)譯碼器器譯碼后后輸出、的7位編碼碼信號，然然后驅(qū)動動LEDD數(shù)碼顯顯示管顯顯示。 、為7位編碼碼信號輸輸出端，它它們是高高電平的的有效輸輸出，可可用于驅(qū)驅(qū)動共陰陰極的LLED數(shù)數(shù)碼顯示示管。表2.4 CDD45111功能能真值表表D C B Aa b c d e f gXX0X X X X1 1 1 1 1 1 18X0X X X X0 0 0 0 0 0 0Blankk010 0 0 01 1 1 1 1

55、 1 00010 0 0 10 1 1 0 0 0 01010 0 1 01 1 0 1 1 0 12010 0 1 11 1 1 1 0 0 13010 1 0 00 1 1 0 0 1 14010 1 0 11 0 1 1 0 1 15010 1 1 00 0 1 1 1 1 16010 1 1 11 1 1 0 0 0 07011 0 0 01 1 1 1 1 1 18011 0 0 11 1 1 0 0 1 19011 0 1 00 0 0 0 0 0 0Blankk011 0 1 10 0 0 0 0 0 0Blankk011 1 0 00 0 0 0 0 0 0Blankk011

56、1 0 10 0 0 0 0 0 0Blankk011 1 1 00 0 0 0 0 0 0Blankk011 1 1 10 0 0 0 0 0 0Blankk11X X X X* 為為燈測試試輸入端端，是低低電平有有效，當(dāng)當(dāng)此端接接入低電電平時(shí)，驅(qū)驅(qū)動器輸輸出與其其它輸入入狀態(tài)無無關(guān)，而而輸出為為全1，即即與之相相連的數(shù)數(shù)碼LEED顯示示器顯示示數(shù)字“8”。 為為滅燈輸輸入控制制端，低低電平有有效，當(dāng)當(dāng)端接入入低電平平時(shí)，驅(qū)驅(qū)動器無無驅(qū)動輸輸出，驅(qū)驅(qū)動輸出出全0即即數(shù)碼LLED顯顯示器無無任何顯顯示。 為為驅(qū)動器器使能端端，低電電平有效效，當(dāng)此此端接入入低電平平時(shí)譯碼碼驅(qū)動器器才能工工作。2

57、.2.33.2 LEED數(shù)碼碼顯示器器如今的數(shù)碼碼顯示器器有多種種類型，如如LEDD數(shù)碼管管，熒光光數(shù)碼管管，液晶晶數(shù)碼顯顯示器，等等等。我我們主要要采用的的顯示方方式是利利用LEED數(shù)碼碼管。因因?yàn)長EED數(shù)碼碼管具有有成本低低，驅(qū)動動電路簡簡單，現(xiàn)現(xiàn)實(shí)亮度度高，直直觀而且且清晰，抗抗干擾性性能好等等眾多優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，所所以這里里采用LLED數(shù)數(shù)碼管的的顯示方方式。下下面簡要要介紹一一下LEED數(shù)碼碼管。LED七段段數(shù)碼管管就是半半導(dǎo)體數(shù)數(shù)碼管，其其內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)就是是由8個(gè)個(gè)LEDD發(fā)光二二極管組組成的，其其中一個(gè)個(gè)用于顯顯示小數(shù)數(shù)點(diǎn)，另另外7個(gè)個(gè)用于顯顯示數(shù)字字。所以以，LEED數(shù)碼碼管的基基本單

58、元元結(jié)構(gòu)就就是PNN結(jié)，目目前的LLED數(shù)數(shù)碼管較較多采用用的是磷磷砷化鎵鎵PN結(jié)結(jié)發(fā)光二二極管結(jié)結(jié)構(gòu)。單單個(gè)PNN結(jié)可以以封裝成成發(fā)光二二極管，而而多個(gè)PPN結(jié)的的組合就就可以封封裝成分分段式半半導(dǎo)體數(shù)數(shù)碼管。發(fā)發(fā)光二極極管工作作時(shí)的管管壓降為為1.553VV，工作作電流為為幾毫安安到十幾幾毫安，壽壽命很長長。LEED數(shù)碼碼管根據(jù)據(jù)內(nèi)部組組成LEED接法法的不同同可以分類為共陰陰極和共陽陽極兩大類，圖圖2.118是共共陰和共共陽極數(shù)數(shù)碼管的的內(nèi)部組組成電路路，以及及LEDD數(shù)碼管管的外觀觀圖，它它們的發(fā)發(fā)光原理理都是一樣樣的，不不同的只是電電源極性性的差異異。了解解了LEDD的這些些特性，對

59、我們的設(shè)計(jì)是有很大幫助的，還 圖2.18 數(shù)碼管有助于對軟軟件的編編程，因因?yàn)椴煌愋偷牡臄?shù)碼管管，除了了它們的的硬件電電路有差差異外，它們各自的編程方法也是不同的。將數(shù)只LEED的陰陰極連在在一起即即為共陰陰式驅(qū)動動，而將將數(shù)只LEED的陽陽極連在在一起即即為共陽陽式驅(qū)動動。以共共陰式為為例，如如把陰極極接地，在在相應(yīng)段段的陽極極接上正正電源，該該段即會會發(fā)光。當(dāng)當(dāng)然，LLED的的驅(qū)動電流流通常較較小，所所以一般般均需在在回路中中接上限限流電阻阻。假如如我們將將“b”和“c”段接上上正電源源，其它它端接地地或懸空空，那么么“b”和“c”段發(fā)光光，此時(shí)時(shí)，數(shù)碼碼管顯示示將顯示示數(shù)字“11”。

60、而而將“a”、“b”、“d”、“e”和“g”段都接接上正電電源，其其它引腳腳懸空，此此時(shí)數(shù)碼碼管將顯顯示“22”。其其它字符符的顯示示原理與此此類同。LED是由由8個(gè)發(fā)發(fā)光二極極管組成成的，其其中7個(gè)個(gè)發(fā)光二二極管排排成“8”字行，另另一段構(gòu)構(gòu)成小數(shù)數(shù)點(diǎn)“dp”。通過過不同的的組合，可可用來顯顯示09、aaf及及小數(shù)點(diǎn)點(diǎn)“.”等字符符。其字字型碼如如下表所所示。表2.5 LEED的顯顯示編碼碼表字形共陰極顯示示共陽極顯示示0123456789ABCDEF熄燈C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H90H88H83HC6HA1H86H84HFFH3FH06H5BH4FH66H6DH