汽車用定時(shí)延時(shí)電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

目錄TOC\o"1-2"\h\u28798第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研 第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研一.畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)設(shè)計(jì)一種基于555定時(shí)器的定時(shí)延時(shí)電路，并研究其工作原理和性能，用proteus等軟件對(duì)電路的性能進(jìn)行仿真測(cè)試，并制作出電路實(shí)物。1、掌握延時(shí)信號(hào)產(chǎn)生的基本電路和工作原理，了解NE555基本電路的搭建；2、掌握電路構(gòu)成主要部件的作用和工作原理；3、學(xué)會(huì)電路板工作性能的檢測(cè)方法；4、學(xué)會(huì)電路板常見故障的診斷和維修方法；5、掌握萬用表的使用方法。二.設(shè)計(jì)的思路定時(shí)延時(shí)電路設(shè)計(jì)中需要把一個(gè)信號(hào)延時(shí)一段時(shí)間再和另一信號(hào)作用?？烧{(diào)延時(shí)電路是通過按鍵觸發(fā)，使得電路信號(hào)得到延遲。核心器件是555定時(shí)器，由一個(gè)LED燈表現(xiàn)出延時(shí)時(shí)間。三.調(diào)研的目的1、利用所學(xué)電子技術(shù)基本知識(shí)來進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以鞏固所學(xué)理論。

2、熟練掌握555定時(shí)器的幾種工作模式及其應(yīng)用。

3、學(xué)會(huì)利用Proteus軟件來繪制電路原理圖。

4、提高對(duì)電路的分析計(jì)算能力及動(dòng)手能力。

第二部分設(shè)計(jì)方案理論分析1.設(shè)計(jì)原理根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，分析可知，定時(shí)延時(shí)電路是由555定時(shí)器、電阻、電容、LED燈、電位器和按鍵所組成。接通12V直流電源后通過按動(dòng)按鍵觸發(fā)，輸出為1使得LED燈發(fā)亮，過幾秒后輸出變?yōu)?，此時(shí)LED燈熄滅。從而實(shí)現(xiàn)延時(shí)效果。.設(shè)計(jì)要求電路延時(shí)主要表現(xiàn)為接通12V直流電源后通過按動(dòng)按鍵觸發(fā)，LED燈亮，斷開電源后LED燈不會(huì)立刻變暗，而會(huì)亮一段時(shí)間后再變暗，即表現(xiàn)為延時(shí)。電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示LED燈亮燈亮接通電源按下按鍵LED燈亮燈亮接通電源按下按鍵斷開按鍵LED燈滅LED斷開按鍵LED燈滅LED燈亮10秒后圖1電路結(jié)構(gòu)圖二.設(shè)計(jì)方案1.電路板原理圖如下圖2所示圖2定時(shí)延時(shí)電路原理圖表一元器件參數(shù)表元件編號(hào)元件名稱參數(shù)CT1電解電容470ufD2LED發(fā)光二極管D1二極管1N4007P1電源接口RT1電位器50KC1、C2瓷片電容0.01ufU1555定時(shí)器NE555S1自鎖開關(guān)S2按鍵2.原理圖的工作原理當(dāng)按動(dòng)（點(diǎn)按）S2定時(shí)延時(shí)鍵時(shí)，電容CT兩端的電壓為零，此時(shí)2腳（TRIG）電壓為零，當(dāng)2腳電壓小于Vcc的1/3時(shí)，3腳輸出電壓為高電平12V，此時(shí)指示燈D2點(diǎn)亮；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，系統(tǒng)電源同時(shí)對(duì)電容CT進(jìn)行充電，當(dāng)充電一段時(shí)間后，電容電壓達(dá)到Vcc的2/3時(shí)，此時(shí)6腳電壓同樣達(dá)到Vcc的2/3。當(dāng)6腳電壓超過Vcc的2/3時(shí)，3腳輸出電壓為零，指示燈D2滅，延時(shí)結(jié)束?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)TR1，來改變接入電路地電阻大小，電容充電時(shí)間隨電阻的大小改變而改變，從而調(diào)節(jié)定時(shí)延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。三.主要組成元件的作用定時(shí)器NE555的功能1腳：為地。2腳：為觸發(fā)輸入端。3腳：為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器A1從復(fù)位腳輸入的高電平時(shí)，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平；2腳和6腳是互補(bǔ)的，2腳只對(duì)低電平起作用，高電平對(duì)它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時(shí)3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對(duì)高電平起作用，低電平對(duì)它不起作用，即輸入電壓大于2Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個(gè)先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時(shí)才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可達(dá)200mA。4腳：是復(fù)位端，當(dāng)4腳電位小于0.4V時(shí)，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳都輸出低電平。5腳：是控制端。7腳：稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實(shí)高（或低）、7腳稱為虛高。8腳：工作電壓輸入端，電壓為5～18V。555集成電路開始是作定時(shí)器應(yīng)用的，所以叫做555定時(shí)器或555時(shí)基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時(shí)延時(shí)控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計(jì)量檢測(cè)。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號(hào)源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。2、電容常用的電容有電解電容和瓷片電容。電解電容：是一種能儲(chǔ)存電能的元件，在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電能儲(chǔ)存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)存的電能再釋放出來。充電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器的容量越大，負(fù)載電阻值越大，充電和放電所需要的時(shí)間越長(zhǎng)。通過電容電壓的變化，提供給NE555變化的電壓，從而輸出方波。瓷片電容：是一種用陶瓷材料作介質(zhì),在陶瓷表面涂覆一層金屬薄膜,再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后作為電極而成的電容器。通常用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路，旁路電容器及墊整電容器。3、電阻電阻（通常用“R”表示），在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長(zhǎng)度，還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對(duì)信號(hào)來說，交流與直流信號(hào)都可以通過電阻。4、電位器電位器是具有三個(gè)引出端，阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動(dòng)的電刷組成。當(dāng)電刷沿電阻體移動(dòng)時(shí)，通過改變接入電路部分電阻線的長(zhǎng)度來改變電阻的大小，從而逐漸改變電路中的電流大小，在輸出端即獲得與位移量成一定關(guān)系的電阻值或電壓。電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器。5、發(fā)光二極管發(fā)光二級(jí)管是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。不同材料的發(fā)光二極管可以發(fā)出不同顏色的光，林砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。LED只能往一個(gè)方向?qū)ǎㄍ姡?，叫作正向偏置（正向偏壓），LED正向偏壓的大小根據(jù)顏色不同而不同，一般為2V左右。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向工作電流一般為20mA，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過發(fā)光二極管的電流。限流電阻R可通過計(jì)算求得。6、二極管1N4007在本電路中，二極管1N40077用作整流二極管，當(dāng)電源提供電壓波動(dòng)時(shí)，電流會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，1N4007會(huì)根據(jù)電流的波動(dòng)是電流增大或減小，從而減小電流的波動(dòng)，使電流保持平穩(wěn)。按鍵常用的按鍵分為自鎖按鍵和不自鎖按鍵。自鎖按鍵：在開關(guān)按鈕第一次按時(shí)，開關(guān)接通并保持，即自鎖，在開關(guān)按鈕第二次按時(shí)，開關(guān)斷開，同時(shí)開關(guān)按鈕彈出來。不自鎖按鍵：開關(guān)每按動(dòng)一次，使電路導(dǎo)通一次，隨即斷開，常用來產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，或者發(fā)送一次命令。第三部分設(shè)計(jì)成果1.設(shè)計(jì)成果定時(shí)延時(shí)電路實(shí)物圖如圖3所示圖3定時(shí)延時(shí)電路實(shí)物圖2.作品的特點(diǎn)采用含555定時(shí)器、電阻、電容、LED燈、電位器和按鍵所組成，要求材料簡(jiǎn)單、工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉，可被廣泛用于各種電子產(chǎn)品當(dāng)中。

第四部分結(jié)束語本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫，從選題到定稿共持續(xù)了幾個(gè)月。從一開始拿到課題，我就開始著手研究課題中包含的內(nèi)容，及發(fā)展趨勢(shì)，在與指導(dǎo)老師進(jìn)行溝通之后，我確定了完成本課題所要進(jìn)行的工作內(nèi)容。在參閱了大量文獻(xiàn)資料之后，我的思路逐漸明了了很多，從對(duì)研究本課題的意義及發(fā)展趨勢(shì)開始著手，到查閱資料對(duì)555定時(shí)電路的結(jié)構(gòu)及工作原理的分析研究，明白了555定時(shí)電路的結(jié)構(gòu)及工作原理以后，我設(shè)計(jì)了論文中現(xiàn)在的基于555定時(shí)器的延時(shí)電路，并對(duì)電路的工作原理及過程及電路輸出的波形的主要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和仿真。在這個(gè)過程中也學(xué)會(huì)了很多新知識(shí)，如prote199SE軟件及proteus軟件的使用，對(duì)555時(shí)基電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理了解得更加詳細(xì)和深入。在完成了這些手上工作之后，我開撰寫了第一份初稿，經(jīng)過自己反復(fù)研讀修改和同學(xué)閱讀修改后，交由指導(dǎo)老師閱讀。在由老師對(duì)其中不足之處給以指導(dǎo)之后才形成了現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于自己水平有限，畢業(yè)設(shè)計(jì)中表述有不對(duì)和不完整之處，敬請(qǐng)給予指出。

第五部分致謝經(jīng)過這段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲了很多。不僅培養(yǎng)了我的理論聯(lián)系實(shí)踐能力，也提高了專業(yè)實(shí)踐技能；通過實(shí)踐加深了關(guān)于數(shù)字電子技術(shù)理論知識(shí)的理解，通過自己動(dòng)手設(shè)計(jì)掌握數(shù)字電路的一般設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)了初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。也提升了自己的動(dòng)手能力。掌握了PCB、prote199SE、proteus等電路軟件的應(yīng)用，掌握了數(shù)字電路的安裝與調(diào)試的一般方法。為專業(yè)課學(xué)習(xí)和從事科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了更大的興趣。在設(shè)計(jì)過程中我也感到了自己的能力不足，在設(shè)計(jì)時(shí)沒有按照要求嚴(yán)格執(zhí)行，一開始的原理圖都弄錯(cuò)，導(dǎo)致后面制作PCB板時(shí)產(chǎn)生了很多問題，所以今后做事一定要認(rèn)真仔細(xì)，把每一步都走好，不要再馬虎大意，要有耐心的去解決問題。在本次課程設(shè)計(jì)中，我要感謝我的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中，老師給我們講解一些關(guān)于設(shè)計(jì)電路的知識(shí)和注意事項(xiàng)。不懂的時(shí)候問老師也耐心的給我解決問題。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)一次一次的修改過程中是老師一次一次的耐心指導(dǎo)才能使我能夠完成任務(wù)。隨意要感謝老師的指導(dǎo)。

第六部分參考文獻(xiàn)[1]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2005.[2]臧春華.電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2005.[3]邱關(guān)源,羅先覺.電路