电子课程设计。
可控延时电路。
目录。1、概述2
2. 方案论证3
3. 方案模块分析4
4. 所选器件介绍5
5. 完成后的设计电路图14
6. 设计心得15
可控延时电路。
摘要：随着电子技术的进步，各类电子元件都给人们的生活带来巨大变化，而我今天提到的可控延时电路，是近几年来人们不可获缺的重要部分，小到微波炉，电饭锅，全自动洗衣机，它们运用可控延时电路来实现预约功能，让你在全心学习工作之时，电气自动运行，帮你洗衣做饭；大到工业自动化，各类延时可使人们远离危险区域。
设计任务与要求：
设计延时电路，至少延时1小时，延时时间可控。
设计思路：方案一；
利用555设计出1hz的标准时基脉冲，在接入计数模块，数码显示模块来实现时间控制，并显示剩余时间。
优点： 精确度高，对于时间的控制可以精确到ms级，并配有数码显示电路，对于延时时间长短及剩余延时时间均可一目了然。
缺点： 基于时序电路设计，当计数时间较长时，（假设为1小时，在1hz脉冲下）需要5到6个芯片，再加上555构成的时基电路，需要芯片较多，不易实现。
方案二：利用555的单稳态电路，设计较长的延时。通过改变电阻来更改控制延时时间。
优点：可进行较长的延时，应用芯片较少。
缺点：精确度较低延时时间约等于1.1rc，不方便计算，且由于r,c 的制造工艺干扰，精度差，且利用数字电路控制电阻不方便。
方案选取：由于本设计的设计目的时间较长，故选用方案二。
器件选取：定时器555
电阻，电容，三极管，二极管。
继电器。74ls192.
方案模块分析：
1 555延时电路。
2 继电器控制电阻模块。
3 数字开关。
器件特性。1. 555定时器。
555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
集成555定时器有双极性型和cmos型两种产品。一般双极性型产品型号的最后三位数都是555，cmos型产品型号的最后四位数都是7555.它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
器件电源电压推荐为4．5～12v，最大输出电流200ma以内，并能与ttl、cmos逻辑电平相兼容。其主要参数见表8.1。
555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图1和图2所示。
图1 原理框图和引脚。
图2 管脚分布。
引脚功能：
vi1（th）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为th。
vi2（ ）低电平触发端，简称低触发端，标志为 。
vco：控制电压端。
vo：输出端。
dis：放电端。
复位端。555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻r组成的分压网络，产生 vcc和 vcc两个基准电压；两个电压比较器c1、c2；一个由与非门g1、g2组成的基本rs触发器（低电平触发）；放电三极管t和输出反相缓冲器g3。
是复位端，低电平有效。复位后， 基本rs触发器的端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。
分析图8.1的电路：在555定时器的vcc端和地之间加上电压，并让vco悬空，则比较器c1的同相输入端接参考电压 vcc，比较器c2反相输入端接参考电压 vcc ，为了学习方便，我们规定：
当th端的电压》 vcc时，写为vth=1，当th端的电压< vcc时，写为vth=0。
当端的电压》 vcc时，写为vtr=1，当端的电压< vcc时，写为vtr=0。
低触发：当输入电压vi2< vcc 且vi1< vcc时，vtr=0，vth=0，比较器c2输出为低电平，c1输出为高电平，基本rs触发器的输入端 =0、 =1，使q＝1， ＝0，经输出反相缓冲器后，vo＝1，t截止。这时称555定时器“低触发”；
保持：若vi2> vcc 且vi1< vcc，则vtr=1，vth=0， =1，基本rs触发器保持，vo和t状态不变，这时称555定时器“保持”。
高触发：若vi1> vcc，则vth=1，比较器c1输出为低电平，无论c2输出何种电平，基本rs触发器因 =0，使 ＝1，经输出反相缓冲器后，vo＝0；t导通。这时称555定时器“高触发”。
555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即vth、vtr的“0”、“1”）必须牢牢掌握。
vco为控制电压端，在vco端加入电压，可改变两比较器c1、c2的参考电压。正常工作时，要在vco和地之间接0．01μf（电容量标记为103）电容。放电管tl的输出端dis为集电极开路输出。
555定时器的控制功能说明见表8.2。
根据555定时器的控制功能，可以制成各种不同的脉冲信号产生与处理电路电路，例如，史密特触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器等。
单稳态触发器
图8.6所示为单稳态触发器的电路和波形图。单稳态触发器在数字电路中常用于规整信号的脉冲宽度（tw）：
将脉宽不一致的信号输入单稳态触发器后，可输出脉宽一致的脉冲信号。另外，单稳态触发器也常用于定时器电路中，调整rc的值可以得到不同的定时值。
单稳态触发器采用电阻、电容组成rc定时电路，用于调节输出信号的脉冲宽度tw。在图8.6（a）的电路中，vi接555定时器的端，其工作原理如下：
稳态（触发前）：vi为高电平时，vtr=1，输出vo为低电平，放电管t导通，定时电容器c上的电压脚电压）vc = vth = 0 ，555定时器工作在“保持”态。
触发：在vi端输入低电平信号，555定时器的端为低电平，电路被“低触发”，q端输出高电平信号，同时，放电管t截止，定时电容器c经（r+rw）充电，vc逐渐升高。电路进入暂稳态。
在暂稳态中，如果vi恢复为高电平（vtr=1），但vc充电尚未达到 vcc时（vth=0），555定时器工作在保持状态，vo为高电平，t截止，电容器继续充电。
恢复稳态：经过一定时间后，电容器充电至vc略大于 vcc ，因vth> vcc使555定时器“高触发”，vo跳转为低电平，放电管t导通，电容器经t放电，vc迅速降为0v，这时，vtr=1，vth=0，555定时器恢复“保持”态。
高电平脉冲的脉宽tw：当vo输出高电平时，放电管t截止，电容器开始充电，在电容器上的电压< vcc这段时间，vo一直是高电平。因此，脉冲宽度即是由电容器c开始充电至vc= vcc的这段暂稳态时间。
脉冲宽度计算公式：tw≈1.1(r+rw)c。
触发器 电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在cp 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在cp 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿d触发器也称为维持-阻塞边沿d触发器。
sd 和rd 接至基本rs 触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。当sd=1且rd=0时，不论输入端d为何种状态，都会使q=0，q非=1，即触发器置0；当/sd=0且/rd=1时，q=1，q非=0，触发器置1,sd和rd通常又称为直接置1和置0端。我们设它们均已加入了高电平，不影响电路的工作。
工作过程如下：
时，与非门g3和g4封锁，其输出q3=q4=1，触发器的状态不变。同时，由于q3至q5和q4至q6的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号d，q5=d，q6=q5非=d非。
d触发器原理。
2.当cp由0变1时触发器翻转。这时g3和g4打开，它们的输入q3和q4的状态由g5和g6的输出状态决定。
q3=q5非=d，q4=q6非=d非。由基本rs触发器的逻辑功能可知，q=q3=d。
3.触发器翻转后，在cp=1时输入信号被封锁。这是因为g3和g4打开后，它们的输出q3和q4的状态是互补的，即必定有一个是0，若q3为0，则经g3输出至g5输入的反馈线将g5封锁，即封锁了d通往基本rs 触发器的路径；该反馈线起到了使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用，故该反馈线称为置0维持线，置1阻塞线。
q4为0时，将g3和g6封锁，d端通往基本rs触发器的路径也被封锁。q4输出端至g6反馈线起到使触发器维持在1状态的作用，称作置1维持线；q4输出至g3输入的反馈线起到阻止触发器置0的作用，称为置0阻塞线。因此，该触发器常称为维持-阻塞触发器。
总之，该触发器是在cp正跳沿前接受输入信号，正跳沿时触发翻转，正跳沿后输入即被封锁，三步都是在正跳沿后完成，所以有边沿触发器之称。与主从触发器相比，同工艺的边沿触发器有更强的抗干扰能力和更高的工作速度。
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