实验五定时控制器逻辑电路设计_数字电子技术.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.10M 资料格式：doc 举报版权申诉

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实验五定时控制器逻辑电路设计

实验五定时控制器逻辑电路设计一、简述为了能使仪器在特定的时间内工作，通常需要人现场干预才能完成。本课题设计的定时控制器，就是能使你不在时，仪器也能按时打开和关闭。例如你想用录音机、录像机录下某一时间段的节目，而这一段时间你又有其它事要做，不在家或机器旁边，你就可以事先预置一下定时器，在几点几分准时打开机器，到某时某刻关掉机器。定时控制器由供电单元、数字钟单元、定时单元以及控制输出单元等几部分组成。如图 3-5-1 所示为定时控制器逻辑电路框图。图 3-5-1 定时控制器逻辑电路框图二、设计任务和要求设计一个带数字电子钟的定时控制器逻辑电路，具体任务和要求如下： 1．具有电子钟功能，显示为四位数。 2．可设定定时起动(开始)时间与定时结束(关断)时间。 3．定时开始，指示灯亮；定时结束，指示灯灭。 4．定时范围可以选择。三、可选用器材 1．NET 系列数字电子技术实验系统 2．直流稳压电源 3．842l 码拨码开关

4．集成电路： CD4060、74LS90、74LS92、74LS48、74LS 1 1 2、74LS86 及门电路 5．石英晶振 32768Hz 6．继电器 DC—12V 7．电阻、电容、三极管 8．显示器：LCS01l-1l、发光二极管四、设计方案提示 1．电源电路本系统电源，如不用实验室电源，可以采用三端稳压块获得+5v 稳压输出，如图 3-5-2 所示。图 3-5-2 定时器电源电路 2．数字钟单元电路这一部分与课题二数字电子钟逻辑电路相同。它分别由秒脉冲发生器，秒、分、时计数器，译码器，显示器等组成，这里只要设计成四位显示。“分”从 00 至 59，“时”从 00 至 23，秒可以用发光二极管显示。 3．定时器定时时间的设定定时器定时时间的设定，可用逻辑开关(四个一组)，分别置入 0 或 1，再加译码、显示，就知其所设定的值。例如，四位开关为。1001”，显示器即显示 9。另一办法，用 8421BCD 码拨码开关 KS 系列器件，拨码开关本身可显示数字，同时输出 BCD 码。例如，拨码开关置成“6”，其 8421 端将分别输出“0110”，并有。6”指示。

4．控制器控制器任务是将计数值与设定值进行比较，若两者值相等，则输出控制脉冲，使继电器电路接通。由于定时的时间有起始时间和终止时间，所以，为了区别这二个信号，采用交叉供电方式或采用三态门进行控制。 5．继电器电路继电器的通、断受控制器输出控制，当“开始定时”设定值到达时，继电器应该接通。而当“定时结束”设定值到达时，继电器应断开。其定时波形如图 3-5-3 所示。继电器的触点可接交流、直流或其它信号。五、参考电路图 3-5-3 定时器波形图根据定时控制器的设计任务和要求，其控制逻辑参考电路如图 3-5-4 所示。六、参考电路简要说明 1．数字钟部分由 Ul CD4060 分频器及 U2 74LSl 12 触发器将 32768Hz 晶振进行分频，获得１Hz 秒脉冲。秒脉冲通过 U3、U4、U5 和 U6 进行分频。U3 和 U5 为 74LS90 十进制计数器，以“除十”方式工作，U4 和 U6 为 74LS92 十二进制计数器，并以“除六”方式工作。 1 U3、U4、U5 和 U６的输出方波频率分别为10 1 Hz、 60 1 Hz， 600 1 Hz、 3600 Hz。U ７和 U８为三十四进制，其时间显示从 00 至 23。 U５～U８输出的 BCD 码被分别接到 U9～U12．U9～U１２均为 74LS48 七段译码器电路，由它驱动七段共阴 LED 显示器 LC5011-11。四个显示器给出从 00：

00 到 23：59 的时间显示。D１和 D2 为发光二极管显示，用来显示秒脉冲。开关 S１用来预置时间，当它置于位置 A 时，数字钟处于正常状态，当它置于位置 C 时，它给出 1Hz 的脉冲到小时计数器 U7；当它置于位置 B 时，给出 1Hz 的脉冲到分计数器 U5。 2．定时器预置开关定时器控制的功能是将数字钟的时间与预置的开、关时间进行比较，并完成相应的开关动作。在定时器预置开关电路中，有两组开关—一起始定时时间开关和终止定时时间开关。每组有 4 个开关(拨码开关)它们的输出都是 BCD 码。

3．控制电路部分 U８～U５数字钟输出和定时拨码开关输出是通过异或门 74LS86 进行一位一位的比较，当定时开关时间到，即所有的值全相等时，在 U14 74LS30 与非门输出端输出一个负脉冲使控制触发器 U１３74LSl 12 变为高电平。Q 为高电平，使得继电器 RL１和 RL2 接通，定时器开始定时。RL１的接通，使得+5V 从加入“起始定时开关”而转加到“终止定时开关”上。由于控制触发器 U13 Q=l( Q ＝０)，使定时器的“定时开始指示灯”亮。当时间运行到“终止时间”设定值时，U１４又一次输出一个负脉冲，使得控制触发器 U１３翻转，Q=０。U13 的低电平使 Tl 和 T2 关断，RL１和 RL2 继电器释放，又回到定时前的工作状态。同时 Q=0 又使“定时结束指示灯”亮。 RL２用于外接所需控制的仪器。按下 S２，可以去掉可能预先存在的“定时”设定。

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