24小时定时电路

武汉科技大学继续教育学院自学考试本科毕业生毕业设计（论文）11 级机电一体化专业题目：24小时定时电路学生姓名：蔡建准考证号：014913273833指导老师：刘运苟时间：合作办学单位: 武汉科技大学（洪山校区）摘要时间，是人类永恒的追问。

随着科技的进步与生活方式的改变，人类发明了种类繁多的计时器。

从原始的太阳钟到现在的原子钟，计时器追随者人类的进步的步伐，经历了计时精度由模糊到精确地过程。

而计时器的种类也经历了从单一型到多样化的蜕变。

计时器，感知着人类的发展与文明。

本文将从人类与计时、中国生活方式与计时器、西方生活方式与计时器、计时器的“再设计”四个方面探讨计时器，同时对未来计时器设计提出思路。

Time is an eternal question of mankind.With the advances in technology and changes of the life style,human invented a wide range of timer.From the original sun clock to the current atomic clock,timer followers the pace of human evolution and makes time from fuzzy to accurate.The timer also looks from a single type to diversiform.Timer tells the human development and civilization.This article will talk about timer in four aspects which are human being and the timer,Chinese life style and the timer,Western life style and the timer,the timer’s “re-design”.And also put forward ideas for the future timer design.目录摘要 (1)一．概述 (4)1.1电子定时器的应用 (4)1.2电子定时器的发展前景 (4)1.3 电子定时器的发展前景 (5)二．模块设计 (6)2.1 秒信号发生器电路 (6)2.2 计时模块 (8)2.3 报警模块 (9)2.4 显示模块 (10)2.5 预设时间电路设计 (11)2.6 启动/停止电路设计 (13)2.7 复位电路设计 (13)2.8 调试 (14)2.9 设计电路图 (15)三．系统设计过程 (17)3.1分频器模块 (17)3.2秒计时模块 (20)3.3分计时模块 (22)3.4时计时模块 (24)3.5显示模块 (27)四．电源设计 (29)五．总结 (31)一. 概述我们在日常生活中，经常会碰到一些需要定时的事情，例如：印相和放大图片，需要定时在零点几秒的时间，洗衣机洗涤衣服需要定时在几分钟到几十分钟的时间，电风扇需要定时数十分钟的时间。

完成这种定时的定时器有多种多样，在家用电器中采用机械定时器就是根据一般上弦钟表原理设计的，这种定时器虽然结构简单，成本低，维修也比较简单，但是它的触头频繁接触和断开，大大的缩减了它的使用寿命，也不利于进一步全自动化。

在电子技术突飞猛进的今天，电子计时器一定会逐步取而代之，这是不言而喻的。

本文是基于74LS192设计的定时器。

1.1课题的来源和意义论文课题是通过导师精心筛选提出的，基于单片机的电子定时设计课题不一定很大，但需要通过亲手做一遍全过程，完成一个产品制作，这个过程的收获是很大的1.2电子定时器的应用电子定时器在家用电器中经常用于延时自动关机、定时。

延时自动关机可用于：收音机、电视机、录音机、催眠器、门灯、路灯、汽车头灯、转弯灯以及其他电器的延时断电及延时自停电源等。

定时可用于：照相定时曝光、定时闪光、定时放大、延时催眠器、延时电铃、延时电子锁、触摸定时开关等。

例如：空调中的定时器，在工作一段时间之后便能自动断开电源停止工作。

夏季夜间使用，入睡前先定好时间，等熟睡后就到了预定时间，空调自动关机，方便节能。

定时器除用于家用电器外，还广泛地用于工农业生产和服务设施，达到定时时间后会给出提示，极大地方便了用户操作。

1.3 电子定时器的发展前景传统的定时器绝大部分都是发条驱动式、电机传动式或电钟式等机械电器，部分电子器械钟也有使用时间继电器的。

相对于传统的定时器，电子定时器的体积小、重量轻、造价低、精度高、寿命长而且安全可靠、调整方便、适于频繁使用。

所以电子定时器的发展必定大有前途。

同时随着先自爱电子技术的发展，定时器也在不断的进步，朝向着更多用途、更高精度、更小体积发展着。

二.模块设计本设计电路要求具有显示报警功能，因而所需要的模块含有时钟脉冲模块、计时模块、显示模块、报警模块、总控模块五大模块共同构成。

其中，时钟模块用于产生计数时钟，计数模块用来记录经历的时间，显示模块用来直观显示经历的时间，报警模块用来当预置时间到来时的报警提示，总控模块用来控制计时的中断与开始。

具体关系如下图所示：2.1秒信号发生器电路秒信号发生器采用555定时器，555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

其成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器。

555定时器包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。

它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 。

其秒信号发生电路如下图所示：图1VCC通过对R1、R2向电容充电。

电容上得到电压按指数规律上升，当电容上的电压上身到2/3VCC时，输电压VO为零，电容放电。

当电压下降到1/3VCC时，输出电平为高电平，电容放电结束。

这样周而复始便形成了振荡。

我们要的周期是1秒，频率是1赫兹。

周期T可以由下面的公式可知：T＝R1.R2lnC选择了R75=15K，R76=68K,C16=10uf 得1秒的震荡时间2.2计时模块计时电路，采用74LS192该芯片是同步10进制可逆计数器，具有双时钟输入，可置数可清零。

本次设计中我们将74LS192接成十进制和六十进制，考虑到我们要倒计时。

所以我们将所有74LS192的UP端在计数时保持高电平，在秒计数的个位的74LS192：秒信号输入接到DOWM，秒计数的十位：将输入端的B,C端接高电平（即输入端接成0110），秒十位的置数LD端和借位端BO连在一起构成6进制，再把秒个位的BO和秒十位的DOWN连在一起。

当秒脉冲从秒个位的DOWN端输入的时候秒计数的192开始从9减到0；这时，它的借位端BO会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN，秒十位的计数从6变到5，一直到变为0；当高低位全为零的时候，秒十位的BO发出一个低电平信号，DOWN为零时，置数端LD等于零，秒十位完成并行置数，下一个DOWN脉冲来到时，计数器进入下一个循环减计数工作中。

对于分计数来说，道理也是一样的；只是要求，将分十位的输入端接成0101即（C和A接1，B，D接0），其他电路同上，因为在分计数的两块74LS192上都是00时，在下一个脉冲到来是，分个位先产生借位，然后秒个位变成9，与此同时分十位收到来自秒个位的脉冲而使BCD变为5，变成59 符合要求，如果接成6就变成69，因此在将分十位的输入端接成0101（5）。

对与小时的话我们直接成两个10进制。

电路图如下：图22.3报警模块报警电路我们将用与门接成SR触发器，将小时十位的74LS192的借位端BO接R端，S端接来自启动/ 停止自锁开关的公共端6，构成SR的与门U7的8管脚连接到暂停启动电路中德与门U19的2端（产生停止信号），反向器4输出俩接MR（清零）和发光二极管BO端平时是高，定时时间到时，差生负跳变，在计数状态时启动/ 停止自锁开关的公共端6是高电平，因此SR为10状态输出0再经反相器变为1，亮二极管产生报警。

图32.4显示模块显示电路采用了4片一位的共阴极七段数码管（如图4.2所示），来分别显示分钟计时的十位和个位，小时的十位和个位完成预置和显示功能。

数码管的驱动电路采用的共阴极的七段译码器74LS48，它内部有上拉电阻，可以直接与共阴极的数码管相连接。

由于数码管只用显示0—9的数字，则LT、LBI、BI/RBO三个脚都接高电平，A B C D 四个输入端连接74LS192的输出，就能显示出预置的时间和定时的剩余时间。

其连接电路图如图4.1所示：此外根据要求秒要用一个发光二极管显示。

我们从VCC接一个10K 电阻再接发光二级管，再接到秒个位的74LS192的脉冲输入端DOWM，在DOWM为低时发光二级管就亮，从而使发光二极管随输入脉冲一闪一亮，显示秒的变化。

如图4.2图4.1图4.22.5预设时间电路设计预设时间电路我们采用三控（6路）不自锁开关，经过试验电容按键消抖比不上SR触发器消抖，因此采用SR触发器按键消抖，提高精度。

SR的S端接不自锁开关6端同时再接一个10K电阻到VCC，SR的R端接不自锁开关的同组非公共端4也是接10K电阻到VCC，SR的输出端，再经过一个与非门接到接74LS192的UP端，其他的也如此。

在没有按下时,SR位10出0，按下时01出1，再经与非门所以会再UP端出现1——0。

1——0，下降沿的变化，来预置时间。

下图5.1考虑到计数器在正常工作时，禁止调时间并且保持74LS192的UP端保持为高电平，我们加入了按键自锁电路，即在SR输出端接到一个门电路的一个输入端，在暂停/启动开关的另一组三控开关的公共端2接到与门的另一个输入端上，如图1，暂停/启动开关的1接GND，2接VCC，即可，如图1在启动模式时与SR想连的门电路关闭，禁止调时间。

此外，在分的十位上，为了避免在预置时间时出现大于6以上的数，我们增加了清零电路。

如图5.2图5.12.6启动/停止电路设计启动/停止电路，我们选择了双组三控自锁开关（6管脚）、与非门电路和与门电路。

自锁开关一组的公共端5接经过一个与门（与门的另一输入端接来自报警系统到的信号，该不报警时为1）再接与非门的一个输入端5，同组的另外两端分别接6接VCC和5接GND，555振荡器的输出端接与非门的剩下输入端4，自锁开关在没按下的时开关的5脚为0，只要与门的任意一个端输入0，与非门的5脚为低门电路关闭，555的脉冲无法进入到计数电路，计数停止，反之为开启，此处我们实现了按键启动/停止，或定时时间到也可使之停止的功能。

电路图如下：图62.7复位电路设计复位电路,将除分十位的74LS192的MR要经或门连接外，其余的74LS192的复位MR端连起来，再加上按键和两个电阻，和10uf的电容接成上电复位脉冲输入如下图7复位按键的输入脉冲经过与门连接到与非门U7A的1端，时十位的借位BO接到U7A的2端。