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欧姆龙模拟定时器的特点以及方案分析设计

2020.5.25

  1、本装置的时间系统完全采用模拟电子技术作为核心,它的精度稍低于用晶振为时钟源经大量的数字分频获得的数字时钟,但其成本大大降低;

  2、相对于数字时钟,它具有电路简单、成本低、制作方便易行、使用价值高以及技术含量高的特点,可以使参与者获得真知感悟。

  3、调试操作简单、工作可靠稳定、重复性好。 性能参数 由四个(K1、K2、K3和K4)乒乓二掷(位)钮子开关,完成1~16分钟时间设定,定时精度≤±1%。 电路组成 由有源线性反相积分放大器、电压比较器声光闪烁告警及其控制电路等组成,如图1所示:

  方案分析设计部分

  通过lm374输入脉冲信号,在通过74LS00对电路实行倒计数。电路开始运行 时,只正常显示,通过四个开关,对电路进行控制,然后开始计时,判断时间

  时间是否完成,没有则继续显示、否则,发出警报。运行状态用二个LED灯表示,绿LED亮表示计时,红LED闪亮表示结束。报警电路采用蜂鸣器,时间为0时,蜂鸣器响。用数码管表示计时时间,计时方式对过程作时间显示。在时间是由用户拔动开关进行设置,并设置复位键,显示过程可对时间进行复位,其原理框图如图1所示

  电路设计

  1.秒脉冲发生器 秒脉冲发生器可以由一个集成的lm324构成,当电源接通后,VCC通过对R4、R5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=(R4+2R5)C2ln2 其中R4=R5=48KΩ,C1=0.01μF,C2=10μF,把数据带入T=(R4+2R5)C2ln2,得T=1s,即周期为一秒,输出1HZ的信号,电路如图2所示:

  2. 一百进制分计数器和六十秒计数器的设计 一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的,不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已,我们用四片74LS00来实现分计数和秒计数功能,其中74LS00的功能表如图3所示。我们要的只是减计数,所以我们把它的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上;秒十位上的输入端B、C端接到高电平上,即从输入端置入0110(十进制的6),秒十位的LD端和借位端BO联在一起,再把秒个位的BO端和秒十位的DOWN联在一起。当秒脉冲从秒位的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,当秒计数完成了,分可以自动减少,需要把秒十位的借位端BO端接到分计数的DOWN端作为分计数的输入信号来实现秒从分计数上的借位。我们可以利用分计数的UP端来进行外部置数,当把它们各接到一个低触发(平时保持高电平,外部给一个力就输入一个低电平)的脉冲上 就可以实现从0-9的数字输入,电路如图4所示。


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