汽车用定时延时电路设计毕业设计论文.doc

目 录第一部分 设计任务与调研1一.毕业设计的主要任务1二.设计的思路1三.调研的目的1第二部分 设计方案2一.理论分析2二.设计方案3三.主要组成元件的作用4第三部分 设计成果7第四部分 结束语8第五部分 致谢9第六部分 参考文献10第一部分 设计任务与调研一.毕业设计的主要任务设计一种基于555定时器的定时延时电路，并研究其工作原理和性能，用proteus等软件对电路的性能进行仿真测试，并制作出电路实物。1、掌握延时信号产生的基本电路和工作原理，了解NE555基本电路的搭建；2、掌握电路构成主要部件的作用和工作原理；3、学会电路板工作性能的检测方法；4、学会电路板常见故障的诊断和维修方法；5、掌握万用表的使用方法。二.设计的思路定时延时电路设计中需要把一个信号延时一段时间再和另一信号作用。可调延时电路是通过按键触发，使得电路信号得到延迟。核心器件是555定时器，由一个LED灯表现出延时时间。三.调研的目的1、利用所学电子技术基本知识来进行综合性设计实验，以巩固所学理论。2、熟练掌握555定时器的几种工作模式及其应用。3、学会利用Proteus软件来绘制电路原理图。4、提高对电路的分析计算能力及动手能力。第二部分 设计方案一. 理论分析1.设计原理根据课程设计要求，分析可知，定时延时电路是由555定时器、电阻、电容、LED灯、电位器和按键所组成。接通12V直流电源后通过按动按键触发，输出为1使得LED灯发亮，过几秒后输出变为0，此时LED灯熄灭。从而实现延时效果。2. .设计要求电路延时主要表现为接通12V直流电源后通过按动按键触发，LED灯亮，断开电源后LED灯不会立刻变暗，而会亮一段时间后再变暗，即表现为延时。电路结构图如图1所示LED灯亮灯亮接通电源按下按键断开按键LED灯灭LED灯亮 10秒后图1 电路结构图二.设计方案1.电路板原理图如下图2所示图2 定时延时电路原理图表一 元器件参数表元件编号元件名称参数CT1电解电容470ufD2LED发光二极管D1二极管1N4007P1电源接口RT1电位器50KC1、C2瓷片电容0.01ufU1555定时器NE555S1自锁开关S2按键2.原理图的工作原理当按动（点按）S2定时延时键时，电容CT两端的电压为零，此时2脚（TRIG）电压为零，当2脚电压小于Vcc的1/3时，3脚输出电压为高电平12V，此时指示灯D2点亮；随着时间的延长，系统电源同时对电容CT进行充电，当充电一段时间后，电容电压达到Vcc的2/3时，此时6脚电压同样达到Vcc的2/3。当6脚电压超过Vcc的2/3时，3脚输出电压为零，指示灯D2灭，延时结束。可通过调节TR1，来改变接入电路地电阻大小，电容充电时间随电阻的大小改变而改变，从而调节定时延时时间的长短。三.主要组成元件的作用定时器NE555的功能1脚：为地。2脚：为触发输入端。3脚：为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。当触发器接受上比较器A1从复位脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可达200mA。4脚：是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。5脚：是控制端。7脚：称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。8脚：工作电压输入端，电压为518V。555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。2、电容常用的电容有电解电容和瓷片电容。电解电容：是一种能储存电能的元件，在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再释放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。通过电容电压的变化，提供给NE555变化的电压，从而输出方波。瓷片电容：是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高稳定振荡回路中，作为回路，旁路电容器及垫整电容器。 3、电阻电阻（通常用“R”表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。 电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。 4、电位器电位器是具有三个引出端，阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的大小，从而逐渐改变电路中的电流大小，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。5、发光二极管发光二级管是一种能发光的半导体电子元件。不同材料的发光二极管可以发出不同颜色的光，林砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 LED只能往一个方向导通（通电），叫作正向偏置（正向偏压），LED正向偏压的大小根据颜色不同而不同，一般为2V左右。 发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向工作电流一般为20mA，使用时必须串联限流电阻以控制通过发光二极管的电流。限流电阻R可通过计算求得 。6、二极管1N4007在本电路中，二极管1N40077用作整流二极管，当电源提供电压波动时，电流会产生波动，1N4007会根据电流的波动是电流增大或减小，从而减小电流的波动，使电流保持平稳。按键常用的按键分为自锁按键和不自锁按键。自锁按键：在开关按钮第一次按时，开关接通并保持，即自锁，在开关按钮第二次按时，开关断开，同时开关按钮弹出来。不自锁按键：开关每按动一次，使电路导通一次，随即断开，常用来产生一个脉冲信号，或者发送一次命令。10第三部分 设计成果1.设计成果 定时延时电路实物图 如图3所示图3 定时延时电路实物图2.作品的特点采用含555定时器、电阻、电容、LED灯、电位器和按键所组成，要求材料简单、工作可靠、使用方便、价格低廉，可被广泛用于各种电子产品当中。 第四部分 结束语本次毕业设计的撰写，从选题到定稿共持续了几个月。从一开始拿到课题，我就开始着手研究课题中包含的内容，及发展趋势，在与指导老师进行沟通之后，我确定了完成本课题所要进行的工作内容。在参阅了大量文献资料之后，我的思路逐渐明了了很多，从对研究本课题的意义及发展趋势开始着手，到查阅资料对555定时电路的结构及工作原理的分析研究，明白了555定时电路的结构及工作原理以后，我设计了论文中现在的基于555定时器的延时电路，并对电路的工作原理及过程及电路输出的波形的主要参数进行了计算和仿真。在这个过程中也学会了很多新知识，如prote199SE软件及proteus软件的使用，对555时基电路的内部结构和工作原理了解得更加详细和深入。在完成了这些手上工作之后，我开撰写了第一份初稿，经过自己反复研读修改和同学阅读修改后，交由指导老师阅读。在由老师对其中不足之处给以指导之后才形成了现在的毕业设计。由于自己水平有限，毕业设计中表述有不对和不完整之处，敬请给予指出。第五部分 致谢经过这段时间的毕业设计，我收获了很多。不仅培养了我的理论联系实践能力，也提高了专业实践技能；通过实践加深了关于数字电子技术理论知识的理解，通过自己动手设计掌握数字电路的一般设计方法，培养了初步的独立设计能力。也提升了自己的动手能力。掌握了PCB、prote199SE、proteus等电路软件的应用，掌握了数字电路的安装与调试的一般方法。为专业课学习和从事科学研究打下良好的基础。对学习产生了更大的兴趣。在设计过程中我也感到了自己的能力不足，在设计时没有按照要求严格执行，一开始的原理图都弄错，导致后面制作PCB板时产生了很多问题，所以今后做事一定要认真仔细，把每一步都走好，不要再马虎大意，要有耐心的去解决问题。在本次课程设计中，我要感谢我的指导老师，在设计过程中，老师给我们讲解一些关于设计电路的知识和注意事项。不懂的时候问老师也耐心的给我解决问题。在我的毕业设计一次一次的修改过程中是老师一次一次的耐心指导才能使我能够完成任务。随意要感谢老师的指导。第六部分 参考文献1 童诗白. 模拟电子技术基础M.北京:高等教育出版社,2005.2 臧春华. 电子线路设计与应用M.北京:高等教育出版社,2005.3 邱关源,罗先觉. 电路（第五版）M.北京:高等教育出版社,2006.4 谷树忠. proteus教程-原理图、PCB设计与仿真M.北京:电子工业出版社,20105 彭介华.电子技术课程设计指导M.高等教育出版社.2008.126康华光.电子技术基础.第五版.北京：高等教育出版社，20067张庆双.实用电子电路200例.北京：机械工业出版社，20038彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，1997