09325220电子可调定时器

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1、可调式定时器的设计与制作姓名:孙敏专业:电子信息班级:093252学号:09325220指导老师:高浪琴目录一、题目....................................2二、设计思路....................................2三、设计方法....................................3四、硬件电路设计................................3五、软件设计....................................12六、调试......................

2、..................15设计感想........................................16参考文献........................................16一、题目设计要求︰（1）该电路具有定时控制电路，控制外围电路;(2)定时时间2—2048S；（3）时间精确度小于1S；（4）自制+12V稳压直流电源。二、设计思路1.方案一电路采用14位二进制串行计数/分频器CD4060构成高精度秒时基信号源，它的振荡电路由32768Hz的电子钟表用石英晶体振荡器产生。经过2分频电路、多级可调时预置电路产生触发脉冲，控制定时

3、输出电路进行定时。设计电路框图如图1。高精度秒时基信号源2分频电路多级可调定时预置电路定时输出电路图12.方案二方案二是由555定时器构成多谐振荡器，利用充放电时间差来产生高精度秒时基信号源，不需要2次分频，再通过多级可调定时预置电路来控制定时输出电路进行定时。设计电路框图如图2。高精度秒时基信号源多级可调定时预置电路定时输出电路图23.方案的确定①虽然方案二的电路结构比方案一简单，所需的元器件也比较少，但是方案一由CD4060产生的秒时基信号源比方案二由555定时器产生的秒时基信号源频率更稳定，所产生的信号源更精确，更符合任务书要求。②为使电路具有更高的Q值以提高振荡频率的稳

4、定性，这里选择CMOS非门，从减小电路功耗的角度来考虑，这也是一种较好的选择，因此，电路的其它部分也应尽量采用CMOS集成电路来实现，方案一符合这一要求。③方案一所需的元器件实验室也可以购得，所需的元件价钱不高，因此我选用方案一。一、设计方法本定时器是由石英晶体振荡器产生的高稳定度的脉冲信号，通过数字电路多级分频后取得1Hz的秒时基信号，再通过多级数字分频电路的分频，取得多种时间的控制信号并通过继电器控制工作电路。本电路定时时间范围为2……2048S，通过选择开关分11级输出。电路图如图3。图3所示为精密数字式定时控制电路。该控制器由高精度秒时基信号源、2分频电路、多级可调定时

5、预置电路和定时输出电路与继电器驱动电路组成。图3二、硬件电路设计1.高精度秒时基信号源高精度秒时基信号源是由14位二进制串行计数/分配器CD4060、电子钟表用石英晶体振荡器(它固有频率为32768Hz)等组成。CD4060内包含两个反相器，这两个反相器可通过外接RC元件或石英晶体组成振荡器。本电路由石英晶体振荡器产生的32768Hz脉冲信号经CD4060内部14级二进制计数器，每个计数器可用作一个2分频，其分频范围为24--214，即16—16384。后由③脚(Q14)输出，输出的脉冲频率为2Hz。a.晶体振荡器电路一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用TT

6、L门电路构成；另一类是通过CMOS非门构成的电路，如图4所示，从图上可以看出其结构非常简单。该电路广泛使用于各种需要频率稳定及准确的数字电路，如数字钟、电子计算机、数字通信电路等。图4图4所示电路中，CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，U2实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容Ｃ１、Ｃ２与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个180度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳

7、定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。晶体XTAL的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计，其频率较低，有利于减少分频器级数。从有关手册中，可查得C1、C2均为30pF。当要求频率准确度和稳定度更高时，还可接入校正电容并采取温度补偿措施。由于CMOS电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻R1可选为10MΩ。较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。b.分频电路①分频电路原理由于晶体振荡器输出频率为32768HZ，为了得到1HZ的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行15级2进制