定时器设计毕业论文（含外文翻译）.doc

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1、 摘 要在我国应用范围比较广泛的是机械式发条定时器,但在实际应用中所产生的问题比较多，走时不准，易停摆等问题严重影响定时器的质量。 本文在对机械式发条式定时器其缺点分析的基础上提出了基于数字电路技术的定时器设计方案。这个定时器电路比较简单，成本低，便于维修，省去了机械定时器每次必须扭动定时按钮的麻烦，对电器的全自动化很有利。由振荡器产生方波后经过分频器分别产生周期为的方波，分别用来减计数和加计数，这两种方波通过计数器后输出BCD码，BCD码通过发光二极管进行显示。首先，根据设计要求，设计电路原理方框图，然后，通过对电路原理的分析，对电路元件进行选择并设定相应的电路图元件参数，最后，设计电路的接

2、线图并对整个系统进行功能测试。【关键词】定时器 发光二极管 定时周期 触发器 计数器 振荡 ABSTRACTIn the broader scope of our application is a mechanical starting timer in the practical application of issues arising from the relatively more time to walk, stopped easily the timer problems seriously affect quality.The mechanical and starting a

3、timer on the basis of the analysis of the shortcomings of technology-based digital timer circuit design. This timer electric circuit quite is simple, the cost is low, it is advantageous for the service , omitted the mechanical timer each time to have to sway from side to side fixed time the button t

4、rouble, was very advantageous to the electric appliance entire automation. Square-wave generated by the oscillator after a cycle frequency divider respectively square-wave for the cycle of 1 minute and 1 second respectively for minus count and increases count, both through the counter after square-w

5、ave export BCD code, BCD code through the light-emitting diode display.First, according to designs the request, designs the circuitry block diagram, then, through to the circuitry analysis, carries on the choice and the hypothesis corresponding electrograph part parameter to the circuit element, fin

6、ally, designs the electric circuit the wiring diagram and carries on the function test to the overall system.【Key word】Timer LED Cut-off relay Hold time Timing cycle Trigger Power outlet Boot time目 录前 言- 1 -第1章 绪 论- 2 -第一节 课题的来源和意义- 2 -第二节 电子定时器的应用- 2 -第三节 电子定时器的发展前景- 2 -第2章 逻辑电路的介绍- 4 -第一节 数字电路的特点-

7、 4 -第二节 基本逻辑电路- 4 -第三节 CMOS集成电路的应用- 4 -一、 常用特性- 5 -二、CMOS门电路的应用- 5 -第3章 各集成电路的功能及原理- 7 -第一节 CD4017的功能及原理- 7 -一、 CD4017引脚图- 7 -二、CD4017功能表- 8 -第二节 CD4017的波形图- 9 -第三节 CD4069功能及原理- 10 -一、 CD4069引脚图- 10 -二、CD4069的功能- 10 -第4章 定时器的特点及工作原理- 13 -第一节 双稳态电路的功能- 13 -第二节 定时器的特点- 16 -一、 定时器的电路图- 16 -二、 定时器的工作过程-

8、 17 -第5章 硬件设计与制作中的问题与- 19 -第一节 电路的分布- 19 -第二节 电路的焊接- 19 -第6章 定时器的测试- 21 -结 论- 23 -致 谢- 23 -参考文献- 24 -论文附件- 24 -（三）设计图纸：- 41 - 前 言脉冲与数字电子技术已经广泛地运用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、电子测量仪表、核物理、航天等各个领域。例如，在通信系统中，应用数字电子技术的数字通信系统，不仅比模拟通信系统抗干扰能力强、保密性好，而且还能应用电子计算机进行信息处理和控制，形成以计算机为中心的自动交换通信网；在测量仪表中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高、测试功

9、能强，而且还易实现测试的自动化和智能化。随着集成电路技术的发展，尤其是大规模和超大规模集成器件的发展，使得各种电子系统的可靠性大大提高，设备的体积大大缩小，各种功能尤其是自动化和智能化程度大大提高。全世界正在经历一场数字化信息革命即用0和1数字编码来表述和传输信息的一场革命。21世纪是信息数字化的时代，数字化是人类进入信息时代的必要条件。为了培养大学生对电子设备的掌握，锻炼学生积极思考勇于创造善于动手的能力，学校安排了这次以带显示功能的定时器为题材的毕业设计。定时器是我们日常生活中时常用的设备，存在于我们生活的每个角落，它的内部电路主要包括两个集成块：CD4069和CD4017。主要涉及到二极

10、管理论基础、或非门逻辑组合电路分析、双稳态电路，振荡器电路。全文分6章，第2章主要是对逻辑电路的特点、应用等做了一个简单的介绍。第3章是对基本单元电路以及集成单元工作原理讲解，主要作用是为以后章节的具体分析做理论研究基础。第4章是对带显示功能的定时器整机电路的分析。第5章主要讲的是在硬件制作与设计的过程中所遇到的问题以及解决方法。其中第4章是本文的重点，是整个毕业设计的目的。 第1章 绪 论我们在日常生活中，经常碰到一些需要定时的事情，例如：印相或放大照片，需要定在零点几秒的时间，洗衣机洗涤衣物需要定在几分钟到几十分钟的时间，电风扇需要定在数十分钟的时间。完成这种定时的定时器有多种多样，在家用

11、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，维修也比较方便，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，电子定时器一定会逐步取而代之，这是不言而喻的。第一节 课题的来源和意义本课题是通过导师筛选提出的，电子设计课题不一定很大，只要通过亲手做一遍全过程，完成一个产品制作，收获是很大的。本课题的意义在于通过设计和制作本课题把在学校学习到的知识融会贯通并应用到实际当中。做到学有所成，学有所用。并且希望通过本设计为节能减排做出贡献。第二节 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

12、。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、定时调速、定时烘箱、冰箱门开定时报警、水位定时报警、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切断电源停止工作。夏季夜间使用，入睡前先顶好时间，等睡熟后到了预定时间，空调自动关机。方便节能。定时器除了应用于家用电器外，还广泛地用于工业农业生产和服务设施，甚至军事等。第三节 电子定时器的发展前景传统的定时器绝大多数都是发条驱动式、电机传动式或电钟式等机械定时器，部分电子器械中

13、也有采用时间继电器的。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。同时随着现代电子技术的发展，电子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。例如：一个电子定时器，它可以设置多组组开、关电源设置，可以当时钟使用，还也可以按星期组合让它在一周内的任意一天或几天按设置程序工作。而且它体积小。且它的功耗特别小只有3W。可以说是小巧玲珑，节能省电。第四节显示显示10计数计数振荡 双稳态第2章 逻辑电路的介绍第一节 数字电路的特点在电子设备中，通常把电路分为模拟电路和数字电路两类，前者

14、涉及模拟信号，即连续变化的物理量，例如在24小时内某室内温度的变化量；后者涉及数字信号，即断续变化的物理量。人们把用来传输、控制或变换数字信号的电子电路称为数字电路。数字电路工作时通常只有两种状态：高电位(又称高电平)或低电位(又称低电平)。通常把高电位用代码“1”表示，称为逻辑“1”；低电位用代码“0”表示，称为逻辑“0”(按正逻辑定义的)。例如一些TTL数字电路的输出电压等于或小于0.2V，均可认为是逻辑“0”，等于或者大于3V，均可认为是逻辑“1”(即电路技术指标)。CMOS数字电路的逻辑“0”或“1”的电位值是与工作电压有关的。讨论数字电路问题时，也常用代码“0”和“1”表示某些器件工

15、作时的两种状态，例如开关断开代表“0”状态、接通代表“1”状态。第二节 基本逻辑电路凡是对脉冲通路上的脉冲起着开关作用的电子线路就叫做门电路，是基本的逻辑电路。门电路可以有一个或多个输入端，但只有一个输出端。门电路的各输入端所加的脉冲信号只有满足一定的条件时，“门”才打开，即才有脉冲信号输出。所以门电路是一种逻辑电路。基本的逻辑关系有三种：与逻辑、或逻辑、非逻辑。与此相对应，基本的门电路有与门、或门、非门。第三节 CMOS集成电路的应用一、 常用特性1. 工作电源电压。常用的CMOS集成电路工作电压范围为318V（也有715V的，如国产的C000系列），因此使用该种器件时，电源电压灵活方便，甚

16、至未加稳压的电源也可使用。2. 输入阻抗高。CMOS电路的输入端均有保护二极管和串联电阻构成的保护电路，在正常工作范围内，保护二极管均处于反向偏置状态，直流输入阻抗取决于这些二极管的泄漏电流。因此驱动CMOS集成电路时，所消耗的驱动功率几乎可以不计。3. 输出电流。CMOS集成电路的输出电流（指内部各独立功能的输出端）一般是10mA，所以使用时应加推动级输出，但输出端若连接CMOS电路时（即扇出能力），因CMOS电路的输入阻抗高，对于低频工作时，一个输出端可以带动50个以上输入端，实际上几乎不需考虑扇出功能的限制。4. 抗干扰能力强。CMOS电路抗干扰能力是指电路在干扰噪声的作用下，能维持电路

17、原来的逻辑状态并正确进行状态的转换。电路的抗干扰能力通常以噪声容限来表示，即直流电压噪声容限、交流（指脉冲）噪声容限和能量噪声（指输入端积累的噪声能量）三种。直流噪声容限可达电源电压的40以上，所以使用的电源电压越高，抗干扰能力越强。这是工业中使用CMOS逻辑电路时，都采用较高的供电电压的原因。TTL相应的噪声容限只有0.8V（因TTL工作电压为5V）。5. 说明。目前市场上数字电路产品进口的较多，产品型号的前缀为公司代号，如MC、CD、PD、HFE分别代表摩托罗拉半导体（MOTA）、美国无线电（RCA）、日本电气（NEC）、菲力蒲等公司。各产品的后缀相同的型号均可互换。二、CMOS门电路的应

18、用门电路是一种基本逻辑部件，用它们可以构成组合逻辑和时序逻辑电路。CMOS门电路产品种类很多，均可从相应的手册上查到，但归纳起来有八类：反相器、与非门、或非门、与门、或门、缓冲/电平变换器、组合逻辑和具有三态输出的逻辑门等。熟悉门电路的特性和应用，可为学习各种数字设备（包括PC机硬件）的工作原理打下良好的基础。第3章 各集成电路的功能及原理第一节 CD4017的功能及原理一、 CD4017引脚图CMOS集成电路CD4017C采用标准的双列直插式脚塑封，它的引脚排列如图 3.l 所示。CC4017 是国标型号，它与国外同类产品CD4017 在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全相同，可以直接互换。

19、其引脚功能如1： 脚(Y5)，第5输出端； 脚(Y1)，第1输出端； 脚(Y0)，第0输出端； 脚(Y2)，第2输出端； 脚(Y6)第6输出端； 脚(y7)，第7输出端； 脚(Y3)，第3输出端； 脚(vss)电源负端； 脚(Y8)，第8输出端； 脚(Y4)第4输出端； 11 脚(Y9)第9输出端； 12 脚(Qco)，级联进位输出端，每输入 10 个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。 13 脚(EN)，时钟输入端，脉冲下降沿有效； 14 脚(CP)，时钟输入端脉冲上升沿有效； 15 脚(CR)，清零输入端，在“CR”端加高电平或正脉冲时，CD40

20、17计数器中各计数单元输出低电平“0”，在译码器中只有对应“0”状态的输出端 Y0 为高电平； 16 脚(VDD)，电源正端318V 直流电压。 图3.1二、CD4017功能表CD4017功能表，如表3-1-2输入输出功 能CPCrY0Y9HY0清零LLYn+1计数HLYn+1计数LLYn保持HLYn“”LYn“”LYn“”表3-1-2CD4017 有 3 个输入端：复位清零端 CR，当在 CR 端加高电平或正脉冲时，计数器清零，在所有输出中，只有对应“0”状态的 Q0 输出高电平，其余输出均为低电平：时钟输入端 CP和CE ，其中 CP 端用于上升沿计数，CE 端用于下降沿计数，这两个输入端

21、的内部逻辑电路如图 2 所示。由图 2 可见，CP 和 CE 还有互锁的关系，即利用 CP 计数时，CE 端要接低电平：利用 CE 计数时，CP端要接高电平。反之则形成互锁。在“CR” 端加上高电平或正脉冲日子，计数器中各计数单元 F1 F5 均被置零，计数器为“00000 ”状态。 CD4017 有 10 个译码输出端 Q0 Q9，它仍随时钟脉冲的输入而依次出现高电平，见图 3。此外，为了级联方便，还设有进位输出端 QC，每输入 10 个时钟脉冲，就可得到一个进位输出脉冲，所以QC 可作为下一级计数器的时钟信号。从上述分析中可以看出，CD4017(它的基本功能是对“CP”端输入脉冲的个数进行

22、十进制计 数，并按照输入脉冲的个数顺序将脉冲分配在 Yo Y9 这十个输出端，计满十个数后计数器复零，同时输出个进位脉冲。我们只要掌握了这些基本功能就能设计出千姿百态的应用电路来。第二节 CD4017的波形图 当振荡器的脉冲信号送到端负脉冲输入端，每振荡一次计数器计一个数，其输出端Y0Y9的顺序分别输出正脉冲，当计到第十个脉冲时又重新从Y0开始依次输出正脉冲，如此循环下去。如图2-1-1 图2-1-1第三节 CD4069功能及原理一、 CD4069引脚图CC4069由六个COS/MOS反相器电路组成。此器件主要用作通用反相器，即用于不需要中功率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中。图2-2-1二、

23、CD4069的功能CD4069是六反相器集成电路（IC），采用双列式塑封装（14引脚）。该IC内含六个独立的反相器。每个反相器均可执行逻辑的反相操作。用它可以很方便地构成振荡器。CF3F2F1BW1C1R3D3Acbad由F2，F3，C1，W1等组成A振荡器，如图2-2-2所示。箝位二极管D3截止使A振荡器开始工作，假设c点为高电位，由于在充电之初电容两边的电压不能突变，所以d点也为低电位，电流经过R3到a点，那么a点也为低电位，经过反相器F3，b点电压就为高电压。在不断充电过程中，b点电压升高，经过F2后c点就变为低电位，此时电容C1就开始放电。d点就变为高电位，流经过R3到a点，那么a点也

24、为高电位，经过反相器F2，b点电压就为低电压。在不断放电过程中，b点电压降低，经过F3后c点就变为高电位，此时电容C1就开始充电。d点就变为低电位，流经过R3到a点，那么a点也为低电位，经过反相器F2，b点电压就为高电压。在不断充电过程中，b点电压升高，c点就变为低电位，此时电容C1又开始放电。 图 2-2-2振荡器A的脉冲信号，经D2送到门F1倒相后，经K1送到IC3的EN端负脉冲输入端，每振荡一次计数器计一个数，其输出端按Y0-Y9的顺序分别输出正脉冲，由于V2集电极为低电位，所以由X1-X10组成的发光管阵列被依次点亮，当计到第十个脉冲时（X10点亮后），IC3的12脚进位端给出一个进位

25、正脉冲，它经门F4倒相变成负脉冲后经C8和C9去触发V2，V3组成的双稳态电路使之翻转，即变成V2截止，V3导通，D8导通使V4截止，继电器关断，整机处于待机状态，与此同时，因D3导通，振荡器A输入端被箝位从而停止振荡。振荡器A只在V2导通，V3截止继电器吸合，电路处于开机状态时工作。此时X1-X10灯依次点亮，可以指示电路的开机时间，同时调节电位器W1可以改变通电时间长短，由F5，F6组成的振荡器B只在V3导通，V2截止继电器断电，电路处于待机状态时工作，此时X11-X20灯依次点亮，可以指示电路的待机时间，同时调节电位器W2可以改变待机时间长短。振荡频率T=2.2RC，C=5，1MR6M，

26、所以11秒T66秒，f=1/T，所以1/66f1/11HZ 第4章 定时器的特点及工作原理第一节 双稳态电路的功能 图2-3-1为双稳态电路，它是由两级反相器组成的正反馈电路，有两个稳定状态，或者是V2导通、V3截止；或者是V2截止、BG2导通，由于它具有记忆功能，所以广泛地用于计数电路、分频电路和控制电路中。双稳态中V3的基极接有电容C10,在通电之初，由于电容两端电压不能突变，所以V3的基极为低电位，使V3截止；集电极为高电位使V2导通；因D8截止使V4导通，继电器吸合，整机处于通电状态。图2-3-2(a)中，设触发器的初始状态为V2导通，V3截止，当触发脉冲方波从1端输入，经CpRp微分

27、后，在A点产生正、负方向的尖脉冲，而只有正尖脉冲能通过二极管D1作用于导通管BG1的基极是。ic1减小使BG1退出饱和并进入放大状态，于是它的集电极电位降低，经电阻分压器送到截止管BG2的基极，使BG2的基极电位下降，如果下降幅度足够时，BG2将由截止进入放大状态，因而产生下列正反馈过程（看下列反馈过程时，应注意：在图2-3-1的PNP电路中，晶体管的基极和集电极电位均为负值，所以uc1，表示BG1集电极电位降低，而uc1则表示BG1集电极电位升高，当BG1基极电位降低时，则ic1，反之当BG1基极电位升高时，ic1ic1越来越小，ic2越来越大，最后到达BG1截止、BG2导通；接差触发脉冲方

28、波从2端输入，并在t=t2时，有正尖脉冲作用于导通管BG2的基极，又经过正反馈过程，使BG1导通，BG2截止。以后，在1、2端的触发脉冲的轮流作用下，双稳电路的状态也作用相应的翻转，如图2-3-1（b）所示。R11R13R9R19D7D6V2C8C10C9R14V3R12D8R20V4R10F4 图2-3-1 图2-3-2由上述过程可见： （1）双稳态电路的尖顶触发脉冲极性由晶体管的管型决定：PNP管要求正极性脉冲触发，而NPN管却要求负极性脉冲触发。（2）每触发一次，电路翻转一次，因此，从翻转次数的多少，就可以计算输入脉冲的个数，这就是双稳态电路能够计算的原理。 双稳态电路的触发电路形式有：

29、单边触发、基极触发、集电极触发和控制触发等。 图2-3-2给出几种实用的双稳态电路。电路（a)中D3、D4为限幅二极管，使输出幅度限制在-6伏左右；电路（b）中的D5、D6是削去负尖脉冲；电路（C）中的ui1、ui2为单触发，ui为输入触发表一是上述电路的技术指标。 表一几种双稳态触发器的技术指标图二(a)(b)(c)(d)管型二极管2AP32AP152AK1C2AK17三极管3AX31B3AG403AK203DK3B信号电平“0”（无信号）（V）000+6“1”（有信号）（V）-6-6-90工作频率（KHz）1060010008000抗干扰电压（V）11.520.8-1触发灵敏度（V)44.

30、872.5输出端的吸收能力（mA)46.7210输出端的发射能力（mA)4412127输出脉冲的上升时间（s）20.300.10.1输出脉冲的下降时间（s）20.360.150.1对值的要求5050-8060-9050元件参数的允许化10,5%10,5%10,5%10,5%电源电压的波动范围5%5%5%5%第二节 定时器的特点1. 定时周期宽。开机时间和保持时间从几秒到两小时，分别连续可调。2. 开机，保持时间分别用两种颜色，各10个发光二极管分段显示，工作，剩余时间一目了然。3. 定时器可单次工作，也可重复工作。4. 定时器不用时可以当普通电源插座用。4. 定时器选用通用易购的门电路，触发器

31、，计数器等，制作容易。一、 定时器的电路图电路构成（参看电原理图）：由F2，F3，C1，W1等组成A振荡器，F5，F6，C2，W2等组成B振荡器，IC2为第一计数器，IC3为第二计数器，IC3 10个输出端分别接两组各10个负极连在一起的发光二极管，它们的负极分别通过限流电阻R9，R10接在由V2，V3组成的双稳触发器的两个输出端点。二、 定时器的工作过程IC2，IC3的清0端分别接有R5，C3，R6，C5组成清0电路使两个计数器置0，双稳态中V3基极接有电容C10。所以通电瞬间V3基极呈低电位，使V3截止，集电极呈高电位使V2导通，因D8截止使V4导通，继电器吸合，整机处于通电状态。与此同时

32、，箝位二极管D3截止使A振荡器开始工作；D5导通使振荡器B中的F6的输入端被箝位在低电平，所以振荡器B停止振荡，振荡器A的脉冲信号，经D2送到门F1倒相后，经K1送到IC3的EN端负脉冲输入端，每振荡一次计数器计一个数，其输出端按Y0-Y9的顺序分别输出正脉冲，由于V2集电极为低电位，所以由X1-X10组成的发光管阵列被依次点亮，当计到第十个脉冲时（X10点亮后），IC3的12脚进位端给出一个进位正脉冲，它经门F4倒相变成负脉冲后经C8和C9去触发V2，V3组成的双稳态电路使之翻转，即变成V2截止，V3导通，D8导通使V4截止，继电器关断，整机处于待机状态，与此同时，因D3导通，振荡器A输入端

33、被箝位从而停止振荡。由于V2截止，其集电极高电位使D5截止，门F6输入端解除箝位，振荡器B开始工作，其输出经D1，F1送到IC3进行计数，但是由于此时V3导通，V2截止，所以虽然IC3的V0-V9依旧顺序给出正脉冲，但此时X1-X10并不亮，而X11-X20依次经R10接到V3集电极（低电位），所以X11-X20依次亮起，到X20亮后，同样IC3 12脚给出进位脉冲经F4倒相后，再次使双稳态翻转，使V3截止，V4导通，继电器吸合，电路再次处于通电状态，从上述可以看出，定时器的工作周期，即是双稳态的翻转周期，而振荡器每经出10个脉冲，双稳态才翻转一次，因此振荡器的RC时间常数不必取得很大。实践证

34、明，当R取6M时，C取5时触发器的翻转周期即可达到十几分钟，为进一步扩大定时范围，本机在IC3前面又加一个计数器IC2。当K1置于X10时，F1送来的负脉冲被送到IC2的EN端，而IC2的12脚进位端给出的进位正脉冲经V1倒相后，经K1被连在IC3的EN端上，这样F4送来10个脉冲，IC3才计数一次，送来100个脉冲后触发器才翻转一次，使定时周期扩大十倍。由F2，F3组成的振荡器A只在V2导通，V3截止继电器吸合，电路处于开机状态时工作。此时X1-X10灯依次点亮，可以指示电路的开机时间，同时调节电位器W1可以改变通电时间长短，由F5，F6组成的振荡器B只在V3导通，V2截止继电器断电，电路处

35、于待机状态时工作，此时X11-X20灯依次点亮，可以指示电路的待机时间，同时调节电位器W2可以改变待机时间长短。以上所述是电路工作在重复状态，本机也可以工作在单次状态，当K2掷于单次状态，通电时，电路与重复工作时一样，开始V3截止，V2导通，V4导通继电器吸合，电路处于通电状态，振荡器A开始工作，X1-X10灯依次点亮，但是到X10显示完后，IC3给出进位脉冲，双稳态触发器翻转使V3变成导通时，D3，D4都被箝位，而D4通过K2接到振荡器B的F6输入端上，这样两个振荡器都被箝位，而停振计数器停止计数，由于此时V4截止继电器断电，电路处于待机状态，这样就完成了一次定时关机过程。本机电路IC3的输

36、出端中分别串有D12-D20 9个二极管，以防止各个输出端互相干扰，两个计数器进位端分别通过C4，C6接至电路的清“0”端，以保证在送出进位脉冲后，计数器能可靠的回零，就是当一个振荡器停振，另一个开始工作时，计数器从0开始工作，电路中，D8，D9为隔离二极管，可防止V3截止时，由于V4导通，使得V3集电极电位过低导致两排灯都亮，电路中D1，D2为两个振荡器的隔离二极管。 第5章 硬件设计与制作中的问题与 解决方法第一节 电路的分布首先要熟悉原理图，熟悉电路的组成何工作原理，各子电路的功能及其相互关系、信号的传递方式和顺序；了解各功能电路的工作状态，弄清那些功能电路可能产生干扰，以及抑制干扰的措

37、施；弄清哪些电路或元件易接收干扰以及采用何种屏蔽或接地等措施；哪些元器件的体积较大，重量较重，而不宜安装在印制板上，例如工频变压器宜安装在机壳的底板上，而散热片宜安装在机壳底侧面或后面板上；有多少控制何调整元件。分清这些元件应放在面板上、机壳内还是印制板上。总之，根据电路底功能、元器件的作用以及其形体重量等进行整体布局。其中还要考虑如何减少板外连线，使其整机结构紧凑。同时在不得不用板外线处理的情况下，也要尽量避免线路交叉，以免电路之间相互干扰。由于电路板的设计问题，不能完全按照图纸上的布局，而是需要根据电路板，适当的把一些集成块和元器件横放或者竖放，有些本来靠的很近的元器件不得不分的很开，只能

38、使用导线把它们连起来。元器件的繁多使得导线如蜘蛛网似的遍布电路板上，而让人经常接错线，分不清哪根线接的哪里，哪里是不是又少接了根线，因此导致后来测试时很多问题的产生。了解整机结构，整机结构要求外形美观大方、体积小、重量轻、加工装配简便、成本低、工作安全可靠、维修何使用方便一节符合标准化设计要求等。第二节 电路的焊接由于以前课程设计焊接过收音机和无线话筒的电路板，此次的焊接可以说是轻车熟路。焊接时，使用焊枪枪头放在焊脚，锡轻触枪头就会自然融化滴在焊脚，只需轻轻提起焊枪即可。对于焊脚密集的地方，一定要让锡尽量少的沾在焊枪上，多了容易滴到旁边的焊脚而形成短路，一旦沾上则很难分开，如果沾上两个本来应该

39、分开的焊脚，就要尽量把锡从上面去掉，留最少的锡在上面，然后用枪头划开两个焊脚。焊枪不可长时间停留在焊脚，否则极其容易使元器件因过热而损坏。通电后有些发光二极管不会亮，开始以为焊接出错短路了或者虚焊接触不良，检查很多次后故障依旧，用万用表测量却是一切数据正常，得出结论，该二极管已经损坏。可能由于焊接时，焊枪长时间停留二极管引脚导致过热而损坏，更换后一切正常。第6章 定时器的测试在完成电路板印制、器件安装之后，接下来就是作品测试。通过测试，判断电路芯片或印制电路板是否存在故障和判断故障的位置，以便修复。判断故障是否存在，称为故障检测（fault detection）；若不仅判断有无故障，而且还需要

40、指出故障位置，称为故障定位。故障检测与故障定位统称为故障诊断或故障测试。随着集成电路技术的飞速发展，MSI和LSI功能性器件已变成了基本元件，数字系统越来越复杂，因此数字逻辑电路的故障诊断问题，已经成为制作过程中重要的和不可缺少的方面对一个产品的测试通常用一个测试设备进行。将被测电路放置在测试仪上，测试设备根据需要产生一系列测试输入信号加到被测电路上，在电路输出端得到输出信号，与预期输出相比较，如果一致，则表示合格；不一致，则表示不合格。本次测试主要使用万用表检查各个电路元器件是否通电工作，是高电位还是低电位，来排除故障。电路故障一般分有参数故障和逻辑故障两类。参数故障是指电路参数上的变化引起

41、的故障。逻辑故障指使电路逻辑功能发生错误的故障。逻辑故障按其随时间的表现形式，可分为“永久性故障”、“间歇性故障”和“瞬态故障”。在测试时始终存在的故障称为永久故障。永久故障也称为硬故障，常见原因如元件损坏、线路开路或短路等。此次测试时，一些发光二级管损坏，开始以为电路焊接有问题，仔细检查后并无错误，使用万用表检查后才发现原来二极管已经损坏，更换后使用正常，这些都是属于永久性故障。间歇性故障时有时无，如线路接触不良引起。焊接过程中，由于虚焊引起的接触不良，通电后二极管经常忽亮忽灭，重新焊接后，正常。瞬态故障需多次重复测试才能测出，重复出现次数由故障的概率决定。对间歇故障的诊断基本方法与永久性故

42、障相同。因此故障的重点是永久故障。在永久故障中，最常见的故障是“固定型故障”，即某个信号线（输入或输出）的值固定为某一个电平值。固定电平值为1的故障称为“固定1故障”（Stuck-at-1fault），记为S-a-1；固定电平值为0的故障称为“固定0故障”（Stuck-at-0fault），记为S-a-0。如果一个电路中只在一条信号线上有故障，称为“单故障”。在多条信号线上出现有故障，称为“多故障”。一些元器件的缺少，只有让数值相近的来代替，因此计数器周期的计算变的更为困难。由于翻转周期时间太长，测试时使用了教小的电阻代替电位器，从而使得周期变短，可更好的观察定时器的工作状况。结 论带显示功能

43、的定时器主要由六反相器集成电路（CD4069）、计数/脉冲分配器（CD4017）和一个双稳态电路组成。选用了通用易找的门电路、触发器和计数器，具有定时周期宽，可设置开机来电时间和断电保持时间的长短，工作时间和剩余时间一目了然等特点定时器可工作于多种模式下，当单次工作模式时，X1-X10依次点亮后熄灭，二极管D9截止，停振计数器停止计数，电路处于待机状态；当工作于重复模式时，X1-X10灯依次点亮，可以指示电路的开机时间，同时调节电位器W1可以改变通电时间长短由F5，F6组成的振荡器B只在V3导通，V2截止继电器断电，电路处于待机状态时工作，此时X11-X20灯依次点亮，可以指示电路的待机时间，

44、同时调节电位器W2可以改变待机时间长短。带现实功能的定时器的设计与制作充分体现了电子电路与集成电路的知识，把我们在大学四年所学的知识充分的结合在了一起，同时也增长了逻辑分析与动手能力。在长达2个多月的设计里，通过翻阅资料与在导师指导下对电路的分析，使得我对原理有了更加深刻的认识。致 谢毕业设计是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文或工作打下良好的基础。本次设计能够顺利完成，首先我要感谢我的母校重庆邮电大学移通学院，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里茁壮成长；其次我要感谢自动化专业的老师们，他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理；尤其要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的祁志刚老师，在我毕业设计过程中，给予了我很大的帮助，为我顺利完成论文扫除了障；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助；使我本次设计圆满完成。参考文献