【文章內(nèi)容簡介】 器連接，即使電壓比較器輸出低電平，仍然會有數(shù)毫安的電流流過繼電器，因此不能實現(xiàn)理想的電隔離；繼電器導通后的功耗和發(fā)熱量大，且電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差，耐輻射能力也較差，如不采取有效措施，則工作可靠性低。在實際運用中，過壓保護電路和欠壓保護電路難于同時接入電路。綜合以上因素等， 實驗設計選擇方案一。第三章 單元電路設計本定時關(guān)斷插座由秒脈沖發(fā)生器、定時器、譯碼顯示電路、過壓和欠壓保護電路、一些門電路以及繼電器和插座及電源組成的主電路所構(gòu)成的。其工作原理是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩電路作為秒脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生脈沖信號，將此脈沖信號輸入計時電路，計時電路由74LS192構(gòu)成，利用74LS192的減計數(shù)端進行倒計數(shù)，計數(shù)范圍是0—99，由于輸入的脈沖信號的頻率接近一秒，計數(shù)器是每秒減一計數(shù)，再通過74LS48譯碼器進行譯碼由共陰數(shù)碼管顯示。主電路可由一個三輸入與門（74LS11）的輸出信號控制。7411的三個輸入信號分別是譯碼輸出信號、過壓電路輸出信號和欠壓電路輸出信號。當譯碼器的輸出端全為低電平時，數(shù)碼管上顯示的是“0”，而八個低電平信號經(jīng)過或門電路（74LS32）可以得到一個低電平來控制主電路關(guān)斷。這個低電平經(jīng)非門輸出高電平后能夠與秒脈沖發(fā)生器的輸出信號經(jīng)過或門電路輸出反饋到定時器的保持端，使得計數(shù)器停止計數(shù)，數(shù)碼管的顯示停留在“0”。當主電路出現(xiàn)過壓或欠壓情況時，保護電路輸出“0”信號，經(jīng)與門輸入到主電路，使得繼電器失電，主電路斷開，插座失電，從而達到保護作用。同時，過壓和欠壓保護電路的輸出均接到非門電路輸入端，與脈沖信號和譯碼輸出信號經(jīng)或門電路輸出接入定時器的保持端，以保證當電路在計數(shù)未結(jié)束過程中的任意時刻出現(xiàn)過壓或欠壓情況時，計數(shù)可以停止并且數(shù)碼管顯示保持停止時的狀態(tài)，而當電路重新輸入正確信號時，計數(shù)器可以從保持態(tài)開始繼續(xù)計時，從而保證數(shù)碼管顯示正確的通電時間。整個電路用到一個按鈕控制計數(shù)器的異步并行置數(shù)端，使得再按按鈕時，倒計時又開始。以下是具體單元電路設計。 基本原理秒脈沖發(fā)生電路采用555定時器組成的多諧振蕩器振蕩產(chǎn)生周期為1s的矩形脈沖[2]，從而為計數(shù)器提供觸發(fā)信號。其中，可通過RRC來控制充放電時間。本實驗采用電阻RR2(10K、10K)和電容C（47uF）控制周期為1s。. 秒脈沖發(fā)生器原理圖及其仿真輸出波形圖 有關(guān)參數(shù)及計算理論數(shù)據(jù)： 多諧振蕩器的振蕩周期T1計算公式為：T1=(R1+2R2)*ln2*C各參數(shù)的值：R1=10k R2=10k C=47μF將各參數(shù)的值代入上面的計算公式得：T1=實際測得數(shù)據(jù)：T1=誤差計算與分析：誤差=(—)/=%，由于ln2的存在，理論計算產(chǎn)生的結(jié)果不是精確值。、計數(shù)器 器件選擇本定時關(guān)斷插座電路中計時器選用74LS192。 器件功能[4]74LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，： 74LS192的引腳排列及邏輯符號（a）引腳排列 (b) 邏輯符號圖中：為置數(shù)端，CPU為加計數(shù)端，CPD為減計數(shù)端，為非同步進位輸出端， 為非同步借位輸出端，P0、PPP3為計數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、QQQ3為數(shù)據(jù)輸出端，可由PL端和Q0、QQQ3完成數(shù)字定時功能。 .1 74LS192 功能表 輸入 輸出MRPLCPUCPDP3P2P1P0Q3Q2Q1Q010000001dcbadcba011 加計數(shù)011 減計數(shù) 基本原理本定時關(guān)斷插座利用74LS192的減計數(shù)功能， 即5端（CPU引腳）接高電平，LD端經(jīng)上拉電阻接Vcc，由PL端和開關(guān)SWSWSWSWSWSWSWSW8分別控制的兩個74192（U1 、U2）的輸入端（A、B、C、D）完成數(shù)字定時功能，在0~99間任意置數(shù)。其輸出端(QA、QB、QC、QD)分別接入74LS48的輸入端（A0、AAA3）。74LS192由秒脈沖發(fā)生器的輸出信號觸發(fā)。，其中左邊計數(shù)器控制個位數(shù)，右邊計數(shù)器控制十位數(shù)，左邊4端接秒脈沖發(fā)生器輸出端。 譯碼顯示電路 器件選擇譯碼顯示電路選用74LS48進行譯碼，選用共陰七段數(shù)碼管進行顯示。 器件功能一、七段發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管LED數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，(a)、(b)分別為共陰管和共陽管的電路[5]，(c)為兩種不同出線形式的引出腳功能圖[5]。共陰管陰極全部接“1” 電平驅(qū)動，陽極接譯碼管輸出；共陽管陽極全部接“0”電平驅(qū)動，陰極接譯碼管輸出。一個LED數(shù)碼管可用來顯示一位0～9十進制數(shù)和一個小數(shù)點。小型數(shù)碼管（）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約為2～，每個發(fā)光二極管的點亮電流在5～10mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進制數(shù)字就需要有一個專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當?shù)尿?qū)動能力。(a) 共陰連接（“1”電平驅(qū)動） (b) 共陽連接（“0”電平驅(qū)動）（c）兩種不同出線形式的引出腳功能圖圖 LED數(shù)碼管 二、BCD碼七段譯碼驅(qū)動器此類譯碼器型號有74LS47（共陽），74LS48（共陰），CC4511（共陰）等，本實驗系統(tǒng)采用74LS48BCD碼鎖存／七段譯碼／驅(qū)動器。驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管。[6]： 圖 74LS48的引腳圖其中： A、B、C、D 是BCD碼輸入端； OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG— 譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管。 LT’ — 測試輸入端，’＝“0”時，譯碼輸出全為“1”BI — 消隱輸入端，＝“0”時，譯碼輸出全為“0”R