楼道触摸延时开关.doc

电子技术课程设计
－－楼道触摸延时开关

目 录

设计任务与要求……………………………………………………2
总体框图……………………………………………………………………3
器件选择…………………………………………………………………3
功能模块……………………………………………………………………8
总体设计电路图………………………………………………………11
总结语…………………………………………………………………12
参考文献 ……………………………………`………………………13

摘 要
[摘要] 楼道触摸延时开关的电路很多，通过各种不同手段得到相同结果，而且有专门的可编程彩灯集成电路。绝大多数的楼道触摸延时开关电路都是用数字电路来实现的，例如，用集成电路实现的楼道触摸延时开关主要用555定时器，等集成。本次设计的楼道触摸延时开关就是用555记时器和继电器来实现，其特点是利用单稳态电路中RC的值控制延时开关闭合时间。

一、 设计任务与要求
1、设计一个楼道触摸延时开关，要求如下：
（1）、设计一个楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭；
（2）、开关的延时时间约为1分钟左右。

2、要求完成的任务：
（1）、计算参数，安装、调试电路。
（2）、画出总的电路图，写出设计总结报告。

二、总体框图

电路设计基本原理
单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。
电源电路
触发电路
计时电路
负载

三、器件选择
1、555定时器
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现本设计所需的单稳态触发器。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。
图三是555定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。

它的各个引脚功能如下：
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
3脚：输出端Vo
2脚：低触发端
6脚：TH高触发端
4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

图一 图二
555定时器逻辑符号 555定时器管脚图

图三
555定时器内部原理图

在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表一示。
清零端
高触发端TH
低触发端
Qn+1
放电管T
功能
0

0
导通
直接清零
1

0
导通
置0
1

1
截止
置1
1

Qn
不变
保持
表一
555定时器逻辑功能表
2、继电器
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是一种“自动开关”。在设计中起着转换电路的作用。

图四
继电器逻辑符号

继电器主要产品技术参数

（1）、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

（2）、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万用表测量。

（3）、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

（4）、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。

（5）、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。

四、功能模块
1、计时电路、
555定时器构成单稳态电路的四种基本接法

图(a)所示电路是典型的单稳模式电路。当外加脉冲经C1、R1微分电路加至555的2脚时，负向脉冲(<1/3VDD)使555置位，3脚输出暂稳脉冲宽度td=1．1RC。
图(b)与图(a)类同，但它有两个输出端。C通过R至555内部灌电流放电，恢复时间比图(a)要长。
图(c)电路的2、6脚接法与图(a)、(b)不同，外加触发应为正向脉冲，幅值应大于号VDD，暂稳脉冲为负向，其宽度td=1．1RC，可同时输出两路。
图(d)与图(c)类同，但由于在充电回路中加进了导向二极管D，加快了充电速率，使工作频率大大提高。该电路可同时输出两路。
本设计中采用第一种接法。

（a）单稳态电路 （b）工作波形

接通电源后，未加负脉冲，，而C充电，上升，当时，电路输出为低电平，放电管T导通，C快速放电，使 = 0。这样，在加负脉冲前，为低电平，= 0，这是电路的稳态。在t = t0时刻负跳变（端电平小于），而 = 0（TH端电平小于），所以输出翻为高电平，T截止，C充电。按指数规律上升。t = t1时，负脉冲消失。t = t2时上升到（此时TH端电平大于，端电平大于），又自动翻为低电平。在这段时间电路处于暂稳态。t > t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。由分析可得：输出正脉冲宽度 tW = 1.1RC
用555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器，其暂稳态维持时间为Tw=lnRC=1.1RC,仅与电路本身的参数R、C有关。
在总体电路电阻、电容的取值下，由公式可得
Tw=1.1×1×106×56×10-6
=61.6 s符合设计要求。

2、由继电器构成的转换电路
继电器是一种当输入量（本设计中输入量为电压）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=m,即常开触点从断到通。一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放，常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。 本设计中应用继电器的输入输出特性来控制负载，达到定时关灯的目的。

3、触发电路
在本设计要求中，触发电路应使用压力传感器实现，但由于仿真条件限制，故采用Vcc电源模拟压力传感器产生的信号。结果与采用压力传感器相仿。

五、总体设计电路

实验结果：在Vcc模拟压力传感器产生的信号后，555定时器产生高电平，继电器闭合，灯泡开始发光，60秒后，555输出低电平，继电器断开，灯泡自动熄灭。

目 录
第一章 第一章 总 论 1
第一节 项目名称及承办单位 1
第二节 研究工作的依据与范围 2
第三节 简要研究结论 3
第四节 主要经济技术指标 5
第二章 第二章 项目提出的背景及必要性 7
第一节 项目提出的背景 7
第二节 项目建设的必要性 13
第三章 第三章 市场预测与需求分析 19
第一节 车用生物燃气市场发展分析 19
第二节 有机肥市场分析 23
第四章 第四章 建设规模与产品方案 29
第一节 建设规模 29
第二节 产品方案 29
第五章 第五章 厂址选择与建设条件 31
第一节 厂址方案 31
第二节 建设条件 32
第六章 第六章 工艺技术方案 40
第一节 项目组成 40
第二节 生产技术方案 40
第三节 生产设备 53
第七章 第七章 原辅材料供应 56
第一节 原辅材料供应 56
第二节 公用设施 58
第八章 第八章 工程建设方案 59
第一节 总图运输 59
第二节 建筑结构工程 62
第三节 公用工程 70
第九章 第九章 环境保护、劳动安全卫生 75
第一节 环境保护 75
第二节 劳动安全卫生 77
第十章 第十章 节能与消防 84
第一节 节 能 84
第二节 消 防 89
第十一章 第十一章 企业组织与劳动定员 92
第一节 企业组织 92
第二节 劳动定员 92
第三节 人员培训 93
第十二章 第十二章 项目实施进度计划 94
第十三章 第十三章 建设项目招标方案 95
第十四章 第十四章 投资估算与资金筹措 97
第一节 投资估算 97
第二节 资金筹措 98
第十五章 第十五章 财 务 评 价 100
第十六章 第十六章 社会影响分析 105
第一节 社会效益分析 105
第二节 社会风险分析 106

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