数字电子技术课程设计--楼道触摸延时开关设计

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1、 数字电子技术课程设计报告数字电子技术课程设计报告 学 院： 电子信息工程学院 专业班级: 2012 级电子信息工程 2 班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 2014 年 10 月 7 日 成 绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 楼道触摸延时开关设计 一、 设计要求 （1）设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点 亮，并延续一段时间后自动熄灭。 （2）开关的延时时间约 1 分钟左右 二、设计的作用、目的 楼道触摸延时开关是一种简单、安全、新型的电子节能开关。可广范应用 于多层住宅和办公楼室外的走廊、门厅、楼梯间、电梯间、过道等公共场所，也 可以在家庭安装。需要开

2、灯时，手指触摸开关感应区，电灯自动点亮，延时约一 分钟，电灯自动熄灭。设计表明这种开关制作简单，安全节能。实验的目的是了 解到电路从设计到焊接调试等过程，加强对电路的了解，熟悉各个元件的操作及 其的资料，并学会应用。 三、设计的具体实现 1、系统概述 本电路主要使用了 NE555、74ls160、74ls04、电阻、电容等元器件，第一 个 NE555 接成单稳态触发器、第二个 NE555 接成多谐振荡器产生时钟信号、 74ls160 实现延时、一个脉冲经过三极管使第一个 555 停止工作。接上电源未触 摸前触发计数器 74ls160 被置数 1000，触摸后第一个 555 三脚输出高电平，使

3、第二个 555 工作产生脉冲，触发计数器 74ls160 工作 Q3 输出高电平，小灯点亮， 亮 7 个脉冲后小灯灭，同时进位端输出脉冲经过三极管使第一个 555 停止工作。 电路图如下： 图 1 整体电路图 2单元电路设计(或仿真)与分析 工作原理:如图 2， 平时由于触摸端无感应电压， 电容 C2 通过 555 第 7 脚放 电完毕，第 3 脚输出为低电平，后面电路不工作。当需要开灯时，用手触碰一下 触摸端，触发信号电压由 C2 加至 555 的触发端，使 555 的输出由低变成高电平 使第二个 555 的 4 脚变为高电平，使能第二个 555 工作。同时，第一个 555 第 7 脚内部截

4、止，电源便通过 R2 给 C2 充电，这就是定时的开始，设计使定时时间足 够长让后边的芯片能够延时 60s。定时长短由 R2、C2 决定 T=1.111 C2 R2。 图 2：单稳态电路 第二个 555 开始工作后如图 3，R1，R3 和 C4 是外接定时元件，电路中将高 电平触发端（6 脚） 和低电平触发端（2 脚）并接后接到 R3 和 C4 的连接处，将 放电端（7 脚）接到 R1，R3 的连接处。 由于接通电源瞬间，电容 C4 来不及充 电，电容器两端电压 Uc 为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发 端与低电平 触发端均为低电平，输出 Uo 为高电平，放电管 VT（555 内部）

5、截止。这时，电 源经 R1，R3 对电容 C4 充电，使电压 Uc 按指数规律上升，当 Uc 上升到（2/3） Vcc 时，输出 Uo 为低电平，放电管 VT 导通，把 Uc 从（1/3）Vcc 上升到（2/3） Vcc 这段时间内电路的状态称为第一暂稳态,其维持时间的长短与电容的充电时 间有关 。充电时间常数 T 充=（R1R3）C4。由于放电管 VT 导通，电容 C4 通过 电阻 R2 和放电管放电， 电路进人第二暂稳态.其维持时间的长短与电容的放电时 间有关，放电时间常数 TR3 C4。随着 C4 的放电，Uc 下降，当 Uc 下降到（1/3） Vcc 时，输出 Uo。 为高电平，放电管

6、 VT 截止，Vcc 再次对电容 C4 充电，电路 又翻转到第一暂稳态。不难理解，555 开始工作后，电路就在两个暂稳态之间来 回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，Uc 电压总是在（1/32/3）Vcc 之间变化。产生的矩形波使 74ls160 工作. 图 3：无稳态震荡电路 74ls160 的及真值表 1 时序逻辑图如图 4，没工作前 74ls160 被置数，工作 Q3 为高电平延时 7 个脉冲后变为低电平， 同时第一个 555 延时结束停止工作。 表 1： 真值表 图 4：时序逻辑图 图 6:第三部分 3电路的安装与调试 触摸时，手还没触到触摸点第一个 555 就开始工作了，触摸点反应太灵敏， 解决方法：在触摸点接一个上拉电阻。 电路第一部分输出高电平控制第二部分， 第二部分产生方波为第三部分提供 时钟，用示波器检测波形如下图，74ls160 计数器 Q3 的输出高电平，延时一段 时间后变为低电平。 四心得体会、存在