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可编程逻辑控制器（PLC）的应用与电路设计可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。
它的出现极大地提高了工业生产效率和自动化程度。
本文将介绍PLC的基本原理、应用领域以及电路设计方面的知识。
一、PLC的基本原理可编程逻辑控制器是由微处理器、存储器和各种输入输出接口构成的。
它具备以下三个基本特点：1. 程序化控制：PLC通过内部的程序控制来实现自动化控制功能，它可以根据预先编写好的程序，控制设备的运行状态。
2. 变动性：PLC具有灵活性和可变性，它可以根据需求修改、更新控制程序，无需改变硬件配置。
3. 实时控制：PLC通过对输入信号的实时采集和处理，可以在极短的时间内做出反应，并输出相应的控制信号。
二、PLC的应用领域PLC广泛应用于各个行业的自动化控制系统中，常见的应用领域如下：1. 工业制造：PLC在工业制造中被广泛应用，用于控制传送带、机床、机械手等设备的运行状态，实现生产线的自动化控制。
2. 建筑工程：PLC可以用于控制大楼的照明、消防系统、电梯等设备，实现对建筑物的智能化管理。
3. 能源管理：PLC可用于控制电力系统、水处理系统、制冷系统等，实现对能源的高效管理和优化利用。
4. 交通运输：PLC可应用于交通信号灯、火车信号系统、地铁运行控制等方面，提高交通流畅度和安全性。
5. 医疗设备：PLC可以用于管理医疗设备、监控患者的生命体征，实现医疗过程的自动化和数字化。
三、PLC电路设计在PLC电路设计方面，需要考虑以下几个关键要素：1. 输入输出接口电路设计：PLC的输入输出接口电路是连接外部设备和PLC的关键部分。
在设计过程中，需要根据外部设备信号类型和电压范围，选择合适的电路保护和电平转换方案。
2. 电源电路设计：PLC需要稳定可靠的电源供电。
电源电路设计需要考虑电源的稳定性、过载保护和短路保护等因素，在设计过程中，可以采用电源滤波器、稳压模块等组件。
用555电路原理构成单稳态电路及其应用作者：**兰州理工大学07级自动化（一）班学号：********用555电路原理构成单稳态电路及其应用作者： 朱刚摘要：本文应用555定时器的基本原理，构成了单稳态电路，并用555定时器构成的单稳态电路设计了楼道灯光的开关控制器，还构成了一个分频电路，可将高频脉冲变换为低频脉冲。
关键词：555定时器、单稳态电路、灯光控制器、分频器。
一、前言：555 定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。
555 定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用电路。
广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、家用电器以及通信产品等电子设备中。
二、 555定时器基本原理（参考：《数字电子技术基础 》第四版 阎石）1、555定时器内部电路如图1所示。
2、555定时器功能表如表1。
表1 555定时器功能表输入输出 RTH TROUT T 0⨯ ⨯低 导通 1 23CC V > 13CC V > 低 导通 1 23CC V < 13CC V > 不变 不变 1 23CC V < 13CC V < 高 截止 123CC V > 13CC V < 高截止三、 用555定时器构成单稳态电路1、电路结构电路如图2所示，该电路在555电路的基础上，外加电阻R1，R2和电容C1组成。
2、工作原理触发信号从TRI 端输入，没有触发信号时TRI 输入的是高电平（13CC V >）。
接通电源时触发器可能处于0，也可能处于1。
1）、假设通电时Q=0，则三极管T 导通，0THR ≈,图 1中R=S=1，Q=0，Vo=0，且这一状态稳定的保持住，除非TRI 端有有效的触发脉冲。
2）、假如通电时Q=1，这时三极管T 截止，Vcc 经电阻R1向电容C1充电。
定时控制器这是一个数字时钟电路，它可以定时开关一路使用交流电的设备。
简介这个定时控制电路既可以在实际中应用，也可以作为一个学习用C51控制定时器中断0、七段LED数码管和键盘扫描的例子。
它可输出一路控制信号来控制一个继电器或可控硅等。
那些需要七位数码显示和键盘接口的电路也可从这个电路和单片机程序得到启发。
工作原理P1.0-1.7采用倒灌方式驱动七段共阳数码管。
P3.0-3.3驱动4个PNP三极管2N2907。
如图所示，第三个数码管旋转了180度，这样第三个数码管的那个点和第二个数码管的那个点用来表示数字时钟上的那两个点，它们每秒闪动一次。
P3.0-3.3同时连接到四个微动开关，微动开关的另一脚连接到P3.4。
在显示和键盘扫描期间，从P3.0到P3.3轮替输出一个逻辑0，如果这时某个微动开关被按下，P3.4将变成低电平。
P3.7输出一路控制信号，可以通过一个三极管来控制一个继电器。
电路原理图如下：程序clock.c程序是用C语言写的，用Micro-C编译的。
内存模式是TINY。
clock.hex是它的十六进制文件。
clock1.c是用为C51编译器修改过的。
修正实时钟的子程序已被移到定时中断0中。
程序的扩展clock.c中的time()函数没有放在定时中断0中。
scanLED()函数中有一个位延迟功能用于时钟延迟，你可写个子程序来调整时钟。
因为还有足够的程序空间，所以你可以再写一些程序来完成第二组定时功能。
重负载如果要控制的负载很重的话，建议使用合适的固态继电器，大多数固态继电器可以使用3-30V来驱动。
基于PLC的电力控制系统设计与实现随着科技的发展和电力需求的增长，电力控制系统在各个领域中扮演着重要的角色。
而基于PLC的电力控制系统在实现自动化控制、提高生产效率和保障电力安全方面起到了至关重要的作用。
本文将探讨基于PLC的电力控制系统的设计与实现，并分析其在电力领域中的应用。
一、引言电力控制系统是指为了达到对电力设备的保护、监控和自动控制的目的而设计的系统。
而PLC（可编程逻辑控制器）是一种集电路控制、顺序逻辑控制和定时控制于一体的集成电路控制器。
基于PLC的电力控制系统由PLC控制模块、数据采集模块、执行模块和人机界面组成，具备实时性强、可靠性高和应用范围广的特点。
二、基于PLC的电力控制系统设计1. 电力系统建模和需求分析在设计电力控制系统之前，首先需要对电力系统进行建模和需求分析。
这包括电力设备的种类、功率需求、运行方式等方面的考虑。
通过建模和需求分析，可以明确电力控制系统的功能和性能需求。
2. PLC控制模块设计PLC控制模块是整个电力控制系统的核心部分，负责控制电力设备的运行和状态监测。
在设计PLC控制模块时，需要根据需求分析结果确定输入输出端口和控制逻辑。
同时，还需要考虑PLC的编程语言选择和程序设计方法。
3. 数据采集模块设计数据采集模块负责对电力设备的状态进行采集和监测，并将采集的数据传输给PLC控制模块。
在设计数据采集模块时，需考虑传感器的选择、数据传输方式以及数据处理和存储的方法。
4. 执行模块设计执行模块用于控制电力设备的开关和运行状态。
在设计执行模块时，需要选择适合的电力设备控制器，并设置相应的保护措施和故障诊断机制。
5. 人机界面设计人机界面是PLC电力控制系统与操作人员之间的信息交互平台。
在设计人机界面时，需要考虑界面的友好性、操作的简便性和显示的清晰性。
同时，还应提供相应的报警和故障处理功能。
三、基于PLC的电力控制系统实现1. 硬件设备选型与搭建根据设计需求和性能要求，选择合适的PLC、传感器和执行器等硬件设备，并按照设计要求进行搭建和连接。
循环定时器电路图循环定时器电路图循环定时器电路图1、按照电路原理图组装定时器。
2、接6伏电源，调整RP使发光二极管闪烁频率为每秒一次。
或按自己需要调整，则定时时间相应改变。
3、按钮按下“清零”，定时从新开始，发光二极管闪烁发光。
图中电路的接法，定时16秒钟后（发光管闪16下）蜂鸣器间断发声，发光二极管变成长亮。
4、调整印板图最下端的短路线,可成倍地增加延时时间。
（依此为 16、32、64、128、256、512、1024、2048秒，图中位置为16秒）元件清单：（共23件）4011集成电路R1 1MΩ电阻R8 5.1KΩ电阻4040集成电路R2 100KΩ电阻R9 56KΩ电阻9012晶体管R3 150KΩ电阻RP 500KΩ微调电阻发光二极管R4 10KΩ电阻 C1 4.7uF电解电容蜂鸣器（喇叭） R5 15KΩ电阻 C2 0.01uF 瓷片电容按钮R6 1KΩ电阻 D1 1N4148 二极管印刷电路板R7 22KΩ电阻 D2 1N4148 二极管16针排插短路插基于TEC9328可编程定时电路的循环式定时控制器摘要：TEC9328是深圳天潼公司生产的四位定时计数电路，利用它可以对控制对象进行循环控制操作。
文中介绍了它主要特点、引脚功能和内部结构。
并给出了利用TEC9328设计的循环式定时控制器的实际应用电路。
关键词：循环控制定时器 TEC9328在日常生产及工业应用中，有时可能需要对某一控制对象进行循环式控制，即让对象工作一段时间（如1分钟），然后停歇一段时间（如10分钟），再工作一段时间，再停歇一段时间，如此循环地工作下去。
通常的定时器仅能使对象在停歇一段时间后继续工作，而不能实现循环控制。
而基于TEC9328可编程定时电路循环式定时控制器则非常适合于这种循环式的自动控制操作。
1 TEC9328的主要特点TEC9328是深圳天潼微电子公司生产的四位定时计数电路，其主要特点如下：●工作电压范围为3～6V；●采用CMOS工艺，功耗极低，抗干扰能力强；●具有开机复位功能；●采用32768Hz石英晶振；●具有4位BCD码计数器，计数频率小于2MHz，可级连使用；●当时间到达设定值后，器件的G端即有相应的输出。
定时控制器逻辑电路设计1.时钟电路：定时控制器需要一个稳定的时钟信号来进行计时。
一个常用的时钟电路是使用晶体振荡器和计数器构成的。
晶体振荡器提供了一个固定频率的方形波信号，并通过计数器将其转换为可用的时钟信号。
2.计数器：计数器用于进行时间计数。
它可以是一个二进制同步计数器，可以根据时钟信号递增，并在达到预设的计数值时触发输出信号。
计数器的位数决定了定时控制器的计时范围。
3.预设器：预设器用于设置定时控制器的触发时间。
它可以是一个二进制的预设器，用于设置计数器的初始值。
当计数器的计数值与预设值相等时，预设器将向触发电路发出触发信号。
4.触发电路：触发电路用于接收来自预设器的触发信号，并产生输出信号。
触发电路可以是一个开关电路，通过控制输出信号的开关状态来触发特定事件。
上述是一个基本的定时控制器逻辑电路设计。
然而，在实际应用中，通常需要考虑更多的因素，例如精度、可调性和扩展性等。
以下是一些可以进一步优化和扩展的设计考虑因素：1.可调性：定时控制器设计应该具有可调性，以便用户可以根据需要调整触发时间。
这可以通过添加可调的预设器来实现。
用户可以通过设置预设的计数值来调整触发时间。
2.精度：定时控制器的精度是一个重要的考虑因素。
精度可以通过使用更高频率的时钟信号和更大位数的计数器来提高。
此外，还可以使用更精确的计时元件，如RTC（实时时钟）芯片。
3.可扩展性：定时控制器设计应具有可扩展性，以满足不同应用的需求。
这可以通过添加额外的预设器和触发电路来实现。
每个预设器可以设置不同的触发时间，每个触发电路可以控制不同的输出信号。
4.电源管理：定时控制器还应该考虑电源管理。
例如，可以添加一个低功耗模式，以延长电池寿命或减少能源消耗。
总的来说，定时控制器逻辑电路设计需要考虑时钟电路、计数器、预设器和触发电路。
通过优化和扩展这些基本设计，可以实现更高的可调性、精度和可扩展性。
定时控制器逻辑电路的设计对于实现精确的时间控制和自动化控制是至关重要的。
555定时器实验实验五 555定时器及其应用一、实验目的1．熟悉555型集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点。
2．掌握555型集成时基电路的基本应用。
二、实验原理555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。
其电路类型有双极型和CMOS 型两大类，两者的工作原理和结构相似。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。
555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。
双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。
图19-1 555定时器内部框图1. 555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图19-1所示。
它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K Ω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3V和1/3CC V。
A1和A2的输出端CC控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号输入并超过2/3V时，触发器复位，555的输CC出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3V时，触发器置CC位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
R是复位端，当其为0时，555输出低电平。
D平时该端开路或接VCC。
Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3V作CC为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
定时控制器逻辑电路设计定时控制器逻辑电路设计是一项重要的任务，它涉及到定时控制器的功能和性能。
在现代社会，定时控制器被广泛应用于各种电子设备中，如家电、工业设备和通信设备等。
它们通过精确的时间控制，实现了设备的定时运行和操作。
为了实现定时控制器的功能，需要设计逻辑电路来正确判断和响应不同的输入信号。
这些输入信号可以来自外部用户的操作，也可以通过内部传感器捕获。
设计合理的逻辑电路可以确保定时控制器的操作可靠性和稳定性。
在本文中，我们将介绍定时控制器逻辑电路设计的背景和重要性。
我们将探讨不同的设计考虑因素，如输入信号处理、逻辑判断和输出控制。
通过深入研究这些问题，可以帮助工程师们更好地理解和应用定时控制器逻辑电路设计。
定时控制器逻辑电路设计的目标是实现高效、准确的定时控制功能。
通过本文的研究，读者们将能够掌握有关定时控制器逻辑电路设计的基本知识，为实际应用提供指导和支持。
明确定时控制器逻辑电路设计的功能和性能要求。
确定需求和功能: 首先要明确定时控制器的具体需求和功能，例如控制某个设备的开关，设置定时器等等。
确定电路元件: 根据需求确定所需要的电路元件，例如计时器、触发器、逻辑门等等。
绘制电路图: 使用专业的电路设计软件，根据需求绘制电路图，包括连接线路和电路元件的布局。
进行逻辑设计: 根据电路图进行逻辑设计，确定各个电路元件之间的逻辑关系和操作方式。
选择电路分析工具: 根据设计的需求，选择合适的电路分析工具，进行电路的分析和验证。
进行仿真测试: 使用仿真工具对电路进行仿真测试，验证电路的功能和性能。
优化和调试: 根据仿真测试结果进行优化和调试，确保电路的性能和可靠性。
制作原型和验证: 根据最终设计结果制作电路的原型，并进行验证测试，确保设计的可行性和可靠性。
文档记录和总结: 对整个设计过程进行文档记录和总结，包括设计思路、电路图、仿真测试结果等等。
质量控制和验收: 进行质量控制和验收，确保设计的电路符合要求，并满足客户的需求。
定时控制器的逻辑电路设计可以基于数字逻辑门电路实现。
以下是一个简单的定时控制器逻辑电路设计示例，用于控制某个设备在特定时间内工作或停止：
1. 逻辑门选择
-使用集成电路中的逻辑门（如与门、或门、非门等）来设计定时控制器的逻辑电路。
-可根据具体需求选择合适的逻辑门进行组合。
2. 时钟信号输入
-设计一个时钟信号发生器或者使用外部时钟信号作为输入，用于控制定时器的计时和触发。
3. 定时器部分
-设计一个计时器部分，用于计时特定的时间间隔。
可以采用计数器或者其他形式的计时电路。
-当计时器达到设定的时间后，输出一个触发信号。
4. 控制逻辑
-设计控制逻辑部分，根据触发信号的输出状态来控制目标设备的工作状态。
-可以设计一个开关控制电路，使目标设备在触发信号有效时工作，
触发信号无效时停止工作。
5. 脉冲延时器
-可以设计脉冲延时器部分，用于延迟或者控制脉冲信号的传输，从而实现更灵活的定时控制功能。
6. 电源管理
-考虑定时控制器的电源管理问题，确保电路稳定可靠地工作。
7. 测试与调试
-设计完成后进行电路原理图绘制并进行仿真测试，验证电路设计的正确性和稳定性。
-在实际硬件上搭建电路，进行调试和优化，确保定时控制器功能正常。
以上是一个简单的定时控制器逻辑电路设计示例，实际设计中可能会涉及更复杂的功能和电路部分。
设计定时控制器需要充分考虑功能需求、稳定性和可靠性等因素，同时注重电路的优化和测试工作，确保设计的定时控制器符合预期的功能和性能要求。
电子技术总结知识点一、电子技术基础知识1. 电子元器件1.1 电阻1.2 电容1.3 电感1.4 二极管1.5 晶体管1.6 集成电路2. 电路理论2.1 电压、电流、电阻的关系2.2 串联电路和并联电路2.3 交流电路和直流电路2.4 负反馈与正反馈3. 信号处理3.1 模拟信号和数字信号3.2 信号滤波3.3 驱动电路4. 电源技术4.1 直流电源4.2 交流电源4.3 电源管理与控制5. 通信原理5.1 调制解调技术5.2 传感器与检测技术5.3 无线通信技术6. 微处理器与嵌入式系统 6.1 微处理器架构6.2 嵌入式系统设计6.3 控制算法与硬件实现7. 电子设计自动化7.1 电路仿真7.2 PCB设计7.3 FPGA设计7.4 嵌入式软件设计二、模拟电路设计1. 放大电路设计1.1 理想放大器1.2 非理想放大器1.3 差分放大器1.4 运放放大器2. 滤波器设计2.1 低通滤波器2.2 高通滤波器2.3 带通滤波器2.4 带阻滤波器3. 混频器设计3.1 理想混频器3.2 非理想混频器3.3 频率合成器3.4 频率分割器4. 电源管理设计4.1 稳压电路4.2 电源滤波4.3 开关电源设计4.4 电池管理三、数字电路设计1. 逻辑门与组合逻辑电路1.1 基本逻辑门1.2 组合逻辑电路设计1.3 状态机设计1.4 逻辑门延迟测试2. 时序逻辑电路设计2.1 时钟信号与时序逻辑2.2 寄存器与触发器设计2.3 定时电路设计2.4 时序分析与优化3. 存储器设计3.1 静态随机存取存储器设计 3.2 动态随机存取存储器设计 3.3 只读存储器设计3.4 快闪存储器设计4. 控制器设计4.1 单片机系统设计4.2 嵌入式处理器设计4.3 控制单元设计4.4 状态机控制设计四、数字信号处理1. 信号采集与重构1.1 采样定理与采样率1.2 信号重构技术1.3 A/D转换与D/A转换1.4 信号编码与解码2. 数字滤波2.1 FIR滤波器设计2.2 IIR滤波器设计2.3 数字滤波器实现2.4 时域与频域分析3. 数字变换3.1 傅里叶变换3.2 快速傅里叶变换3.3 离散余弦变换3.4 小波变换3.5 多重分辨率分析4. 数字信号处理算法4.1 信号滤波算法4.2 信号编解码算法4.3 信号增强与去噪算法 4.4 语音处理算法4.5 图像处理算法五、电磁场与微波技术1. 电磁场理论1.1 麦克斯韦方程1.2 电磁波理论1.3 传输线理论1.4 天线理论2. 微波器件与电路2.1 微波传输线2.2 微波器件设计2.3 微波功率放大器设计2.4 微波混频器设计3. 微波通信系统3.1 微波链路设计3.2 微波调制解调技术 3.3 微波天线设计3.4 微波系统性能优化六、射频电路设计1. 无线电系统与原理1.1 无线电频谱分配1.2 无线电信道模型1.3 无线电系统性能参数1.4 无线电网络规划2. 射频接收机设计2.1 低噪声放大器设计 2.2 混频器设计2.3 中频放大器设计2.4 频率合成器设计3. 射频发射机设计3.1 驱动放大器设计3.2 功率放大器设计3.3 调制器设计3.4 微波频率合成器设计4. 射频天线与传输线4.1 射频天线设计4.2 传输线理论4.3 高频传输线设计4.4 射频系统匹配与改进七、电子系统设计与仿真1. 电子系统设计流程1.1 系统建模与分析1.2 硬件电路设计1.3 软件系统设计1.4 系统集成与测试2. 电子系统仿真技术2.1 电路仿真软件介绍 2.2 数字信号处理仿真 2.3 电磁场仿真2.4 射频仿真技术八、嵌入式系统设计1. 嵌入式系统架构1.1 单片机系统架构1.2 嵌入式处理器系统架构 1.3 客制化嵌入式系统架构1.4 可编程逻辑器件2. 嵌入式软件开发2.1 实时操作系统2.2 嵌入式系统驱动2.3 嵌入式系统应用开发2.4 嵌入式系统优化3. 嵌入式系统硬件设计3.1 嵌入式系统电路设计 3.2 嵌入式系统接口设计 3.3 嵌入式传感器与执行器3.4 嵌入式系统可靠性设计4. 嵌入式系统测试与验证4.1 嵌入式系统测试方法 4.2 嵌入式系统调试技术 4.3 嵌入式系统验证技术4.4 嵌入式系统性能分析九、EDA工具与软件开发1. 电路设计自动化工具1.1 电路设计仿真软件1.2 PCB设计软件1.3 FPGA设计软件1.4 系统建模与仿真工具2. 嵌入式软件开发工具2.1 C/C++编译器2.2 编译优化工具2.3 调试工具2.4 静态与动态分析工具3. 电磁场仿真软件3.1 有限元分析软件3.2 时域仿真软件3.3 频域仿真软件3.4 电磁场分析工具4. 微波射频设计软件4.1 微波电路设计软件4.2 射频天线仿真软件4.3 无线电链路仿真软件4.4 射频系统集成软件总结本文对电子技术的基础知识、模拟电路设计、数字电路设计、数字信号处理、电磁场与微波技术、射频电路设计、电子系统设计与仿真、嵌入式系统设计以及EDA工具与软件开发进行了系统的总结和概述。
定时控制器逻辑电路设计作者：xxx指导教师：xxxx xxx[摘要]为了能使一起在特定的时间内工作，通常需要人在场干预才能完成。
本课程设计的定时控制器，就是能使你不在时，仪器也能按时打开和关闭。
例如你想用录音机、录像机录下某一时间段的节目，而这一段时间你又有其他事要做，不在家或机器旁边，你就可以事先预置一下定时器。
在几点几分准时打开机器，到某时某刻关掉机器。
本文介绍的定时控制器由数字钟单元、定时单元和控制器单元以及继电器输出单元等几部分组成,并详细介绍了定时控制器的设计方案、功能及在设计过程中所做的改进。
[关键词]数字钟电路；定时电路；控制电路；继电器电路一.设计任务设计一个带数字电子钟的定时控制器逻辑电路。
二.设计要求1.基本要求1.1具有电子钟功能，显示为四位数字。
1.2可设定定时起动（开始）时间与定时结束（判断）时间。
1.3定时开始指示灯亮；定时结束，指示灯灭。
2.发挥部分定时范围可以选择，能精确到分钟。
三.说明1.时间要求：6月29日至7月2日共1周2.内容：完成实际电路，总结报告。
定时控制器由数字钟单元、定时单元以及控制器单元和继电器输出单元等几部分组成。
如图3.1所示为定时控制器系统框图。
图3.1 定时控制系统框图四.方案选择与论证1.数字中单元电路一般而言数字钟单元的设计与制作可以采用数字电路来完成,也可以采用单片机来完成.若采用数字电路来完成,其功能主要是依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现,尽管电路复杂，但电路原理及元件连接较为简单，易于以后调试、改正;而采用单片机来设计制作,由于其功能的实现主要是通过软件编程来完成,虽然降低了电路的复杂性,但编程冗长且较难，不易完成，修改调试困难，不易于操作.本电路是以简单的数字逻辑电路为基础，来实现数字钟单元。
方案一：采用数字电路控制，其原理方框图如图4.1.1所示。
由晶振电路经分频产生1Hz标准秒脉冲。
整个计数器电路，采用74LS系列芯片，由分计数器、时计数器串接而成。
校时电路由分频产生的1Hz脉冲输入，手动进行时和分的调整校正。
再由译码器加数码管组成译码显示部分。
显示器显示器译码器校时电路译码器分频器晶振图4.1.1 采用数字逻辑电路组成数字钟单元框图方案二：采用单片机控制。
采用单片机IO 端口，及其控制功能，实现数字钟单元的显时和调时等功能。
其原理方框图如图4.1.2所示。
图4.1.2 采用单片机组成数字钟单元框图2.定时器定时时间的设定键盘控制89C51单片驱动电路LED 数字显示方案一：可用逻辑开关（四个一组），分别置入0或1，再加译码、显示电路，就可知其所设定的具体值。
例如，四位开关为“1001”，显示器即显示数字“9”。
因为有译码器与数码管的组合，才能实现定时显示，故电路较为复杂。
方案二：用8421BCD码拨码开关KS系列器件，拨码开关本身可显示数字，同时输出BCD码。
例如，拨码开关置成“6”，其8421端分别输出“0110”，并有数字“6”指示。
该方案中，只需两组开关（每组4个8421BCD码拨码开关）即可实现定时即显示，电路简单可行。
由于仿真软件Multisim 10内，并无8421BCD码拨码开关，若仿真，则第二方案不可行，选择第一方案，第一方案电路复杂，尤其是译码器与数码管的组合，电线较为繁杂，本实验中将此部分不作为重点，定时时间设定电路单元省去译码器与数码管的电路，读取定时时间时，直接由逻辑开关读取置入数值，人为计算获得相应定时时间即可。
读取方法，根据8421BCD码表，将逻辑开关置入的四位二进制数转化为0—9的十进制数。
如果要将此电路做成实物成品，应当首选第二种方案，选用8421码BCD码开关，性能可靠，电路简单，成本低，容易完成。
3.控制器单元控制器的任务是将计数值与设定值进行比较，若两者值相等，则输出控制脉冲，是继电器电路接通。
由于定时的时间有起始时间和终止时间，所以，为了区别这两个不同信号，采用交叉供电或采用三态门进行控制。
本电路采用交叉供电的方式，简单易行，只要在继电器电路中再串入一个继电器即可，由继电器的闭合与开断,来实现交叉供电，即在定时的起始时间时，该继电器闭合，给起始时间逻辑开关供电，而在定时的终止时间起作用时，继电器断开给终止时间的逻辑开关供电。
以此来区别起始时间信号和终止时间信号。
4.继电器电路继电器的通、断,受控制器输出控制，当“开始定时”设定值到达时，继电器应该接通。
而当“定时结束”设定值到达时，继电器应断开。
其定时波形如图 4.4所示。
继电器的触点可接交流、直流或其他信号。
定时开始定时结束图4.4 定时波形图五.电路的功能单元设计1.数字钟单元1.1秒脉冲发生器秒脉冲发生器是数字钟单元的核心部分，它的精度和稳定度决定数字钟的质量。
通常用晶体震荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。
如晶振为32768Hz，通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出。
本电路由U1 CD4060分频器及U2 74LS112触发器将32768Hz的晶振进行分频，获得1Hz秒脉冲。
电路图如图5.1.1所示，开关S1处输出1Hz脉冲。
图5.1.1 秒脉冲发生器1.2分、时计数器这一部分电路均使用中规模集成电路74LS系列实现分、时的计数。
其中分为六十进制，时为二十四进制。
U3，U5,U7,U8 均为74LS90十进制计数器，U4,U6 均为74LS92 十二分频计数器。
秒脉冲通过U3,U4,U5和U6进行分频。
其中U3和U5为74LS90十进制计数器，以“除六”方式工作。
U3,U4,U5和U6的输出方波频率分别为1/10,1/60,1/600,1/3600Hz。
U7和U8为二十四进制，其时间显示从00到23。
其电路图如图5.1.2 所示。
图5.1.2 分、时计数器电路1.3译码显示所有计数器的译码显示均采用BCD-七段译码器，显示器采用共阴或共阳数码管。
U5-U8输出的BCD码被分别接到U9-U12。
U9-U12均为74LS48 BCD-七段译码器电路，由它驱动七段共阴LED数码管。
四个数码管给出从00：00到23：59的时间显示，而D1和D2为发光二极管显示，用来显示秒脉冲。
电路图如图 5.1.3 所示。
图5.1.3 译码显示电路1.4校正时间电路在刚刚开机接通电源时，由于时分为任意值，所以，需进行调整。
置开关在手动位置，分别对时、分进行单独计数。
计数脉冲由单次脉冲或连续脉冲输入。
在本电路中，开关S1用来预置时间，当它置于位置A时，数字钟处于正常状态；当他置于位置B时，给出1Hz的脉冲到分计数器U5；当它置于位置C时，它给出1Hz的脉冲到小时计数器U7。
2.定时器定时时间的设定定时器控制的功能是将数字钟的时间与预置的开、关时间进行比较，并完成相应的开关动作。
在定时器预置开关电路中，有两组开关——其实定时时间开关和终止定时时间开关。
每组有四个开关（逻辑开关J1-J8，J1-J4为其实定时时间开关，J5-J8为终止定时时间开关开关）。
根据需要设置的定时时间，由8421BCD 码表，将0—9的十进制数转化为四位0-1二进制数，分别置入逻辑开关即可。
例如定时时间为“09：30”即在4个逻辑开关相应依次输入“0000”，“1001”，“0011”，“0000”。
3.控制器单元控制器的任务是将计数值与设定值进行比较。
U8-U5数字中输出和定时逻辑开关输出是通过异或门74LS86（电路图中U18-U21）进行一位一位的比较，当定时开关时间到，即所有的值全相等时，在74LS30与非门（图中U23）输出端输出一个负脉冲，使控制触发器74LS112(图中U24)变为高电平。
双下降沿JK 触发器74LS112，在时钟脉冲CP 的后沿（负跳变）发生翻转，它具有置0、置1、计数和保持功能。
JK 触发器的状态方程如式5.3.1所示。
74LS112引脚排列如图5.3.2 所示。
功能如表5.3.3所示。
n n n Q K Q J Q +=+1公式5.3.1 JK 触发器状态方程J 和K 是数据输入端，是触发器状态更新的依据，若J 、K 有两个或两个以上输入端时，组成“与”的关系。
Q 与为两个互补输出端。
通常把 Q ＝0、1=Q 的状态定为触发器“0”状态；而把Q ＝1、0=Q 定为“1”状态。
图5.3.2 JK 触发器74LS112引脚图JK 触发器一般都有异步置位、复位端，作用是预置触发器初态。
当不使用时，必须接高电平（或接到电源+5V 上），不允许悬空，否则容易引入干扰信号，使触发器误动作。
表5.3.3 74LS112功能表输入输出S D R D CP J K Q n+1Q n+101×××1010×××0100×××φφ11↓00Q n Q n11↓101011↓010111↓11Q n Q n11↑××Q n Q n4. 继电器电路由控制电路作用，使控制触发器74LS112(图中U24)变为高电平,即Q为高电平，使得继电器RL1和RL2接通，定时器开始定时。
RL1的接通，使得+5V从加入“起始定时开关”而转加到“终止定时时间开关”上。
由于控制触发器74LS112(图中U24)中Q=1（Q=0），使定时器的“定时开始指示灯”亮。
当时间运行到“终止时间”设定值时，74LS30与非门（图中U23）输出端又一次输出一个负脉冲，使得控制触发器74LS112(图中U24)翻转，即Q=0。
U24的低电平使T1和T2关断，RL1继电器释放，又回到定时前的工作状态。
同时Q=0又使“定时结束指示灯”亮。
继电器RL1输出端，一端接起始定时时间逻辑开关，另一段接终止定时时间逻辑开关，由此来实现交叉供电，即在定时的起始时间时，该继电器闭合，给起始时间逻辑开关供电，而在定时的终止时间起作用时，继电器断开给终止时间的逻辑开关供电。
RL2用于外接所需控制的仪器。
按下S3，可以去掉预先存在的“定时”设定。
继电器部分电路如图5.4所示。
SPST 图5.4 继电气部分电路六、收获体会和改进意见课程设计终于完成，在这个过程中我遇到了很多困难，知识的缺乏，对画图和仿真软件的不熟悉等等，这其中得到了指导老师的很多帮助，同时也给我提供了一些建议和意见。
这个课题用到了数字电路方面的知识，通过这次课程设计，使我对TTL74系列、CMOS系列元器件以及其他集成电路有了一定的了解，平时课上的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，所以通过这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
刚拿到课程设计的题目，起初不知该从何下手，经过老师指导设计和对材料的讲解，再到图书馆和网上查找大量资料，才慢慢了解课程设计。
