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2 V 3 CC1 V 3 CCO vO tPH t t vC tPL O (b)
图3 555定时器原理图及波形图
表1 555定时器功能表
输入
阀值输入(vI1)
?
输出
复位(RD)
0 1 1
输出(vo)
0 1 0
放电管T 导通 截止 导通
触发输入(vI2)
?
??2Vcc 32Vcc 3??Vcc 3Vcc 3?
2Vcc 3?Vcc 31 不变 不变
根据实用性把秒脉冲设计分为直流设计与交流设计:
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A直流设计:只运用直流电产生秒脉冲,通常直流电在5~12V(根据仿真可知只利用
555定时器不能直接产生秒脉冲,所以要在555定时器产生的脉冲后接入分频器可得秒脉冲),组成的秒脉冲电路图如图图4(a)、(b)所示,输出波形如图5所示。
(a)
(b)
图4 秒脉冲电路图
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图5 输出波形
电容C1上的充电时间: T1=(R1+R2)CLn2 电容C1上的放电时间: T2=R2Cln2 输出矩形波的周期: T=T1+T2
振荡频率: f=1/T=1.44/(R1+2R2)C 由电路图可知:可以设(a)C1=1.875uF R1=R2=1k? (b)C1=2uF
B交流设计:运用交流电产生秒脉冲,使用的交流电为220V、50HZ然后经过变压器和单相
全波整流电路,最后经过555构成的施密特触发器输出频率为100HZ的脉冲。电路图如图6所示。
图6 脉冲电路图 555定时器的输出端经过分频器就可以得到秒脉冲(分频器会在下面的内容中介绍)。
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这种方案简单易行,具有较高的可靠性,误差相对要小。
单稳态触发器、施密特触发器可直接产生1HZ的秒脉冲,但单稳态触发器、施密特触发器产生的脉冲是经过对波形的整形得到的,需要输入波形,这显然增加了电路的复杂性。故这种设计方案直接被淘汰。
终上所述,为了达到保证安全、简便的设计目的,我们小组采用第一种设计方案中的A种方法,在考虑到接线的简易性与误差性的前提下,我们采用了A种方法中的(a)接线方案。
(二) 分频器
分频的方法可以用74LS194、74LS160、74LS161等很多集成计数器元件实现,为了减少
元件的种类故用74LS161做成分频器。74LS161的时序图如图7所示,74LS161功能表如表2所示。
图7 74LS161时序图
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表2 74LS161功能表
根据电路需要要设计出5分频器,设计与检验图如图8所示,输入与输出图如图9所示。
图2.22 5分频器的设计与检验
图8 设计与检验图
图9 输入在上,输出在下
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