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引言 当代大学生在大学校园的求学期间，往往只注重理论知识的学习，忽略了实际动手能力，而作为主修电子类专业的我们，实践的动手能力是我们必须掌握的关键技能。在此时代背景下，《课程设计》的提出很准确地符合了这一要求，课程设计集创新、设计、仿真、实际电路的印制和调试于一体，能够切实的锻炼我们当代大学生将理论与实践相结合，达到提高创新思维，培养发现问题与解决问题的能力的效果，是非常用必要的。 1、设计任务及要求 1.1设计任务 应用所学知识联系实际生活需求设计四路顺序定时器 1.2设计要求 （1）顺序控制四路工作系统； （2）各路定时时间可调节； （3）外电路工作状态由相应的指示灯指示； （4）可采用555与继电器进行电路设计。 2、方案选择与系统框图 2.1设计方案选择 首先，设计中要求各路工作系统需要定时，继而想到利用本学期《数字逻辑》中学到基于555定时器的单稳态触发器电路，让被控制负载电路工作在单稳态触发器的暂稳态，从而通过调节暂稳态的时间实现负载电路的定时工作时间；其次，设计要求顺序控制四路工作系统，顺序控制顾名思义，需要前一级停止工作之后，后一级开始工作，因此需要前一级电路给后一级电路一个触发信号，而前一级电路由工作到不工作，对应于单稳态电路从暂稳态到达稳态，此状态的改变在输出端有一个下降沿的变化，通过此下降沿正好触发下一级电路，进而实现了顺序控制的功能；第三，外电路的工作状态利用输出端负载发光二级管的点亮与熄灭来指示，考虑到外电路工作的稳定性和实际工作中的实用性，输出端采用的不是直接驱动二极管，而是利用输出端驱动继电器，从而控制负载电路工作，继电器更加稳定可靠，利用小电流控制负载大电流电路，使得电路不仅仅只适用与实验验证，而且可以广泛用于实际控制电路。 2.2系统框图 3、单元电路设计 3.1 555构成的单稳态触发器 参数计算（元件选择）： 选用NE555为核心元件，R1为保护电阻，选择适中即可，此处选470欧，为了防止5脚受干扰，C2选择0.01微法接地，为了时间调节更方便，C1选择了100uf电解电容，R2此处选择1M的电位器 暂稳态时间：1.1*R*C 3.2 微分电路 参数计算（元件选择）： 当前一级电路下降沿到达时，后一级需要得到一个低电平触发，故此次选择0.01uf的电容，快速的充放电，给后一级的触发输入2脚一个瞬间的低电平触发，电阻选择适中的10K电阻即可 3.3 负载电路 参数计算（元件选择）： 555输出脚高电平约等于VCC，选择5V电压吸合的继电器，具有常开、常闭一对控制端，R5保护电阻，选择470欧 4、电路工作原理 4.1 555构成的单稳态触发器原理 （555内部结构图以及管脚图） 当触发输入端得到低电平触发时，三极管TD截止，VCC经过电阻R2向C1充电。当充电到Vc=2/3Vcc时,Vc1在上端电压比较器作用下变为0，于是将锁存器置为0，同时三极管TD导通，电容C1经过TD迅速放电，使得Vc约等于0，此后Vc1=Vc2=1, 锁存器保持0状态不变，输出也相应地稳定在Vo=0的稳定状态，暂稳态的时间即输出为高电平时间为1.1*R2*C1。 输入脉冲（蓝色）、电容充放电（青色）、输出波形（红色）对应如下： 4.2 微分电路工作原理 前一级输出波形（红）与微分电路输出电压（蓝）波形如下图： 后一级电路需要前一级电路的下降沿触发，故此处加一微分电路传递，当前一级输出一直保持高电平或者低电平时，前一级的输出被电容阻断，后一级的输入端2脚得到的只是VCC经过R3降压之后直流电压，不能触发，电路一直处于稳态。 当前一级工作时，即输出为高电平时，有一瞬间的高脉冲经过电容C3，此时2脚的电压为R3降压之后的直流电压与高脉冲的叠加，当前一级的由工作到不工作即暂稳态进入稳态时，有一个瞬间低脉冲经过电容C3,此时后一级的触发输入为R3降压之后的直流与低脉冲的叠加，在低脉冲的作用下，后一级电路开始工作。 4.3 顺序定时工作原理 在微分电路的作用下，当前一级由暂稳态进入稳态时，输出端给下一级的输入端提供一个低电平触发，下一级开始进去暂稳态工作，各级电路按照这个原理依次工作。 4. 4 负载电路工作原理 当单稳态触发器输出为高电平时（即暂稳态），继电器吸合，发光二级管点亮，当输出为低电平时（即稳态），继电器断开，发光二级管熄灭 5、组装调试 5.1仪器仪表 直流稳压电源、数字万用表、示波器 5.2 调试方法与数据 调试： 电路板组装好之后，先检查电路的信号完整性，主要是用数字万用表测量各焊点是否虚焊、电路线是否短路、断路，然后再插上供电电源，开启电路观察各指示灯是否按理论状态工作，然后在电路正常工作的情况下，测试555定时器工作中电压变