電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告定時(shí)關(guān)斷插座

電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告定時(shí)關(guān)斷插座摘要本次課設(shè)是通過設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)開關(guān)，預(yù)置一個(gè)時(shí)刻，通過計(jì)數(shù)器倒計(jì)時(shí)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)定時(shí)未終止時(shí)，發(fā)出信號(hào)“1”，主電路接通，電器的工作；當(dāng)定時(shí)終止后，發(fā)出信號(hào)“0”，主電路斷開，電器的不工作。由555組成秒脈沖發(fā)生器[2]，由74192構(gòu)成倒計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器，由7448驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示當(dāng)前的時(shí)刻，由繼電器操縱插座關(guān)斷，同時(shí)由LM339構(gòu)成的電壓比較器實(shí)現(xiàn)電路愛護(hù)。設(shè)計(jì)電路由這幾個(gè)功能模塊組成，在那個(gè)設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下，運(yùn)用所學(xué)的數(shù)字電路的知識(shí)，并查閱相關(guān)的資料，逐步解決了實(shí)踐中顯現(xiàn)的各種問題，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了功能。課程設(shè)計(jì)實(shí)踐促進(jìn)了對(duì)數(shù)字電路知識(shí)的明白得；了解了理論和實(shí)際相結(jié)合的道理，體會(huì)到理論與實(shí)際的聯(lián)系與區(qū)別；錘煉了動(dòng)手能力和獨(dú)立摸索能力；促進(jìn)了專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。關(guān)鍵詞：秒脈沖發(fā)生器、74LS192、74LS48、數(shù)碼管、過壓欠壓目錄前言······························································1第一章設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求··········································2第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證與選擇2.1系統(tǒng)組成·····················································32.2設(shè)計(jì)方案····················································32.3方案論證與選擇·············································6第三章單元電路設(shè)計(jì)3.1秒脈沖發(fā)生電路··············································73.2計(jì)數(shù)器······················································93.3譯碼顯示電路···············································113.4過壓和欠壓愛護(hù)電路·········································143.5主電路·····················································19第四章實(shí)驗(yàn)、調(diào)試及調(diào)試現(xiàn)象與分析····························21結(jié)論······························································23參考文獻(xiàn)·························································24附錄一系統(tǒng)PROTEL原理圖·······································25附錄二系統(tǒng)PCB原理圖···········································26附錄三系統(tǒng)實(shí)物圖···············································27前言現(xiàn)今市場(chǎng)上出售的國內(nèi)外各種品牌的電飯煲、電炒鍋、電磁爐等，其控器部分差不多上和煲體連在一起使用的，它雖體積小，方便好用[1]，卻有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，確實(shí)是易燒毀，同時(shí)由于設(shè)計(jì)上的不足，毫無修復(fù)的意義，成本高不算，功率大，電流強(qiáng)，更易燒毀，同時(shí)還有漏電等不安全因素。為實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和增加使用壽命的目的，通過定時(shí)關(guān)斷插座的使用能夠減少不必要的用電時(shí)刻，也能夠幸免忘關(guān)電器電源從而杜絕安全隱患，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電器通電時(shí)刻的科學(xué)治理，大幅提高各種電器的使用壽命。同樣，工業(yè)生產(chǎn)中許多地點(diǎn)都需要對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)操縱，如此數(shù)字式定時(shí)關(guān)斷插座便顯得專門重要。

本定時(shí)關(guān)斷插座設(shè)計(jì)以繼電器和時(shí)刻定時(shí)操縱器串并在電器電路上，啟動(dòng)時(shí)刻操縱器、電磁線匝動(dòng)作，吸動(dòng)繼電器中間斷開的雙向觸點(diǎn)接通，便可實(shí)現(xiàn)在同樣計(jì)時(shí)條件下長時(shí)刻向電器穩(wěn)固輸電。它具有專門高的有用價(jià)值，像現(xiàn)在的一些家電如全自動(dòng)洗衣機(jī)、空調(diào)等都需要實(shí)現(xiàn)定時(shí)關(guān)斷操縱如此的功能。還有一些設(shè)備假如在設(shè)計(jì)時(shí)加上數(shù)字定時(shí)技術(shù)便會(huì)更加提高設(shè)備的性能。它設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、功能可靠，裝有過壓愛護(hù)電路；它可保證電路顯現(xiàn)過壓情形時(shí)，電路能夠及時(shí)斷開，安全可靠，使之更加自動(dòng)化、智能化，更方便使用和操作。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.1設(shè)計(jì)要求差不多要求用仿真軟件設(shè)計(jì)并制作一數(shù)字定時(shí)關(guān)斷插座，此插座采納BCD撥盤預(yù)置插座通電時(shí)刻。預(yù)置時(shí)刻以后，按下另一個(gè)開關(guān)，電路通電。通電后，燈亮，同時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)采納倒計(jì)時(shí)的方式并通過七段數(shù)碼管顯示。，當(dāng)時(shí)刻顯示為0時(shí)，插座發(fā)出關(guān)斷信號(hào)，插座處于開態(tài)，供電終止，燈滅。再按開關(guān)時(shí)，預(yù)置端復(fù)位，倒計(jì)時(shí)又開始。用protel畫出電路原理圖，并將其轉(zhuǎn)換成PCB圖。提高要求設(shè)計(jì)并制作過壓欠壓愛護(hù)電路并將其接入電路中構(gòu)成一個(gè)整體。當(dāng)電路顯現(xiàn)過壓或欠壓時(shí)，要求計(jì)時(shí)停止同時(shí)保持停止時(shí)的狀態(tài)以便正確信號(hào)輸入時(shí)計(jì)時(shí)器能夠從保持態(tài)開始計(jì)時(shí)，從而能夠保證計(jì)時(shí)器記錄正確的通電時(shí)刻。圖1.1定時(shí)關(guān)斷插座圖1.1定時(shí)關(guān)斷插座第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證與選擇2.1系統(tǒng)的組成這一系統(tǒng)具體分為五大要緊部分：主電路、秒脈沖發(fā)生器、定時(shí)器、譯碼顯示電路、過壓欠壓愛護(hù)電路。這五部分都在整個(gè)電路中起到不可缺少的作用，但又起到各自不同的功能，其中秒脈沖發(fā)生器又來產(chǎn)生脈沖，定時(shí)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，譯碼顯示電路實(shí)現(xiàn)譯碼顯示功能，過壓欠壓電路實(shí)現(xiàn)愛護(hù)功能，把他們互相之間配合起來組成整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字定時(shí)開關(guān)的功能。其系統(tǒng)功能組成圖如圖2.1所示。秒脈沖發(fā)生器秒脈沖發(fā)生器（產(chǎn)生秒脈沖）定時(shí)器(定時(shí)功能)譯碼顯示（譯碼顯示時(shí)刻）過壓欠壓電路（愛護(hù)功能）門電路主電路（繼電器操縱插座關(guān)斷）圖2.1系統(tǒng)功能組成圖2.2主電路及過壓欠壓愛護(hù)電路方案設(shè)計(jì)一、方案設(shè)計(jì)一由兩個(gè)LM339及其電阻、電容、5V穩(wěn)壓源分別構(gòu)成過壓愛護(hù)和欠壓愛護(hù)電路，將兩個(gè)愛護(hù)電路74LS14的輸出分別接到7411的1A、1B,74LS32的輸出接到7411的1C，再通過74LS11輸出并接到主電路中。其中，主電路有NPN型三極管、二極管、繼電器、插座和電源組成[3]。同時(shí)將過壓愛護(hù)電路的反相端和欠壓愛護(hù)電路的同相端與主電路的電源正極相接。圖2.1和圖2.2分別為主電路原理圖和過壓欠壓愛護(hù)電路原理圖。繼電器繼電器電源插座與門三極管二極管圖2.2.1方案一主電路組成反相端同相端反相端同相端采樣電壓參考電壓5V穩(wěn)壓源地反相端同相端參考電壓采樣電壓5V穩(wěn)壓源地與門輸入與門輸入圖2.2.2方案一二、設(shè)計(jì)方案二有兩個(gè)LM339、電阻、繼電器和5V穩(wěn)壓源分別構(gòu)成過壓愛護(hù)電路和欠壓愛護(hù)電路。愛護(hù)電路的輸出通過繼電器接入主電路中，其中主電路只由繼電器、插座和電源構(gòu)成，愛護(hù)電路中的繼電器接中間觸點(diǎn)接主電路中電源的負(fù)極，常閉觸點(diǎn)接燈泡一端。圖2.3和圖2.4分別為主電路原理圖和過壓欠壓愛護(hù)電路原理圖(其他部分電路原理圖與方案一相同)：7432輸出繼電器插座電源愛護(hù)電路中繼電器常閉觸點(diǎn)愛護(hù)電路中繼電器常開觸點(diǎn)圖2.2.37432輸出繼電器插座電源愛護(hù)電路中繼電器常閉觸點(diǎn)愛護(hù)電路中繼電器常開觸點(diǎn)反相端反相端同相端采樣電壓參考電壓5V穩(wěn)壓源地反相端同相端參考電壓采樣電壓5V穩(wěn)壓源地繼電器繼電器圖2.2.4方案二2.3方案選擇比較方案一和方案二，方案二的主電路原理圖較簡(jiǎn)單，但其在主電路和愛護(hù)電路中都用了繼電器，同時(shí)沒有用三極管與繼電器連接，即使電壓比較器輸出低電平，仍舊會(huì)有數(shù)毫安的電流流過繼電器，因此不能實(shí)現(xiàn)理想的電隔離；繼電器導(dǎo)通后的功耗和發(fā)熱量大，且電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差，耐輻射能力也較差，如不采取有效措施，則工作可靠性低。在實(shí)際運(yùn)用中，過壓愛護(hù)電路和欠壓愛護(hù)電路難于同時(shí)接入電路。綜合以上因素等，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇方案一。第三章單元電路設(shè)計(jì)本定時(shí)關(guān)斷插座由秒脈沖發(fā)生器、定時(shí)器、譯碼顯示電路、過壓和欠壓愛護(hù)電路、一些門電路以及繼電器和插座及電源組成的主電路所構(gòu)成的。其工作原理是由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路作為秒脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)，將此脈沖信號(hào)輸入計(jì)時(shí)電路，計(jì)時(shí)電路由74LS192構(gòu)成，利用74LS192的減計(jì)數(shù)端進(jìn)行倒計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)范疇是0—99，由于輸入的脈沖信號(hào)的頻率接近一秒，計(jì)數(shù)器是每秒減一計(jì)數(shù)，再通過74LS48譯碼器進(jìn)行譯碼由共陰數(shù)碼管顯示。主電路可由一個(gè)三輸入與門（74LS11）的輸出信號(hào)操縱。7411的三個(gè)輸入信號(hào)分別是譯碼輸出信號(hào)、過壓電路輸出信號(hào)和欠壓電路輸出信號(hào)。當(dāng)譯碼器的輸出端全為低電平常，數(shù)碼管上顯示的是“0”，而八個(gè)低電平信號(hào)通過或門電路（74LS32）能夠得到一個(gè)低電平來操縱主電路關(guān)斷。那個(gè)低電平經(jīng)非門輸出高電平后能夠與秒脈沖發(fā)生器的輸出信號(hào)通過或門電路輸出反饋到定時(shí)器的保持端，使得計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，數(shù)碼管的顯示停留在“0”。當(dāng)主電路顯現(xiàn)過壓或欠壓情形時(shí)，愛護(hù)電路輸出“0”信號(hào)，經(jīng)與門輸入到主電路，使得繼電器失電，主電路斷開，插座失電，從而達(dá)到愛護(hù)作用。同時(shí)，過壓和欠壓愛護(hù)電路的輸出均接到非門電路輸入端，與脈沖信號(hào)和譯碼輸出信號(hào)經(jīng)或門電路輸出接入定時(shí)器的保持端，以保證當(dāng)電路在計(jì)數(shù)未終止過程中的任意時(shí)刻顯現(xiàn)過壓或欠壓情形時(shí)，計(jì)數(shù)能夠停止同時(shí)數(shù)碼管顯示保持停止時(shí)的狀態(tài)，而當(dāng)電路重新輸入正確信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)器能夠從保持態(tài)開始連續(xù)計(jì)時(shí)，從而保證數(shù)碼管顯示正確的通電時(shí)刻。整個(gè)電路用到一個(gè)按鈕操縱計(jì)數(shù)器的異步并行置數(shù)端，使得再按按鈕時(shí)，倒計(jì)時(shí)又開始。以下是具體單元電路設(shè)計(jì)。3.1秒脈沖發(fā)生電路3.1.1秒脈沖發(fā)生電路采納555定時(shí)器組成的多諧振蕩器振蕩產(chǎn)生周期為1s的矩形脈沖[2]，從而為計(jì)數(shù)器提供觸發(fā)信號(hào)。其中，可通過R1、R2、C來操縱充放電時(shí)刻。本實(shí)驗(yàn)采納電阻R1、R2(10K、10K)和電容C（47uF）操縱周期為1s。其原理圖及其仿真輸出波形圖如圖3.1所示.圖3.1秒脈沖發(fā)生器原理圖及其仿真輸出波形圖3.1.21、理論數(shù)據(jù)：多諧振蕩器的振蕩周期T1運(yùn)算公式為：T1=(R1+2R2)*ln2*C各參數(shù)的值：R1=10kR2=10kC=47μF將各參數(shù)的值代入上面的運(yùn)算公式得：T1=0.986s2、實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)：T1=1.00s3、誤差運(yùn)算與分析：誤差=(1.00—0.986)/0.986=1.4%，由于ln2的存在，理論運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果不是精確值。3.2、計(jì)數(shù)器3.2.1本定時(shí)關(guān)斷插座電路中計(jì)時(shí)器選用74LS192。3.2.1器件功能[4]74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如圖3.2.1圖3.2（a）引腳排列

(b)邏輯符號(hào)圖中：為置數(shù)端，CPU為加計(jì)數(shù)端，CPD為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端，可由PL端和Q0、Q1、Q2、Q3完成數(shù)字定時(shí)功能。74LS192具體功能如表3.2.1所述。表3.2.174LS192功能表

輸入

輸出MRPLCPUCPDP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01×××××××0000

0

011

×dcbadcba

01

1××××

加計(jì)數(shù)

0

11××××

減計(jì)數(shù)3.2.3本定時(shí)關(guān)斷插座利用74LS192的減計(jì)數(shù)功能，即5端（CPU引腳）接高電平，LD端經(jīng)上拉電阻接Vcc，由PL端和開關(guān)SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8分別操縱的兩個(gè)74192（U1、U2）的輸入端（A、B、C、D）完成數(shù)字定時(shí)功能，在0~99間任意置數(shù)。其輸出端(QA、QB、QC、QD)分別接入74LS48的輸入端（A0、A1、A2、A3）。74LS192由秒脈沖發(fā)生器的輸出信號(hào)觸發(fā)。其原理圖如圖3.2.2所示，其中左邊計(jì)數(shù)器操縱個(gè)位數(shù)，右邊計(jì)數(shù)器操縱十位數(shù)，左邊4端接秒脈沖發(fā)生器輸出端圖3.2.2計(jì)數(shù)器3.3譯碼顯示電路3.3.1器件選擇譯碼顯示電路選用74LS48進(jìn)行譯碼，選用共陰七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示。3.3.1器件功能一、七段發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管LED數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，圖3.3.1(a)、(b)分別為共陰管和共陽管的電路[5]，(c)為兩種不同出線形式的引出腳功能圖[5]共陰管陰極全部接“1”電平驅(qū)動(dòng)，陽極接譯碼管輸出；共陽管陽極全部接“0”電平驅(qū)動(dòng)，陰極接譯碼管輸出。一個(gè)LED數(shù)碼管可用來顯示一位0～9十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。小型數(shù)碼管（0.5寸和0.36寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約為2～2.5V，每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流在5～10mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個(gè)專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力。(a)共陰連接（“1”電平驅(qū)動(dòng)）(b)共陽連接（“0（c）兩種不同出線形式的引出腳功能圖圖3.3 二、BCD碼七段譯碼驅(qū)動(dòng)器管。74LS48引腳排列如圖3.3.2[6]：圖3.3.274LS48的引腳圖其中：BCD碼輸入端；碼輸出端，輸出“1”有效，用來驅(qū)動(dòng)共陰極LEDLT’測(cè)試輸入端，’＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“1BI 消隱輸入端，＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“0RBI’鎖定端，輸入“1”時(shí)譯碼器處于鎖定（保持）狀態(tài)，譯碼輸出保持在前一輸入為“0”時(shí)的數(shù)值，輸入“0表3.3.174LS48功能表輸入輸出RBI’DCBAOA0BOCODOEOFOG顯示字形××0××××1111111×01××××0000000消隱0110000111111001100010110000011001011011010110011111100101101000110011011010110110110110110001111101101111110000011100011111110111001111001101110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱01111110000000消隱111××××鎖存鎖存表3.3.1為74LS48功能表[6]。74LS48內(nèi)接有上拉電阻，故只需在輸出端與數(shù)碼管筆段之間串入限流電阻即可工作。譯碼器還有拒偽碼功能，當(dāng)輸入碼超過1001時(shí)，輸出全為3.3.3、差不多74LS48的輸出端與數(shù)碼管的管腳順序相接，輸入端與74LS192輸出端相接。數(shù)碼管1和6引腳接地。當(dāng)數(shù)碼管管腳輸入“1”時(shí)對(duì)應(yīng)的段亮，輸入“0”時(shí)對(duì)應(yīng)的段不亮，實(shí)現(xiàn)譯碼功能。圖4.3.3(a)、（b）分別為定時(shí)關(guān)斷插座電路數(shù)碼顯示（a）數(shù)碼顯示模塊原理圖（b）譯碼模塊原理圖圖3.3.3譯碼顯示模塊3.4過壓和欠壓愛護(hù)電路3.4.1本定時(shí)關(guān)斷插座過壓和欠壓愛護(hù)電路模塊均采納電壓比較器構(gòu)成。電壓比較器采納LM339。3.4.2器件功能一、LM339引腳LM339芯片內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，是專門常見的集成電路。利用LM339能夠方便的組成各種電壓比較器電路和振蕩器電路。圖3.4.1為LM

3.4.1LM339引腳圖二、LM339電壓比較器的特點(diǎn)和一些參數(shù)：

1）電壓失調(diào)小，一樣是2mV；

2）共榜樣疇專門大，為0v到電源電壓減1.5v；

3）他對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制專門寬；

4）LM339vcc電壓范疇寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；

5）輸出端電位可靈活方便地選用。

6）差動(dòng)輸入電壓范疇專門大，甚至能等于vcc；3.4.3、過壓愛護(hù)電路差不多原理一、定時(shí)關(guān)斷插座過壓愛護(hù)電路差不多原理[3]LM339反相端通過電阻接到插座正端，即接采樣電壓。當(dāng)采樣電壓高于同相端參考電壓時(shí)，電壓比較器輸出為低電平，主電路斷開，計(jì)數(shù)停止且保持；當(dāng)采樣電壓低于同相端參考電壓時(shí)，電壓比較器輸出為高電平，電路正常運(yùn)行。其原理圖如圖3.4.3所示，其中，C1、C2并聯(lián)在輸出端，幸免電壓過大時(shí)產(chǎn)生的干擾阻礙電路圖3.4.3過壓愛護(hù)模塊二、參數(shù)選擇和相關(guān)數(shù)據(jù)1、理論運(yùn)算：（1）同相端電壓V+:V+=[U1/(R3+R4)]*R4各參數(shù)的值：R3=1K,R4=4.1K,U1=5V經(jīng)運(yùn)算：V+=[5/(1+4.1)]*4.1=4.0196V(2)反相端電壓（基準(zhǔn)電壓）V-：V-=[U2/(R5+R6)]*R6各參數(shù)的值：R5=2K,R6=1K,U2=13V經(jīng)運(yùn)算：V-=[13/(2+1)]*1=4.33V（3）輸出電壓V0：由示波器可知：V0=0.80V2、實(shí)際測(cè)量值：V+=3.99V，V-=4.06V，V0=0.06V3、結(jié)果分析：當(dāng)V-大于V+時(shí)，電壓比較器輸出為低電平，現(xiàn)在電路處于過壓狀態(tài)。將此信號(hào)輸入主電路，主電路斷開。同時(shí)，將此信號(hào)通過相關(guān)門電路與秒脈沖發(fā)生器作用，可操縱定時(shí)停止。理論值大于實(shí)際值。4、誤差運(yùn)算與分析：（1）運(yùn)算V+誤差=（4.0196-3.99）/4.0196=0.74%；V-誤差=（4.33-4.06）/4.33=6.2%。（2）分析實(shí)際測(cè)量過程中，一些客觀因素和主觀因素都會(huì)造成誤差。如儀器的精確度和準(zhǔn)確度，周圍環(huán)境（如溫度、空氣濕度等）以及測(cè)量時(shí)人的心理因素等造成誤差。3.4.4一、定時(shí)關(guān)斷插座欠壓愛護(hù)電路差不多原理[3]LM339同相端通過電阻接到插座正端，即接采樣電壓。當(dāng)采樣電壓低于同相端參考電壓時(shí)，電壓比較器輸出為低電平，主電路斷開，計(jì)數(shù)停止且保持；當(dāng)采樣電壓高于同相端參考電壓時(shí)，電壓比較器輸出為高電平，電路正常運(yùn)行。其原理圖如圖3.4.4圖3.4.4欠壓愛護(hù)模塊二、參數(shù)選擇和相關(guān)數(shù)據(jù)1、理論運(yùn)算：（1）同相端電壓V+:V+=[U1/(R8+R9)]*R9各參數(shù)的值：R8=1K,R9=1K,U1=2V經(jīng)運(yùn)算：V+=[4/(1+1)]*1=2V(2)反相端電壓（基準(zhǔn)電壓）V-：V-=[U2/(R10+R11)]*R11各參數(shù)的值：R10=4.2K,R11=3.3K,U2=5V經(jīng)運(yùn)算：V-=[5/(4.2+3.3)]*3.3=2.1997V（3）輸出電壓V0：由示波器可知：V0=0.80V2、實(shí)際測(cè)量值：V+=1.93V，V-=2.23V，V0=0.07V3、結(jié)果分析：當(dāng)V-大于V+時(shí)，電壓比較器輸出為低電平，現(xiàn)在電路處于欠壓狀態(tài)。將此信號(hào)輸入主電路，主電路斷開。同時(shí)，將此信號(hào)通過相關(guān)門電路與秒脈沖發(fā)生器作用，可操縱定時(shí)停止。4、誤差運(yùn)算與分析：（1）運(yùn)算V+誤差=（1.93-2.00）/2.00=3.5%；V-誤差=（2.23-2.1997）/2.1997=1.4%。（2）分析實(shí)際測(cè)量過程中，一些客觀因素和主觀因素都會(huì)造成誤差。如儀器的精確度和準(zhǔn)確度，周圍環(huán)境（如溫度、空氣濕度等）以及測(cè)量時(shí)人的心理因素等造成誤差。3.5主電路3.5.1主電路要緊由NPN型三極管、二極管、繼電器、插座、電源和電阻成。其電路中是否通電由74LS11輸出信號(hào)決定。3.5.2一、基極下拉電阻R1實(shí)現(xiàn)功能1、防止三極管受噪聲信號(hào)的阻礙而產(chǎn)生誤動(dòng)作，使晶體管截止更可靠下。然而電阻不能過小，過小則會(huì)有較大的電流由電阻流入地。

2、當(dāng)三極管開關(guān)作用時(shí),ON和OFF時(shí)刻越短越好,為了防止在OFF時(shí),因晶體管中的殘留電荷引起的時(shí)刻滯后,在B,E之間加一個(gè)R起到放電作用。

3、三極管基級(jí)加電阻要緊是為了設(shè)置一個(gè)偏置電壓，如此就可不能顯現(xiàn)信號(hào)的失真。而且同時(shí)依舊為了防止輸入電流過大，加個(gè)電阻能夠分一部分電流，如此就可不能讓大電流直截了當(dāng)流入三極管而損壞。二、三極管實(shí)現(xiàn)功能那個(gè)地點(diǎn)三極管相當(dāng)于開關(guān)，當(dāng)三極管基極輸入“0”信號(hào)時(shí)，三極管不導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)斷開，繼電器兩端電壓差為0V，繼電器觸點(diǎn)斷開，插座失電，發(fā)光二極管不亮；當(dāng)三極管基極輸入“1”信號(hào)時(shí)，三極管導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)閉合，繼電器兩端電壓差為5V，繼電器觸點(diǎn)依舊閉合，發(fā)光二極管保持亮；三、二極管實(shí)現(xiàn)的功能繼電器具有儲(chǔ)能作用，當(dāng)插座失電時(shí)，繼電器可通過二極管開釋能量，形成回路。3.5.3當(dāng)74LS11輸出“1”信號(hào)時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器兩端有電壓差，觸點(diǎn)動(dòng)作，主電路通電，電路正常工作；當(dāng)74LS11輸出“0”信號(hào)時(shí)，三極管截止，繼電器失電，觸點(diǎn)動(dòng)作，主電路斷電，發(fā)光二極管不亮。其原理圖如圖3.5所示，其中74LS11的1A、1B引腳分別接過壓、欠壓愛護(hù)電路的輸出，1C接74LS48的輸入通過或門后的輸出。圖3.5主電路模塊原理圖實(shí)驗(yàn)、調(diào)試及調(diào)試現(xiàn)象與分析在開始實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前，依照實(shí)驗(yàn)要求，分析實(shí)驗(yàn)所涉及的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，查閱周圍的資料，并依照自己往常所學(xué)的理論知識(shí)，在紙上設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路模型，然后依照電路模型進(jìn)行仿真。在仿真時(shí)，將定時(shí)譯碼顯示與過壓欠壓分開進(jìn)行，兩部份均達(dá)到了理論上設(shè)想的結(jié)果，但當(dāng)將兩部份連接到一起時(shí)，仿真顯示有錯(cuò)，不能運(yùn)行。經(jīng)反復(fù)檢查驗(yàn)證，發(fā)覺理論和電路原理圖均無錯(cuò)，猜想產(chǎn)生錯(cuò)誤的緣故在仿真軟件本身。因此，開始連接實(shí)物圖，決定在實(shí)際操作中驗(yàn)證猜想。在開始實(shí)際操作時(shí)，依照實(shí)驗(yàn)電路，分模塊進(jìn)行連接和調(diào)試。第一步，測(cè)試脈沖發(fā)生器。在初次測(cè)試脈沖發(fā)生器輸出是否是周期為1s的脈沖時(shí)，示波器顯示的波形不是脈沖而是無法識(shí)別的波形。因此，猜想是電路連接接觸不良的緣故，并將電路各接觸點(diǎn)重新檢查一遍，確認(rèn)無誤后，再次測(cè)試，輸出波形仍不能識(shí)別。又將電路與電源斷開，測(cè)試是否是電源輸入信號(hào)不正確，最終，發(fā)覺確實(shí)是儀器問題，同時(shí)換了儀重視新接入電路測(cè)試，現(xiàn)在示波器顯示波形為周期為1s的脈沖。確定脈沖發(fā)生器模塊正確。第二步，測(cè)試譯碼顯示部分。確認(rèn)脈沖發(fā)生器無誤后，開始接連定時(shí)譯碼顯示部分并將脈沖發(fā)生器接入電路并進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)，發(fā)覺數(shù)碼管顯示的是亂碼。經(jīng)分析，猜想是電路連接有錯(cuò)，因此開始檢查線路連接，檢查中運(yùn)用萬用表測(cè)試兩點(diǎn)間連接是否有誤或是漏接。最終，檢查出線路連接有錯(cuò)，且有芯片的電源引腳和接地引腳漏接，改正后重新測(cè)試，譯碼顯示與理論完全一致，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。第三步，測(cè)試主電路無過壓或欠壓情形顯現(xiàn)時(shí)定時(shí)終止后能否斷開。第一，將主電路連入電路中。經(jīng)測(cè)試，電路在正常運(yùn)行時(shí)，二極管不亮，且定時(shí)終止后，聽不到繼電器動(dòng)作的聲音。因此，再次檢查。分析可知，定時(shí)譯碼顯示模塊無錯(cuò)，主電路和門電路必有錯(cuò)。分別檢測(cè)主電路和門電路，測(cè)試后，發(fā)覺主電路無錯(cuò)。最終，檢測(cè)出，門電路中的一個(gè)芯片引腳壞了。換上芯片后，重新調(diào)試電路，發(fā)覺電路在正常運(yùn)行時(shí)二極管亮，但定時(shí)終止后仍不到繼電器動(dòng)作的聲音即二極管不滅。反復(fù)測(cè)試后，現(xiàn)象仍如上。最終，通過查閱資料得知，主電路中，接近5V的電壓經(jīng)三極管后不能放大從而無法驅(qū)動(dòng)12V的繼電器。換用5V的繼電器后，電路在正常運(yùn)行時(shí)，二極管亮，且定時(shí)終止后，聽到繼電器動(dòng)作的聲音，二極管滅，達(dá)到理論結(jié)果。第四步，測(cè)試測(cè)試主電路有過壓或欠壓情形顯現(xiàn)時(shí)能否斷開。第一，將過壓電路和欠壓電路接入電路中，對(duì)主電路電壓采樣，當(dāng)采樣電壓高于參考電壓時(shí)，二極管滅；同樣，當(dāng)采樣電壓高于參考電壓時(shí)，二極管滅。同時(shí)，驗(yàn)證了仿真是的猜想。第五步，實(shí)際電路的改進(jìn)。在完成第四步的測(cè)試時(shí)，整個(gè)電路差不多達(dá)到差不多要求，然而，在測(cè)試第四步時(shí)，顯現(xiàn)了二極管滅但計(jì)數(shù)器仍在計(jì)數(shù)的現(xiàn)象。因此，對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)，使電路最終實(shí)現(xiàn)二極管滅但計(jì)數(shù)器不再計(jì)數(shù)同時(shí)數(shù)碼管顯示保持在二極管滅時(shí)的狀態(tài)的功能。經(jīng)分析，畫原理圖，仿真，最終確定了方案。將過壓愛護(hù)電路和欠壓愛護(hù)電路的輸出通過非門輸出與脈沖信號(hào)及譯碼顯示輸出經(jīng)或非門后的輸出信號(hào)三者再經(jīng)或門輸出到計(jì)數(shù)器減數(shù)端。完成實(shí)物圖連接后，經(jīng)測(cè)試，欠壓時(shí)，二極管滅且計(jì)數(shù)器不再計(jì)數(shù)同時(shí)數(shù)碼管顯示保持在二極管滅時(shí)的狀態(tài)，然而，過壓時(shí)，顯現(xiàn)“清零”現(xiàn)象。因此，反復(fù)調(diào)試過壓情形，用示波器測(cè)試脈沖發(fā)生器在各時(shí)刻的輸出波形。當(dāng)采樣電壓與參考電壓接近相等時(shí)，