集成電路論文

1、CMOS集成電路構(gòu)成定時(shí)器的應(yīng)用遼寧科技大學(xué) 電氣2013-1 邢海寧摘要：本文主要介紹了一款由數(shù)字集成電路構(gòu)成的定時(shí)器的工作原理及制作過程，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制功能。給人們的家庭生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中帶來了很大的方便。 關(guān)鍵詞: 數(shù)字集成；定時(shí)；控制Abstract：This text mainly introduced a constitutes certainly from the numerical integrated circuit of CMOS the machine of hour of work principle and the Manufacture process ,

2、carried out the function of the automatic control .Give people of home life and work ,agriculture produced to win to bring the very big convenience.Key words : digital integrated ; settle the hour; control1、 引言： 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電子產(chǎn)品的需求也越來越多。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)， 給人們帶來了方便，也使人們的生活質(zhì)量有了很大的提高。通用電子定時(shí)器廣 泛用于家庭生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種自動(dòng)控

3、制系統(tǒng)中。電子定時(shí)器，經(jīng)過預(yù) 先設(shè)定的定時(shí)時(shí)間后，電源自動(dòng)切斷，這種定時(shí)電路有較多的用途，在家庭生 活中主要用來控制路燈、照明燈、微波爐、洗衣機(jī)等。在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要 用來控制工地及車間照明燈、大型鍋爐等十分實(shí)用。2、 電路的組成及其工作原理2.1、主要電路的組成通用電子定時(shí)器的定時(shí)范圍可從1/10S到99h（小時(shí)），全部由CMOS數(shù)字 集成電路構(gòu)成，耗能極低。通用電子定時(shí)器主要由電源電路、振蕩分頻電路、 多級(jí)計(jì)數(shù)分頻電路、選擇開關(guān)、控制驅(qū)動(dòng)電路四部分組成。主要電路整體框架：2.2、電源電路電源電路如圖所示，它是由電源變壓器T降壓，二極管VD1、VD2 全波整流后供給電路的。為了防止在定時(shí)途

4、中交流停電，影響正常定時(shí)，特設(shè) 有直流供電自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)有交流電時(shí)，通過R2向蓄電池充電，使其保持 充足的電壓，一旦交流電停止，電池通過VD3向電路供電。當(dāng)發(fā)光二極管LED1 發(fā)光，則表示整個(gè)電路正常工作。2.3、振蕩分頻電路振蕩分頻電路外部連接方法如圖所示，它由IC1構(gòu)成。IC1是內(nèi)置振 蕩器的14級(jí)二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器CD4060，它可以將振蕩頻率進(jìn)行2的N-1次分 頻，從IC1的Q14端輸出的脈沖是經(jīng)過2的13次分頻，可獲得一個(gè)10HZ的精 確頻率。該脈沖接入S2的“1”檔作為1/10S定時(shí)。CD4060是由一振蕩器和14級(jí)二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)位組成。CD4060組成的振蕩 器如圖所示。振蕩器的

5、結(jié)構(gòu)是RC，它由兩個(gè)反相器可通過外接RC元件 組成。R為復(fù)位端，當(dāng)R為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零且振蕩器停止工作。/CP1、CP0、 /CP0實(shí)現(xiàn)阻容振蕩，調(diào)節(jié)RP可以改變IC1內(nèi)的振蕩頻率，從而獲得不同的頻 率信號(hào)輸出。 CD4060 14級(jí)二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器，內(nèi)部帶有兩級(jí)反相放大器構(gòu)成的內(nèi) 振蕩電路，其邏輯圖及引腳排列如圖19所示。觸發(fā)器FF1FF3、FF11無輸 出引出端，所以輸出端僅有Y4Y10、Y12Y14，共十個(gè)。因?yàn)閮?nèi)部觸發(fā)器串接 而成，每一個(gè)觸發(fā)器的輸出作為下一級(jí)觸發(fā)器的輸入，所以每個(gè)觸發(fā)器輸出端 的頻率為前一級(jí)的一半。因此，利用CD4060可以獲得逐級(jí)分頻的脈沖信號(hào)源。2.4

6、、多級(jí)計(jì)數(shù)分頻電路、選擇開關(guān)多級(jí)計(jì)數(shù)分頻電路、選擇開關(guān)如圖110所示，它由五個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)/分頻 器IC2，IC3，IC4，IC5，IC6進(jìn)行分頻，兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)分頻器IC7，IC8進(jìn) 行計(jì)數(shù)以及三個(gè)選擇開關(guān)S3,S4組成。2.5、控制驅(qū)動(dòng)電路控制驅(qū)動(dòng)電路如圖所示，它由非門F1、反相器F2、三極管VT、繼電器K、示鳴器HTD等器件組成。S3、S4的輸出端接到與非門F1的兩個(gè)輸入端，當(dāng)這兩個(gè)輸入端均為高電 平，F(xiàn)1輸出低電平，經(jīng)F2反相后輸出高電平，此時(shí)三極管VT導(dǎo)通。三極管 VT導(dǎo)通，使繼電器K勵(lì)磁吸合，K1閉合，使插在電源插座CZ中的負(fù)載通 電工作，K2斷開，使插在電源插座CZ中的負(fù)載停止工作

7、。如果要發(fā)出響鬧 聲人注意的話，可以合上開關(guān)S5，HTD獲電鳴叫。K3斷開，使IC2不能接 受脈沖，從而使計(jì)數(shù)停止，電路保持現(xiàn)狀不變。欲停止工作，可以按動(dòng)SA使電 路斷電重置。當(dāng)與非門F1輸出低電平時(shí)，發(fā)光二極管LED2導(dǎo)通，紅燈亮，表示定時(shí) 時(shí)間到。當(dāng)F1輸出高電平時(shí)，發(fā)光二極管LED3導(dǎo)通，綠燈亮，定時(shí)器則工作。2.5、整個(gè)電路工作原理輸入電源，發(fā)光二極管LED1導(dǎo)通發(fā)光，整個(gè)電路開始工作，振蕩頻率經(jīng) IC1獲得一個(gè)10HZ的精確頻率，再經(jīng)IC2、IC3、IC4、IC5、IC6依次進(jìn)行10 、60、100、6000、10000倍分頻，這樣在開關(guān)S2的第4檔上可得到1min。它 又作為IC7

8、的計(jì)數(shù)脈沖。如圖11中S3撥在6檔時(shí)，IC7滿10min，便輸入 到IC8中。S3、S4的輸出端接到與非門F1的兩個(gè)輸入端，當(dāng)這兩個(gè)輸入端均 為高電平時(shí)，F(xiàn)1輸出低電平，經(jīng)F2反相后輸出高電平，此時(shí)三極管VT導(dǎo)通， 使繼電器K勵(lì)磁吸合，K1閉合，使插在電源插座CZ中的負(fù)載通電工作，K 2斷開，使插在電源插座CZ中的負(fù)載停止工作。合上開關(guān)S5，HTD獲電鳴 叫。K3斷開，使IC2不能接受脈沖，從而使計(jì)數(shù)停止，電路保持現(xiàn)狀不變。發(fā)光二極管LED2導(dǎo)通，紅燈亮，表示定時(shí)時(shí)間到。定時(shí)范圍可從1/10S到99h （小時(shí)），可通過改變選擇開關(guān)S2、S3、S4來實(shí)現(xiàn).3、 主要器件的選擇根據(jù)電路原理圖所需的

9、元器件如下：發(fā)光二極管（LEDLED3） 三個(gè)，220V/9V變壓器一個(gè)，14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻器CD4060一個(gè)，十進(jìn) 制計(jì)數(shù)/分頻器CD4017七個(gè)，二極管（VD4VD6）IN4148七個(gè)，整流二極管 （D1、V2）IN4004二個(gè)，整流二極管（V3、V7）IN4001二個(gè)，電容C1=1000p, C2=100uF，電阻R1=R2=1K，R3=47K，R4=24K，R5=1K，R6=1K，R7=10k， R8=10K，R9=R10=1K，R11=100，變阻器RP=15K，VT為三極管9013，繼電 器為JZC21F/9V，示鳴器HTD一個(gè)，實(shí)驗(yàn)板（10cm*15cm）一塊。4、 總結(jié)

10、電子定時(shí)器，具有定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)、可靠性高、節(jié)能效果顯著，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 使用時(shí)，只要按動(dòng)一下啟動(dòng)按鈕，接通電源，電路即可開始工作。該電子定時(shí) 器是自動(dòng)控制等一系列電子產(chǎn)品中重要的一部分，是節(jié)約電量、改善電力負(fù)荷 緊張狀況的途徑之一，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，應(yīng)大力推廣。經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多以前在課堂上學(xué)不到的東西，也鞏固了 以前課堂上所學(xué)的知識(shí)，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，很好的鍛煉了獨(dú)立思考、自學(xué) 能力以及動(dòng)手能力，也讓我認(rèn)識(shí)到一件事只要著手去做，它并不像想象中的那 么難。只有不斷嘗試、不斷努力，才能取得最后的成功。參考文獻(xiàn)：1、 楊素行、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程、北京：高等教育出版社 2、 賴金福、數(shù)字集成電路簡(jiǎn)明手冊(cè)、1997、北京：電子工業(yè)出版社3、黃繼昌、數(shù)字集成電路應(yīng)用300例、2002、北京：人民郵電出版社4、何希才、新型集成電路及其應(yīng)用實(shí)例、2