低功耗定时器.doc

低 功 耗 定 时 器 专 业:电气自动化 班 级:05-2 学 号:0520010191 姓 名: 指导老师: 目录 目录……………………………………………1 题目名称………………………………………2 概述……………………………………………2 设计任务及要求………………………………3 设计原理及参考电路…………………………4 器件的选择及其原理分析……………………5 设计总结及心得体会…………………………8 参考文献………………………………………8 低功耗定时器 一、概述 定时器在日常生活中应用非常广泛，而能源消耗也是当今世界都在热切关注的问题。我们所能做的也就是节约现有的能源，本文就是从自动化控制方面出发设计出低功耗定时器，能够结合很多器件做成人们为之青睐的节能降耗的各种电器。 二、设计任务及要求 通过为555定时器加装电子开关，从而使其在工作的情况下根据电路中电流所需量来调节。 熟悉三极管BG、CMOS与非门，从而构成电子开关。 加深对555定时器的结构和工作原理的学习，并使用灵活，外接少量阻容元件，组成定时器。 巩固和加深对电子线路基本知识的理解，提高综合运用课程知识的能力。 培养学生根据课程需要自学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的能力。 掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单电路的调试和整机指标测试方法，提高动手能力。 了解与课程有关的电子线路及元器件工程技术规范，按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计的实验结果，能够应用PROTEL正确绘制电路图。 三、设计原理及参考电路图 采用555时基集成电路作定时电路，一般的表态电流都在4~5mA左右。图示线路为555定时器回装了电子开关，可使静态电流大大降低。 图（1）低功耗定时器电路 图中三极管BG和CMOS与非门F1、F2等构成电子开关，控制555定时电路。电源接通时，R3、C2电路产生一个负脉冲，使F1输出稳定在低电位。三极管BG基极无偏置电压，处于截止状态。整个装置静态耗电仅为CMOS F1、F2的静态电流及BG的穿透电流Iceo。如果BG选用较好的开关三极管，总静态电流就可降低很多。 定时开关K按下时，有一负脉冲输入F1、F2输出高电平，使BG导通，给555定时器供电。负脉冲同时送至555电路的2脚，触发555等构成的单稳电路，使之由稳态进入暂稳态，继电器J吸合。约1.1个R4C3后，555电路又进入稳态，3脚输出低电位，J释放，同时F2、F1再次翻转，F1输出低电平，三极管BG截止，切断555定时器。 四、器件的选择及其原理分析 1、CMOS与非门 CMOS是一种互补型的MOS集成电路，它是由一只P沟道MOS管和一只N沟道MOS管组起来构成的MOS电路。CMOS电路电源电压允许在3~18V范围内使用，通常选VDD=10V，VDD接电源正极，VSS接地。在使用CMOS集成电路一定要先加VDD，后加输入信号，基值VSS≤Vi≤VDD，工作结束先撤去输入信号，后去掉电源。 使用的COMS与非门型号：CC4011（C036）四——2输入CMOS与非门，引脚排列如下图（2）： 2、555型单稳态触发器 555单稳态触发器如图（3）所示。图中R、C为定时元件。RT、CT为输入微分电路。其作用是当VI负脉冲宽度大于输出正脉冲宽度TW，则需将VI通过RTCT微分经非门倒相的负脉冲接至2脚——TR。 输出脉冲宽度TW：TW≈1.1RC，TW由定时元件R、C参数决定，改变R、C值，可以控制输出波形的宽度。因此，单稳态触发器常用于定时、延迟或整形电路。一般R取值1KΩ～10MΩ,C取值应大于1000PF。 定时器的几种功能见下表: TR(2脚) 低触发 TH(6脚) 高触发 -R复位 D放电7 OUT输出 1/3VCC 2/3VCC 1 导通 0 1/3VCC 2/3VCC 1 原状态 1/3VCC X 1 截止 1 X X 0 导通 0 3、三极管BG 采用平面工艺制成的NPN型硅材料晶体管的结构如图（4）所示，位于中间的P区称为基区，它很薄且杂质浓度很低；位于上层的N区是发射区，掺杂浓度很高；位于下层的N区是集电区，面积很大，晶体管的外特性与三个区域的上述特点紧密相关。 五、设计总结及心得体会 这学期一看课表，有一周的课程设计这门课感觉很新鲜也摸不着头脑，通过钟老师一节课的介绍，我了解到了这门课是完全自己学，我们的自由度