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哈工大电工实验自主设计实验最终报告555组成定时器和计时器

姓名班级学号
实验日期节次教师签字成绩
定时器和计时器
1.实验目的
(1)用555定时器构成1s,10s和60s的定时器。

(2)用两个161芯片构成一个1分钟以内的计时器。

2.总体设计方案或技术路线
(1)通过调节RC的大小来调节555输出脉冲的周期,在低电平触发端2连高电平A,当按下按钮再松开时,就输入了高电平。

输出端3连接指示灯。

(2)两个161芯片组成60进制计数器,将两个161芯片的输出连接数码显示管。

输入连接到1赫兹的脉冲上。

3.实验电路图
定时1s
定时10s 定时60s
计时器电路4.仪器设备名称、型号和技术指标
555定时器一个
74LS161芯片两个
电阻:240kΩ一个
910kΩ一个
3MΩ一个
3.9MΩ一个
4.7MΩ两个
电容:
1µF一个
2.2µF两个
四引脚LED数码显示管两个
直流稳压电源
1Hz时钟脉冲输入源
实验箱
5.理论分析或仿真分析结果
理论分析:
(1)定时器电路:开关在未动作时是闭合的,连在高电平上,按下开关,开关断开, 接入低电平,然后迅速恢复到闭合状态,输入了一个脉冲,555定时器开始定时,根据555单稳态触发器输出脉冲的宽度公式RC t p 1.1=,通过调节电阻R 和电容C 的值使脉冲的周期为1s,10s 和60s.
当R=910k Ω,C=1µF 时,s t p 001.110101.91.165=⨯⨯⨯=-
当R=3.9M Ω+240k Ω=4.14M Ω,C=2.2µF 时,s t p 02.10102.21014.41.166=⨯⨯⨯⨯=- 当R=4.7M Ω×2+3M Ω=12.4M Ω,C=4.4µF 时,
s t p 016.60104.41024.11.167=⨯⨯⨯⨯=-
6. 详细实验步骤及实验测量数据记录(包括各仪器、仪表量程及内阻的记录)
安装555芯片、74LS00和两个74LS161芯片,调节直流稳压电源输出5V 电压,接到实验箱上。

(1)将555芯片的8引脚和4引脚相连,再连接到+5V 电源上,将1引脚接地,将8引脚连接910k Ω电阻上,将电阻另一侧连接到6引脚,将6引脚连接到7引脚,将7引脚连接到1µF 电容上,再将电容另一侧接地。

将2引脚接逻辑开关A ,将5引脚连接到0.01µF 电容上,再将电容另一侧接地。

将引脚3连接到电平指示灯上。

开通直流稳压电源,按下逻辑开关A ,记录电平指灯点亮的时间,为1.0s 。

关闭直流电源。

将3.9M Ω和240k Ω的电阻串联,将连在910k Ω两端的导线连接到两个串联电阻上,将连接在1µF 电容两端的导线连接到2.2µF 电容两端,并将电容接地。

开通直流稳压电源,按下逻辑开关,记录时间9.7s 。

关闭直流电源。

将两个4.7M Ω和一个3M Ω电阻串联,用它代替3.9M Ω240k Ω串联电阻连入到电路中,将两个2.2µF 电容并联。

开通直流稳压电源,按下逻辑开关,记录时间为58.8s 。

关闭直流电源。

(2)将两个161芯片的16引脚连到+5V 电源上,将8引脚接地。

将74LS00芯片的14引脚接到+5V 电源,7引脚接地。

将第一个161芯片的2引脚接到1Hz 的时钟脉冲上,11、12、13、14引脚分别连到第二个数码显示管的D 、C 、B 、A 上,并11和13引脚连接到00芯片的1和2引脚,将00芯片的3引脚连接到第一个161的1引脚和第二个161的2引脚;将第二个161芯片的11、12、13、14引脚连接到第一个数码显示管的D 、C 、B 、A 上将12
和13引脚分别连接到00的4、5引脚,将00的6引脚连接到第二个161芯片的2引脚。

开通直流稳压电源,观察数码显示管。

两个数码显示管分别显示个位和十位,实现了60进制的级数功能,又因为连在了1Hz脉冲上,故实现了60s内的计时功能。

7.实验结论
通过改变555定时器连接的电阻和电容的大小,实现了对1s,10s,60s,的定时;两个161的组合使用也实现了60秒以内的计时。

8.实验中出现的问题及解决对策
由于需要确定定时器里的电阻和电容的大小,不断对实验室已有电阻和电容进行计算,以便搭配出满足需要的RC值。

数码显示管显示不正常,于是排查连接数码显示管的线路,发现有已损坏的线连入了电路,进行更换后,数字显示恢复正常。

9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
通过自主设计所需要的电路,我提高了对所学知识灵活运用的能力,在简单记忆的基础上开始了融会贯通的设计过程,虽然当初设计有迷茫,有失望,但是通过不断查阅资料和书籍,对各种元器件进行比较分析,得出了一个比较合理简单的实验电路。

虽然在自主设计实验上没有用很长时间,但这却是一次质的飞跃,对我以后的学习有很大的帮助。

实验室没有开关,导致我设计的计时器没有安装开关,希望实验室以后能准备些开关这类常用的元器件。

10.参考文献
[1] 任骏原.74LS161异步置零法构成任意进制计数器的Multisim仿真[J].电子设计工程2011 第14期P135-137
[2] 程绍英.集成计数器74LS161电路[J].集成电路应用1997 第1期P10-13
[3] 张凤凌.555定时器应用电路[J].河北企业2013 第9期P93
[4] 张小梅,程珊.基于555定时器的单稳态电路的应用[J].科技广场2012 第8期P89-92
[5] 苟亚男.基于555定时器的报警电路的应用研究[J].硅谷2012 第24期。

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