电子技术课程设计
－－楼道触摸延时开关
目录
设计任务与要求 (2)
总体框图 (3)
器件选择 (3)
功能模块 (8)
总体设计电路图 (11)
总结语 (12)
参考文献..........................................` (13)
摘要
[摘要] 楼道触摸延时开关的电路很多，通过各种不同手段得到相同结果，而且有专门的可编程彩灯集成电路。

绝大多数的楼道触摸延时开关电路都是用数字电路来实现的，例如，用集成电路实现的楼道触摸延时开关主要用555定时器，等集成。

本次设计的楼道触摸延时开关就是用555记时器和继电器来实现，其特点是利用单稳态电路中RC的值控制延时开关闭合时间。

一、设计任务与要求
1、设计一个楼道触摸延时开关，要求如下：
（1）、设计一个楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭；
（2）、开关的延时时间约为1分钟左右。

2、要求完成的任务：
（1）、计算参数，安装、调试电路。

（2）、画出总的电路图，写出设计总结报告。

二、总体框图
电路设计基本原理
单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。

在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，在自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。

由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。

三、器件选择
1、555定时器
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一般用双极性工艺制作的称为 555。

555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作。

555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现本设计所需的单稳态触发器。

它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。

它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3。

图三是555定时器内部组成框图。

它主要由两个高精度电压比较器A
1、A
2
，
一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。

它的各个引脚功能如下：
1脚：外接电源负端V
SS
或接地，一般情况下接地。

8脚：外接电源V
CC ，双极型时基电路V
CC
的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基
电路V
CC
的范围为3 ~ 18V。

一般用5V。

3脚：输出端Vo
2脚：TL低触发端
6脚：TH高触发端
4脚：D
R是直接清零端。

当D
R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：V
C
为控制电压端。

若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

7脚：放电端。

该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

图一图二
555定时器逻辑符号 555定时器管脚图
表一
555定时器逻辑功能表
2、继电器
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是一种“自动开关”。

在设计中起着转换电路的作用。

图四
继电器逻辑符号
继电器主要产品技术参数
（1）、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。

根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

（2）、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万用表测量。

（3）、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。

在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。

而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

（4）、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。

当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。

这时的电流远远小于吸合电流。

（5）、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。

它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。

四、功能模块
1、计时电路、
555定时器构成单稳态电路的四种基本接法
图(a)所示电路是典型的单稳模式电路。

当外加脉冲经C1、R1微分电路加至555的2脚时，负向脉冲(<1/3VDD)使555置位，3脚输出暂稳脉冲宽度td=1．1 RC。

图(b)与图(a)类同，但它有两个输出端。

C通过R至555内部灌电流放电，恢复时间比图(a)要长。

图(c)电路的2、6脚接法与图(a)、(b)不同，外加触发应为正向脉冲，幅值应大于号VDD，暂稳脉冲为负向，其宽度td=1．1RC，可同时输出两路。

图(d)与图(c)类同，但由于在充电回路中加进了导向二极管D，加快了充电速率，使工作频率大大提高。

该电路可同时输出两路。

本设计中采用第一种接法。

w
在总体电路电阻、电容的取值下，由公式可得
Tw=1.1×1×106×56×10-6 =61.6 s符合设计要求。

2、由继电器构成的转换电路
继电器是一种当输入量（本设计中输入量为电压）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=m,即常开触点从断到通。

一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变化。

当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放，常开触点断开。

我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。

本设计中应用继电器的输入输出特性来控制负载，达到定时关灯的目的。

3、触发电路
在本设计要求中，触发电路应使用压力传感器实现，但由于仿真条件限制，故采用Vcc电源模拟压力传感器产生的信号。

结果与采用压力传感器相仿。

五、总体设计电路
实验结果：在Vcc模拟压力传感器产生的信号后，555定时器产生高电平，继电器闭合，灯泡开始发光，60秒后，555输出低电平，继电器断开，灯泡自动熄灭。