30秒定時器課程設計報告

1、<p><b>　　設計報告書目錄</b></p><p><b>　　一、設計目的1</b></p><p><b>　　二、設計思路1</b></p><p><b>　　三、設計過程1</b></p><p>　　3.1、系統(tǒng)方案論證

2、1</p><p>　　3.2、模塊電路設計2</p><p>　　四、系統(tǒng)調試與結果5</p><p>　　五、主要元器件與設備5</p><p>　　六、課程設計體會與建議5</p><p>　　6.1、設計體會5</p><p>　　6.2、設計建議6</p>

3、<p><b>　　七、參考文獻6</b></p><p><b>　　一、設計目的</b></p><p>　　1、熟悉集成電路的引腳安排。</p><p>　　2、掌握芯片的邏輯功能及使用方法。</p><p>　　3、了解面包板結構及其接線方法。</p><p&

4、gt;　　4、了解減計數(shù)顯示電路的組成及工作原理。</p><p>　　5、熟悉減計時顯示電路的設計與制作。</p><p><b>　　二、設計思路</b></p><p>　　1、設計秒脈沖電路。</p><p>　　2、設計減計數(shù)電路。</p><p>　　3、設計譯碼和數(shù)碼顯示電路。<

5、;/p><p>　　4、設計時序控制電路。</p><p>　　5、設計整體框圖及連接電路圖</p><p><b>　　三、設計過程</b></p><p>　　3.1、系統(tǒng)方案論證</p><p>　　30秒定時器總體方框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 30秒定

6、時器總體方框圖</p><p>　　其工作原理為：計數(shù)器完成30秒計時功能，而控制電路是直接控制計數(shù)器的清零、啟動計數(shù)、暫停/連續(xù)計數(shù)、譯碼顯示等功能。操作直接清零開關時能夠使計數(shù)器清零并且使數(shù)碼顯示器顯示00；當啟動開關閉合時，控制電路應封鎖時鐘信號CP（脈沖信號），同時計數(shù)器完成置數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示30秒；當啟動開關斷開時，計數(shù)器開始計數(shù)；當暫停/連續(xù)開關閉合時，控制電路封鎖時鐘信號CP，計數(shù)器處于封鎖

7、狀態(tài)，計數(shù)器停止計數(shù)；當暫停/連續(xù)斷開時，計數(shù)器連續(xù)累計計數(shù)。</p><p>　　3.2、模塊電路設計</p><p>　　秒脈沖電路如圖2所示</p><p>　　用555定時器與一個雙D觸發(fā)器相連，通過調節(jié)電阻R1、R2的阻值大小使其輸出1Hz的秒脈沖。</p><p><b>　　圖2 秒脈沖電路</b><

8、;/p><p>　　30秒減計數(shù)電路如圖3所示</p><p>　　計數(shù)器74HC192是具有異步清零、異步置數(shù)功能的雙時鐘十進制同步加/減計數(shù)器，當B接+5V時，CR為高電平，計數(shù)器清零；當B接地時，CR為低電平，LD’為低電平時，D0到D3端輸入的數(shù)據(jù)d0到d3被置入計數(shù)器，Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0,當CR為低電平，LD’為高電平時，如果CPd為高電平，由CPu輸入計數(shù)脈沖，進行

9、加計數(shù)；如果CPu為高電平，有CPd端輸入計數(shù)脈沖，則進行減計數(shù)；如果CPu和CPd端都為高電平時，計數(shù)狀態(tài)器保持不變。用兩片74HC192實現(xiàn)30秒定時器的計數(shù)。當B接地時同時閉合A，LD’=0，計數(shù)器置30秒。A斷開時，LD’=1，計數(shù)器工作，CPd端輸入計數(shù)脈時，進行減計數(shù)。當計數(shù)器減到0時，BO1，BO2同時輸出低電平。</p><p>　　圖3 30進制減計數(shù)器</p><p>

10、;　　譯碼和數(shù)碼顯示電路如圖4所示</p><p>　　4511為BCD七段鎖存數(shù)碼驅動器，其輸入端A,B,C,D分別接計數(shù)器輸出端Q0，Q1，Q2，Q3，輸出端a~g分別接數(shù)碼顯示器的七段a~g。數(shù)碼顯示器選用七段共陰極半導體顯示器。譯碼器和顯示器之間分別串入七個限流電阻，以防電流過大而燒壞數(shù)碼管。</p><p>　　圖4 譯碼和數(shù)碼顯示電路</p><p>

11、　　時序控制電路如圖5所示</p><p>　　開關C打向2時，U7C輸出高電平，控制門U7D打開，秒脈沖信號可以通過控制門U7D使計數(shù)器進行減計數(shù)；開關C打向1時，U7C輸出低電平，U7D門關閉，秒脈沖被封鎖，計數(shù)器處于鎖存狀態(tài)。計數(shù)器進行30秒倒計時后，十位計數(shù)器和個位計數(shù)器同時借位，U9A，U9B均為低電平，控制門U7A輸出低電平，二極管發(fā)光，同時U8A門關閉，計數(shù)器 不再進行計數(shù)，并顯示00。</p

12、><p>　　圖5 時序控制電路</p><p><b>　　四、系統(tǒng)調試與結果</b></p><p>　　1、組裝調試30秒定時器電路，如圖6所示</p><p>　　圖6 30秒定時器電路</p><p>　　2、用示波器觀察555定時器經(jīng)過分頻后得到的一個秒脈沖，調節(jié)電阻R1，R2得到1H

13、z的秒脈沖。如圖7所示：</p><p>　　圖7 秒脈沖波形圖</p><p>　　3、時序控制電路調試：將開關C打向2側，秒脈沖信號加入到控制門U7D輸入端，用示波器觀察U8A輸出端是否有秒脈沖輸出。</p><p>　　通過觀察,可得U8A輸出端也有秒脈沖，波形如圖8所示。</p><p>　　圖8 U8A輸出端的秒脈沖</p

14、><p>　　4、30秒減計數(shù)器調試</p><p>　　（1）、當開關A閉合，B接1端時，計數(shù)器置30秒，如圖9所示：</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　?。?）、開關B打向2側，檢測計數(shù)器清零，發(fā)光二極管發(fā)光，如圖10所示：</p><p><b>　　圖10&

15、lt;/b></p><p><b>　　5、整機調試。</b></p><p>　　經(jīng)過調試，該電路可以實現(xiàn)從30到00秒的減數(shù)計數(shù)，減計數(shù)到00時發(fā)光二極管發(fā)光，并且可以通過暫停/連續(xù)開關對減計數(shù)進行控制。如圖11所示</p><p><b>　　圖11</b></p><p>　　五、主

16、要元器件與設備</p><p>　　數(shù)字電路實驗箱或EDA軟件QuartusⅡ。</p><p>　　集成電路 74HC192—2片，4511BD—2片，74HC74D—1片。</p><p>　　555定時器—1片,4011BD —５片，4069BCL—3片.。</p><p>　　電 阻 RPACK_VARAIABLE_2

17、5;7 — 2只， 4.758MΩ—2只。 100Ω—2只，10kΩ—3只。</p><p>　　電 容 10nF—2只。</p><p>　　其 它 發(fā)光二極管—1只，共陰極顯示器—2只。</p><p>　　單刀雙擲開關—兩個，開關—1只。</p><p>　　六、課程設計體會與建議</p><p><

18、b>　　6.1、設計體會</b></p><p>　　通過這次對30秒定時器的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也了解了關定時的基本原理與設計理念，要設計一個電路要先用仿真軟件仿真成功之后才可以進行實際接線。看似簡單的電路，但有時候就是無法運行出結果，在平時做實驗時，老師就在我們旁邊指導我們該怎么做，但很多時候我們都忽略了“為什么這樣做”，導致對原件的功能、作用和用法一知半解，在處理很多細節(jié)

19、時，考慮不周，出現(xiàn)了很多小問題。比如在選取原件型號時不考慮其在固定電壓下能否正常工作，這就會導致電路無法正常工作。所以，在連接仿真電路圖時選取元件是很關鍵的一個步驟，要在了解各元件工作機制的基礎上選擇應用哪個。通過這次學習，我對Multsim仿真軟件有了更近一步了解，應用起來也更加順手。</p><p><b>　　6.2、設計建議</b></p><p>　　我希望

20、老師在我們動手制作之前應先告訴我們一些關于所做電路的資料、原理，以及如何檢測電路的方法，還有關于檢測芯片的方法。這樣會有助于我們進一步的進入狀態(tài)，完成設計。</p><p><b>　　七、參考文獻</b></p><p>　　[1] 楊志忠. 數(shù)字集成電路[M]. 北京：水利電力出版社，1995；</p><p>　　[2] 楊志忠. 數(shù)字電