電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--考試天數(shù)倒計(jì)時(shí)器

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題 目： 考試天數(shù)倒計(jì)時(shí)器 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><

2、p>　　考試天數(shù)倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　顯示兩位數(shù)倒計(jì)時(shí)，如99到1</p><p>　　1.當(dāng)?shù)?時(shí)喇叭自動(dòng)響0時(shí)結(jié)束</p><p>　　2.用LED數(shù)碼管顯示結(jié)果</p><p>　　3.可以實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)功能</p>

3、;<p><b>　　三、設(shè)計(jì)計(jì)劃</b></p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)共1周。</p><p>　　第1天：針對選題查資料，確定設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　第2天：方案分析比較，電路原理設(shè)計(jì)，進(jìn)行元器件及參數(shù)選擇；</p><p>　　選用芯片參考：減法器、74160A、74LS48、LED數(shù)

4、碼管。</p><p>　　第3～4天：利用Multisim電路仿真，畫電路原理圖；</p><p>　　第5天：編寫整理設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1. 畫出整體電路圖。（Protel或Altium Designer或Multisim,禁止用VISIO畫電路圖）。&

5、lt;/p><p>　　2. 對所設(shè)計(jì)的電路全部或部分進(jìn)行仿真，使之達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)要求。有余力的同學(xué)嘗試制作PCB單面板圖。</p><p>　　3. 寫出設(shè)計(jì)報(bào)告書。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　綜述1</b></p><p>　　1．

6、總體方案設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.1方案設(shè)計(jì)思路2</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)原理框圖3</p><p>　　2．單元電路設(shè)計(jì)3</p><p><b>　　2.1置數(shù)電路3</b></p><p><b>　　2.2計(jì)數(shù)電路5</b></p>

7、;<p><b>　　2.3譯碼電路5</b></p><p><b>　　2.4顯示電路7</b></p><p><b>　　2.5報(bào)警電路8</b></p><p><b>　　3．電路仿真10</b></p><p><

8、b>　　4．設(shè)計(jì)小結(jié)11</b></p><p>　　4．1設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問題11</p><p>　　4．2個(gè)人體會(huì)11</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　考試天數(shù)倒計(jì)時(shí)器

9、是計(jì)時(shí)器的一種，可用于對即將臨近的各種考試比如大學(xué)英語四、六級(jí)，進(jìn)行天數(shù)倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用了74LS190集成芯片作為計(jì)數(shù)電路，信號(hào)發(fā)生器作為計(jì)數(shù)脈沖，74LS48作為4線-7線譯碼器和7段BCD碼數(shù)碼管作為顯示器,74LS147作為置數(shù)電路。然后確定了電路的大致設(shè)計(jì)，再使用Multisim電路仿真畫出畫電路原理圖。最后調(diào)試各部分功能，使得系統(tǒng)能完成倒計(jì)時(shí)。</p><p

10、>　　關(guān)鍵詞：倒計(jì)時(shí)器；仿真；計(jì)數(shù)電路</p><p><b>　　綜述</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的考試天數(shù)倒計(jì)時(shí)器由信號(hào)發(fā)生器、編碼器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、蜂鳴器組成。由七段數(shù)碼管來顯示譯碼器所輸出的信號(hào)。采用了74LS系列集成芯片。先通過信號(hào)發(fā)生器輸出計(jì)數(shù)脈沖；再通過兩片74LS190芯片來實(shí)現(xiàn)倒著計(jì)數(shù)的功能，在置數(shù)端置成需要的數(shù)；然后，通過

11、74LS48，4線-7段譯碼器來進(jìn)行譯碼；最后通過數(shù)碼管顯示數(shù)字。在輸入端有置數(shù)電路，在輸出端有報(bào)警電路。然后分別詳細(xì)設(shè)計(jì)各單元電路。確定電路設(shè)計(jì)后通過Multisim電路仿真畫出畫電路原理圖，并通過仿真的結(jié)果對電路設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善，做出最終的考試天數(shù)倒計(jì)時(shí)器。此計(jì)時(shí)器可以為即將來臨的考試進(jìn)行天數(shù)倒計(jì)時(shí)，對考生起督促作用。</p><p><b>　　1．總體方案設(shè)計(jì)</b></p&

12、gt;<p>　　本系統(tǒng)采用置數(shù)電路、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、報(bào)警電路組成。由LED七段數(shù)碼管來顯示譯碼器所輸出的信號(hào)。采用了74LS系列中小規(guī)模集成芯片?？傮w的設(shè)計(jì)方案如下</p><p><b>　　1.1方案設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)考試天數(shù)倒計(jì)時(shí)器。既然是計(jì)時(shí)器，就應(yīng)該有計(jì)數(shù)電路；又因?yàn)槭堑褂?jì)時(shí)器，所以應(yīng)該是減計(jì)數(shù)器。

13、因此我選擇了74LS190作為計(jì)數(shù)芯片。這個(gè)芯片比較熟悉，而且引腳功能都十分清晰，方便設(shè)計(jì)。用信號(hào)發(fā)生器給74LS190輸入一個(gè)合適頻率的方波信號(hào)，然后在輸入端置入需要的數(shù)，就能開始倒計(jì)時(shí)了。然后輸入的數(shù)據(jù)就需要一個(gè)譯碼電路。我選擇了74LS48—4線-7段譯碼器來進(jìn)行譯碼。將74LS190的輸出端接入74LS48的輸入端，74LS48的輸出段接上7段BCD碼數(shù)碼管，就可以顯示出倒計(jì)時(shí)的數(shù)字了。同樣的接法接出兩位數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)器。在輸

14、入端，考錄到置數(shù)的方便，我用了74LS147二-十優(yōu)先編碼器來實(shí)現(xiàn)更好的置入十進(jìn)制數(shù)，而不需要一位位的置入二進(jìn)制數(shù)。</p><p>　　在輸出端我還加上了報(bào)警電路。將控制十位的計(jì)數(shù)芯片74LS190的輸出端再牽出來4跟線，兩兩分別接入一個(gè)或門，然后輸出段再接一個(gè)或門，再接到一個(gè)蜂鳴器上，蜂鳴器另外一端接信號(hào)發(fā)生器輸出端。這樣當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)從09到00時(shí)，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出“滴滴”的報(bào)警聲。</p><

15、p><b>　　1.2設(shè)計(jì)原理框圖</b></p><p>　　圖1-2 設(shè)計(jì)原理框圖</p><p><b>　　2．單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1置數(shù)電路</b></p><p><b>　　2.1.1電路組成</b>&

16、lt;/p><p>　　采用9個(gè)開關(guān)，74LS147，74LS32組成。將開關(guān)組一端與VCC連接，另一端與74LS147的九個(gè)輸入端連接。74LS147輸出端分別連接4個(gè)非門。開始時(shí)開關(guān)全部閉合，非門輸出0000，然后開關(guān)依次從上往下斷開，非門依次輸出0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001，對應(yīng)著十進(jìn)制數(shù)從1到9。（電路下圖所示）</p><p&g

17、t;　　圖2-1-1置數(shù)電路</p><p><b>　　2.1.2工作原理</b></p><p>　　芯片名稱：74LS147</p><p>　　圖2-1-2-1 74LS147優(yōu)先編碼器真值表及引腳圖</p><p>　　I-數(shù)據(jù)輸入端；Y-數(shù)據(jù)輸出端</p><p>　　由圖可知，此芯片

18、輸出為BCD碼的反碼，所以在其輸出端需要接非門，所以使用了74LS04</p><p>　　芯片名稱74LS04</p><p>　　圖2-1-2-2 74LS04功能表及其引腳圖</p><p><b>　　2.2計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　通過74LS190的減計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)</p>&l

19、t;p>　　芯片名稱：74LS190可預(yù)置的十進(jìn)制同步加/ 減計(jì)數(shù)器</p><p>　　圖2-2-1 74LS190功能表</p><p><b>　　2.3譯碼電路</b></p><p>　　通過74LS48把74LS190輸出的BCD碼譯成驅(qū)動(dòng)7段數(shù)碼管的高低電平信號(hào)</p><p>　　芯片名稱：74LS

20、48 4線-7線譯碼器</p><p>　　4線－七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器（BCD輸入，有上拉電阻）</p><p>　　輸出端（Ya－Yg）為高電平有效，可驅(qū)動(dòng)燈緩沖器或共陰極VLED。</p><p>　　當(dāng)要求輸出 0－15 時(shí)，消隱輸入應(yīng)為高電平或開路，對于輸出為0 時(shí)還要求脈沖消隱輸入為高電平或者開路。當(dāng)為低電平時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，Ya－Yg均為低電平

21、。</p><p>　　當(dāng)RBI和地址端（A0－A3）均為低電平，并且燈測試輸入端為高電平時(shí)， Ya －Yg為低電平，脈沖消隱輸出也變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　當(dāng)消隱輸入為高電平或開路時(shí)，燈測試輸入端為低電平可使Ya－Yg均為高電平。</p><p>　　圖2-3-1 引腳圖</p><p>　　圖2-3-2 功能表</p>

22、<p><b>　　2.4顯示電路</b></p><p>　　顯示電路用7段BCD碼數(shù)碼管顯示十進(jìn)制數(shù)字</p><p>　　LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公

23、共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對設(shè)計(jì)是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。下圖是共陰極和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。LED數(shù)碼

24、管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面將介紹常用LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片</p><p>　　圖2-4-1 7段兩位帶小數(shù)點(diǎn) 10引腳的LED數(shù)碼管</p><p>　　圖2-4-2 引腳圖</p><p>　　圖2-4-3 陰極陽極圖</p><p>　　LED每一筆劃都是對應(yīng)一個(gè)字母表示

25、 DP是小數(shù)點(diǎn).</p><p>　　LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。</p><p><b>　　2.5報(bào)警電路</b></p><p><b>　　2.5.1電路組成</b></p>&

26、lt;p>　　將控制十位的74LS190的輸出的四根線兩兩接上一個(gè)或門，然后再接一個(gè)或門，接入一個(gè)蜂鳴器。蜂鳴器另外一段接著信號(hào)發(fā)生器。當(dāng)十位變?yōu)?時(shí)，門電路最終輸出低電平，蜂鳴器將在信號(hào)發(fā)生器輸出的頻率下發(fā)出“滴滴”的報(bào)警聲。</p><p>　　圖2-5-1 報(bào)警電路</p><p><b>　　2.5.2工作原理</b></p><p&

27、gt;　　芯片名稱:74LS32</p><p>　　74LS32功能表及原理圖</p><p>　　74LS32 為四組2 輸入端或門（正邏輯），共有54/7432、54/74S32、54/74LS32 三種線路結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　引出端符號(hào)： 1A－4A 輸入端 1B－4B 輸入端 1Y－4Y 輸出端</p><p>

28、;　　圖2-5-2-1 74LS32邏輯圖及功能表</p><p><b>　　蜂鳴器：</b></p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊

29、標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。</p><p>　　圖2-5-2-2 蜂鳴器</p><p><b>　　3．電路仿真</b></p><p><b>　　仿真結(jié)果如圖</b></p><p><b>　　圖3 仿真電路圖</b></p><p

30、>　　任意時(shí)刻按下空格則進(jìn)入置數(shù)狀態(tài)，由于74LS147有優(yōu)先級(jí)，所以在置數(shù)的時(shí)候，開關(guān)組從上倒下依次斷開按可以置入1到9，全部閉合置入0，然后按下空格則從所置入的數(shù)開始再次進(jìn)入倒計(jì)時(shí)階段。</p><p><b>　　4．設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　4．1設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問題</p><p>　　在芯片的選擇中，曾經(jīng)嘗試了74LS

31、190和74LS192，經(jīng)過對比覺得還是74LS190比較容易使用。在仿真中，使用74LS190，數(shù)碼管顯示時(shí)沒有特別嚴(yán)重的閃爍，而用74LS192時(shí)，數(shù)碼管顯示嚴(yán)重閃爍，分辨不出顯示的數(shù)字是什么。后來重新修改數(shù)碼管參數(shù)就不閃爍了</p><p><b>　　4．2個(gè)人體會(huì)</b></p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)，掌握了74LS190、74LS48、74LS04、7

32、4LS32、74LS147等芯片的原理，簡單了解了倒計(jì)時(shí)器的電路原理，初步掌握了兩位倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)、調(diào)試及測試方法，提高設(shè)計(jì)電路，改進(jìn)電路的能力，鞏固了已學(xué)的理論知識(shí)，建立數(shù)字電子技術(shù)理論和實(shí)踐的結(jié)合，了解兩位倒計(jì)時(shí)器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、組織兩位倒計(jì)時(shí)器的各個(gè)單元電路。</p><p>　　學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)不僅僅是學(xué)習(xí)他們本身，還要對一些電子元器件和集成芯片進(jìn)行熟悉和了解

33、。在設(shè)計(jì)之前要充分了解設(shè)計(jì)的要求和可能用到的元件。在仿真的過程中，要反復(fù)測試各部分電路，無誤之后方可連接在一起調(diào)試。要盡量使元件分部合理美觀，使得連線簡便</p><p>　　在做本次課程設(shè)計(jì)過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，我們需要了解大量的技術(shù)信息，芯片種類。比如這次用74LS147設(shè)計(jì)置數(shù)電路。摒棄了使用二進(jìn)制置數(shù)的弊端。大量的設(shè)計(jì)資料文獻(xiàn)，能讓我們所想的功能和電路成為

34、現(xiàn)實(shí)，是我們順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)的保證。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第五版.高等教育出版社，2006-5</p><p>　　[2]電氣與控制工程學(xué)院電工與應(yīng)用電子系.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].自編教材，2012</p><p>　　[3]童詩