数字逻辑课设报告(输液倒计时).docVIP

沈阳航空 课 程 设 计 （说明书） 班级 学号 学 生 姓 名 指 导 教 师 沈阳航空课 程 设 计 任 务 书 课 程 名 称 课程设计 课程设计题目 课程设计的内容及要求： ； ； ； 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础[M]．北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告 成绩评定表： 序号 评定项目 评分成绩 1 设计方案正确，具有可行性，创新性（15分） 2 设计结果可信（例如：、仿真结果）设计报告的规范化、参考文献充分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）概述方案 图1 输液报警器电路的原理框图 输液报警器原理框图如图1所示。功能的电路采用模块化设计，分别都有各自的功能。 输液报警器包括脉冲发生器，预置倒计时，显示器，报警器四个部分。本设计方案根据555计时器输出的脉冲信号接到十进制减法计数器，从而形成倒计时。开关接到预置数一端时，设置输液量的毫升数，设置完成后开关接到倒计时一端，计数器开始实现输液倒计时功能，显示器会显示剩余输液量。脉冲发生器具有控制调节输液速度的功能，当输液量为零时，报警器发出警报。整个电路主要器件需要四个芯片，即一个555芯片，三个74LS192十进制减法芯片，还需要三个显示管，三个按键开关，一个报警灯即可。 电路设计 脉冲发生器电路 用555定时器构成多谐振荡器电路如图2所示。多谐振荡电路没有稳态,只有两个暂稳态也不需要外加触发信号,利用电源VCC通过R1和R2向电容器C1充电,使输出电压逐渐升高,升到2VCC/3时,电容C1通过电阻R2放电,使输出电压下降,降到VCC/3时,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。如此循环,振荡不停。 555脉冲发生器的周期与其充电的时间有关，充电时间电容C1、电阻R1和R2所决定周期的计算公式为： （1） 由图2所示将R1与一个滑动变阻器R4串联形成了一个新的电阻，通过调节滑动变阻器R4来改变电阻阻值，进而改变周期来达到调节输液速度的目的。 图2 脉冲发生器电路 预置输液量电路 本设计中计数器选用中规模集成电路74LS190进行设计，74LS190是十进制同步计数器，采用8421BCD码二-十进制编码，其功能表如表1所示。 表1 74LS90功能表 输入 输出 注 LD CT UD CP 0 X X X 异步并行置数 1 0 0 ↑ X X X X 加法计数 1 0 1 ↑ X X X X 减法计数 1 1 X X X X X X 保持 由表1看出，当LD=1，CT=0，UD=1时，如果有时钟脉冲加到CP端，则计数器在预置数的基础上进行减法计数，当计数到0时，RCO端输出借位，从低位到高位依次将芯片的借位输出端RCO接到下一位芯片的借位输入端CTEN上，就形成了三位十进制减法计数器。当LOAD=0时，计数器为置数状态，将三个倒计时芯片的LOAD接到一个开关S3上，开关S3的一端接VCC，另一端接地为置数端。具体电路由图3所示，图中的QA-QD分别接到译码显示器的输入端，CLK端接到脉冲发生器的脉冲输出端。开关S3接地时置数，接VCC端开始倒计，当低位计数器的借位输出端RCO输出借位时，高位计数器才开始进行减法计数。当计数到高、低位计数器都为零时，倒计时结束。 图3 预制倒计时电路 显示电路 显示模块用来显示剩余输液量。显示模块由三个译码显示管组成，计时模块输出计时信号通过译码器译码由数码管显示出来。如图4所示。 图4 显示电路 报警电路 当计数器递减计数到零(即定时时间到)时,控制电路应发出报警信号,使计数器保持零状态不变,同时报警电路工作，如图5所示。当计数到零时,计数器最高位借位端输出为0，因此本设计将报警灯连接一个非门接入到最高位借位输出端RCO形成报警装置，正常计数时，借位输出端为1，连接非门后报警灯不亮，计数为零时，借位输出端为0，报警灯亮发出警报。 图5 报警器电路 性能的测试 1.脉冲信号发生电路的仿真 将脉冲信号发生器接到示波器上，如图6所示。观察输出波形，如图7所示。 图6 脉冲信号发生