倒计时器的设计.doc

倒计时器的设计 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。? ??? ?在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还可以用来做为各种药丸、药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。? 计时器是采用数字电路实现的数字显示计时装置。本系统由振荡器，计数器，译码器，LED显示器组成。采用74LS系列中小规模集成芯片。计时器是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点。而且钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。 ???? 本设计主要能完成一下功能：显示59秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的启动和暂停/继续功能；计时器为59秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到“00”同时报警电路发出声音报警，延时5秒等。? ???? 整个电路的设计借助于Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知识，并在Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 一．设计要求 1.设计一个有“秒”（59秒）显示且倒计时功能计数器 2.用小规模集成电子钟，有启动，暂停，继续计时功能 3.倒计时完成后具有声音报警功能。 4.画出框图和逻辑电路图、写出设计总结报告 二、设计目的： ? 在学完了《数字电子技术》课程的基本理论后，能够综合运用所学知识设计和制作实际需要的简单电子电路，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题解决问题的能力。理解倒计时器工作原理，实现以中小规模集成电路设计计时器的方法，它是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它是由时钟脉冲产生电路、计数电路、译码驱动及显示电路、报时电路及电源电路组成。时钟脉冲采用555定时器构成多谐振荡电路产生，通过Multisim绘制了电子电路仿真原理图，并进行仿真，同时用万能板焊接制作了硬件实现电路。 三、设计内容 （1）时钟脉冲发射器 根据设计要求，电路需要产生间隔为一秒的时间脉冲，完成正确的计数功能。所以选择555定时器来设计此电路。从而产生标准的秒脉冲。 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。 ? 引脚功能：TH：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，TR——低电平触发端，简称低触发端，CVO：控制电压端，OUT：输出端。DIS：放电端，RES：复位端。工作原理见表1 表1定时器控制功能表 （2）计数器 秒、分计数器为60进制计数器。实现这种模数的计数器采用中小规模集成计数器74LS系列。 （3）转换电路 因为74LS390是加计数的，我们可以用8421码转换成减计数。 74LS390功能表 （4）译码和数码显示电路 其中A-D为BCD码输入端;a-g为译码输出端，输出“1”有效，用来驱动LED共阴数码管；LT’为测试输入端，LT’=0时，译码输出全为“1”；BI’为消隐输入端，BI’=0，译码输出端全为“0”；LE为锁定端，LE=1时译码器处于锁定状态，译码输出端保持在LE=0时的数值，LE=0为正常译码。 74LS48内有上拉电阻，故只需要在输出端与数码管管脚端之间串入限流电阻即可工 作。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。 、 （5）控制电路 （6）报警电路 四、设计与测试 五、调试 ? 由于实际电路连接与仿真电路之间存在误差，产生的秒信号并不是很 精确，产生了误差，通过分析电路，调节秒脉冲部分的电阻值来改变，从 而使得结果相对的精确。 数字逻辑电路设计 六、总结 ? 在此次课程设计中，我们将本学期学习的数字电路的基本理论知识与其实际应用联系起来。拿到课程设计的题目后，首先根据学到的理论和老师讲授的方法，和同组同学一起分析研究此次电路设计的任务和要求，初步确定了整个电路的大体框架和各个功能的实现方法。然后按照分析的结果进行整体的电路设计。 ? 电路初步完成后，部分地方的思考不够缜密导致电路还不够完善，在运行过程中出现了一些问题。后来经过仔细检测和校正，电路进一步完善并能够正常工作。在其中遇到一凭一己之力难以解决的问题时，我们都认真分析讨论，通过大家的力量解决问题。对于一些实在难以解决的问题，我们也认真向老师询问请教，和老师一起探讨解决。 ? 通过此