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电子实习课程设计 投币电话控制器的设计 姓名：刘忠财 专业：电子信息工程 班级：A0921 学号：10911010103 院系：电子工程学院 投币电话控制器的设计 投币电话作为公共通信工具，给人们的日常生活和生产带来了极大的便捷。其设计思路与自动售货机和投币游戏机等这类机器的控制思路，原则上基本一样。因此，了解投币电话控制器的设计方法对于使用和维护这类设备，有着触类旁通的现实意义。 用投币电话控制器的投币电话的特点是：操作简单，只须拿起话筒，投入一次通话硬币，即可接通电话，通话时间为3分钟。 投币电话控制器的实现方法：投币电话控制器应用计时、定时和控制等部分组成，其主要工作机理是投入一次通话硬币时，计时器开始计时，到规定的时间内发出警告，以提醒使用者。控制器主要是控制各部分单元电路，控制执行电路。这部分电路主要有时钟计数器来实现控制。所以说，时钟计数器是用电话控制器的主要部分。其电路框图2-33所示。 图2-33 投币电话控制电路框图 二、设计任务和要求： 1、设计题目： 投币电话控制器的设计 2、技术指标与要求： （1）通话时间为3分钟，即每投入一次硬币可通话一个计时单元（3分钟）。 （2）在通话开始时，以绿灯提示；通话结束前20秒，以红灯提醒通话者注意时间，并开始用数字显示通话剩余时间，每通话1秒，数字自动减1。 （3）数字显示为0之前，如不再投币，电话自动切断，控制器停止工作；如继续投币，通话仍可继续。 3、设计内容： （1）课题分析和各单元电路的分析及设计； （2）元器件及参数的选择； （3）整体电路图； （4）总结和讨论。 三、电路的设计与分析： 1、A 课题分析： 根据投币电话控制器的设计任务和要求，及其概述中介绍的电话控制器电路的基本组成可知，投币电话控制器是由秒脉冲发生器、二十进制加法计数器、控制电路、译码显示电路、减法器、定时电路组成。 工作原理：当投有硬币时，秒脉冲发生器开始工作，输出秒脉冲信号。二十进制加法计数器在接收到秒脉冲信号时，开始计数，该电路可用一片CD4518来实现。在通话时间为3分钟内，共180秒，二十进制加法计数器每计到20秒时就输出一个信号，送到控制电路完成下一步功能。控制电路在160秒通话期间，绿灯亮，表示一切正常；当超过160秒，红灯亮，并且开始计时。当脉冲切断，通话也随之切断，显示电路与减法器主要是为最后剩余时间进行倒计时与显示时间。 B 各单元电路的分析与设计： （1）秒脉冲发生器 此电路是由CD7555组成的多谐振荡器，该电路的输出脉冲周期为T=0.7（R1+2R2）C。若T=1s，令C=10μF，R2=33kΩ，kΩ，取一固定电阻68 kΩ与一个10 kΩ的电位器RP串联代替电阻R2。在调试电路时，调节电位器RP，使输出脉冲周期为1s。 电路如图所示： 根据多谐振荡器的特点：（1）电路没有稳态，只有两个暂稳态。（2）通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，产生自激振荡，无需外触发。（3）输出周期性的脉冲信号。可知，此电路的工作原理为：接通电源瞬间t=t0时，电容C来不及充电，C为低电平；此时，555定时器内R=0，S=1，触发器置1，即Q=1，输出U0为高电平。同时，由于Q=1，放电管V截止，电容C开始充电，电路进入暂稳态。此电路没有稳态，只有两个暂稳态，它们交替变化，输出连续的矩形波脉冲信号。 （2）二十进制加法计数器 由于通话时间为3分钟，共180秒，用二十进制加法器可把时间分为9段，当计数器每计到20秒时，就输出一个信号，送到控制电路完成下一步功能。 二十进制加法计数器连接如图所示： 该电路用一片CD4518来实现。一片CD4518内部有两个同步十进制计数器，因此，用CD4518来实现比较合理。 CD4518是最基本的同步计数器，有简单的“加计数”和“清零”功能。CD4518中两个计数器除电源共用外，各自独立。各计数器中有时钟输入端CP和使能端EN，清零端CR，行输出端依次为Q0、Q1、Q2、Q3。下面的1个计数器标号为1，在各引出端加1，如1CP，上面的1个计数器目标号2，各引出端加2，如2CP等。 CD4518中CP输入端和EN使能端，使计数器中的触发器有上升沿触发方式和下降沿触发方式两种供选用。EN接高电平1，计数信号由CP端输入，此时为CP信号上升沿触发，CP接低电平，计数信号由EN端输入，此时为计数信号的下降沿触发。 即当EN=0时，计数器处于保持状态。 CR为计数器的清零端，当CR上加高电平，即CR=1时，计数器清零；当CR=0时，计数器处于计数状态或保持状态。 CD4518功能表： EN CR CP 执行功能 X 1 X 清零 1 0 ↑