数电课程设计-30秒倒计时器.doc

30秒倒计时计数器设计 ——数字电子计数基础课程设计 学院：计算机学院 专业班级：通信工程10-2班 时间：2013年1月7日 目 录 设计要求………………………………………………………………………………………3 正文 一、倒计时器组成及原理 ………………………………………………………………3 1.1倒计时计数器组成 ……………………………………………………………3 1.2工作原理 ………………………………………………………………………3 二、拟定设计方案 ………………………………………………………………………4 2.1用Multisim进行仿真设计 ……………………………………………………4 2.2设计实现数码管显示 …………………………………………………………4 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 ……………………………………4 2.4设计实现减法计数功能 ………………………………………………………5 2.5设计实现二位数减法计数功能 ………………………………………………5 2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 ………………………………………5 2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电路 ………5 2.7.1清零/复位电路………………………………………………………………5 2.7.2暂停/继续计数电路…………………………………………………………6 2.7.3启动电路 ……………………………………………………………………7 2.8设计实现闪烁报警电路 ………………………………………………………8 三、功能说明总结 ……………………………………………………………………9 四、课程设计小结 ……………………………………………………………………9 参考文献 …………………………………………………………………………………10 附录： 一、电路原理图 ………………………………………………………………………11 二、元器件明细表 ……………………………………………………………………11 设计要求： 设计30秒倒计时计数器。 30秒倒计时器的设计功能要求包括： 具有30秒倒计时功能； 设置外部操作开关，控制计时器的直接清零/复位、开始和暂停/连续计数功能； 计时器计时间隔为1秒； 计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，保持并闪烁光电报警。 计时器暂停计数时，数码管闪烁提醒； 正文： 倒计时器组成及原理 1.1倒计时计数器组成 倒计时计数器选用TTL集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下： 倒计时计数器原理组成框图 图1 1.2工作原理 当电路工作时，由555定时器组成多谐振荡器，选取适当的电容使振荡周期为1s；用两片减法计数器芯片级联组成二位数计数器，用七段数码管显示计数；控制电路通过控制减法计数器的控制端实现对电路保留、启动、清零/复位和暂停/继续计数功能的控制；利用JK触发器的翻转状态特性和译码器BI/RBO端的控制实现闪烁报警功能。 拟定设计方案 2.1用Multisim进行仿真设计 Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。Ω电阻后于译码器输出端相连，在译码器输入端输入电平实现了数码管显示功能。 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 如图2，用555定时器、电容电阻组成多谐振荡发生器，C1选择1uF，图中C1为100nF为仿真实验用数据，C2选择10nF，电阻均为5.1kΩ，由周期计算公式： T≈0.7（R1+2R2）C1 ≈ 1s 图2 2.4设计实现减法计数功能 选用74LS191N加减计数器作为减法计数器芯片，U/D加减控制端接高电平将74LS191N设置为减法计数状态，将74LS191N输出端与74LS48N译码器的输入端相接，脉冲接555定时振荡电路