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秒计时器设计报告

Preparedon22November2020

课程设计报告

题目30S定时器设计

院部名称

班级

学生姓名

学号

指导教师

目录

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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、还可以用来做时间提醒设

备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。

本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时

器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部显示为

0“”；计时器为30秒递减计时其计时间隔为秒；计时器递减计时到零时，数码显示器

不灭灯，同时发光二极管LED点亮，停止减计数等。

整个电路的设计借助于Multisim仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在

Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。

一、电路设计原理与设计方案

设计原理

我们可以用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，即输出

周期为秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再

通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，

d，e，f，g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现

计数器的直接清零，启动和暂停/连续、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功

能。

设计方案

该系统应包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称

控制电路)等几部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成

30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码

显示电路的显示和灭灯功能以及工作时间的调节。为了满足系统的设计要求，在设计

控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计

数器清零，数码显示器显示零。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，

同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器

开始计数；当按下十位调节开关时，计数器加1；当按下个位调节开关时，计数器同

样加1；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当

暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。

二、各单元电路设计

脉冲发生电路

555定时器

555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器

来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构

成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等

脉冲波形产生和整形电路。

图555管脚图

用555定时器构成多谐振荡器

用555定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。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C充电,使uC逐渐升高,升

到2VCC/3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容器C通过电阻R2和D端放电,

使uC下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器

+V

C充电。如此循环,振荡不停,电容器C在V