十秒計(jì)時(shí)器.doc

桂林電子科技大學(xué)基礎(chǔ)功成設(shè)計(jì)論文課程設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)題 目： 10秒計(jì)時(shí)器 院 （系）： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012年9月6日 摘要本次課程設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)一個(gè)十秒計(jì)數(shù)器，由NE555構(gòu)成多諧振蕩器，產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，將該信號(hào)輸入至由74LS192制作的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器工作，利用門(mén)電路，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到最大值發(fā)光二級(jí)管發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。手動(dòng)清零。設(shè)計(jì)主要包括原理圖的設(shè)計(jì)、仿真的成功和PCB圖的正確設(shè)置和接線。做出板子并調(diào)試成功。關(guān)鍵詞：NE555； 74LS192；74LS00；74LS08；74LS48；開(kāi)關(guān)；電容；電阻；目錄1課設(shè)內(nèi)容52實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)52.1十秒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)介紹52.2計(jì)時(shí)器的系統(tǒng)框圖63實(shí)驗(yàn)原理及論證 63.1計(jì)時(shí)器脈沖模塊6 3.2 計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)模塊7 3.3 計(jì)數(shù)器譯碼和顯示模塊8 3.4 計(jì)數(shù)器發(fā)光報(bào)警模塊8 4 計(jì)時(shí)器的制作與調(diào)試9 4.1 第一塊板9 4.2 第二塊板9 4.3 第三塊板9 5 心得體會(huì)會(huì)10 6 參考文獻(xiàn)11 7附錄101 課設(shè)內(nèi)容：（a） 設(shè)計(jì)任務(wù)：制作一個(gè)10秒計(jì)時(shí)器（b） 設(shè)計(jì)要求： 1) 有秒計(jì)時(shí)顯示功能； 2) 置外部操作開(kāi)關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能； 3) 計(jì)時(shí)器為秒遞減或遞加計(jì)時(shí)器，其計(jì)時(shí)間隔為1s； 4) 計(jì)時(shí)器遞減到零或最大值時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)。2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1 十秒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)介紹 10秒計(jì)時(shí)器是一個(gè)簡(jiǎn)單的秒計(jì)數(shù)器，由NE555構(gòu)成多諧振蕩器，產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，該信號(hào)的周期為1s。將該信號(hào)輸入至由74LS192制作的計(jì)數(shù)器，觸發(fā)計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到9時(shí)，利用74LS00的兩個(gè)與非門(mén)，使發(fā)光二級(jí)管可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)利用74LS00或上多諧振蕩器，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到9時(shí)有高電平返回74LS192的脈沖引腳，實(shí)現(xiàn)在9時(shí)數(shù)碼管不滅燈并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在計(jì)數(shù)器與多諧振蕩器之間加上開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)暫停和連續(xù)，并在計(jì)數(shù)器清零端加上開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)清零功能。2.2 系統(tǒng)框圖譯碼模塊從0到9計(jì)數(shù)模塊1秒脈沖電路電源模塊 計(jì)數(shù)到最大值發(fā)光報(bào)警電路數(shù)碼顯示模塊3 實(shí)驗(yàn)原理及論證3.1 計(jì)時(shí)器脈沖模塊由555定時(shí)器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2和腳6直接相連。，僅存兩個(gè)沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，僅存兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過(guò)R1、R2向C充電以及C通過(guò)R2向放電端Ct放電，使電路產(chǎn)生震蕩。電容C在1/3Vcc到2/3Vcc之間充電放電。信號(hào)參數(shù)計(jì)算公式: T=t1+t2 ； t1=0.7(R1+R2)C ； t2 =0.7R2C ；注意：555電路要求 R1、R2均應(yīng)大于或等于1K，但R1+R2應(yīng)能小于或等于3.3M計(jì)算： 設(shè)計(jì)要求時(shí)間間隔為1秒，則要1Hz的脈沖，周期為1秒，使T等于1；計(jì)算如下： 1=0.7*（47000+47000）*10*0.000001+0.7*47000*10*0.000001原理圖如圖3.1： 圖3.1 計(jì)時(shí)器脈沖模塊3.2 計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)模塊 74LS192為模十計(jì)數(shù)器，要求做10秒計(jì)時(shí)器，從0變化到9，則把555輸出端接到加法脈沖CPu，提供脈沖，復(fù)位端接上低電平，預(yù)置引腳和減法計(jì)數(shù)脈沖接上高電平，使計(jì)數(shù)器可以開(kāi)始工作，從0變化到9，在多諧振蕩器和計(jì)數(shù)器之間加上開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)10秒計(jì)時(shí)器的暫停和連續(xù)，在復(fù)位端接上開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)另一邊接上高電平，實(shí)現(xiàn)清零功能.原理圖如圖3.2： 圖3.2 計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)模塊3.3 計(jì)時(shí)器譯碼和顯示模塊 74LS192進(jìn)行計(jì)數(shù)的時(shí)候采用8421BCD,從0000變化到1001，數(shù)碼管要顯示從0變化到9的十進(jìn)制顯示則需要譯碼器進(jìn)行譯碼，本次設(shè)計(jì)采用74LS48驅(qū)動(dòng)共陰七段數(shù)碼管使數(shù)碼管工作，從0顯示到9.原理圖如圖3.3： 圖3.3 計(jì)時(shí)器譯碼和顯示模塊3.4計(jì)時(shí)器發(fā)光報(bào)警模塊 從74LS192的Q0和Q3接線出來(lái)。經(jīng)過(guò)兩個(gè)與非門(mén)74LS00，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到1001時(shí)，實(shí)現(xiàn)輸出高電平。發(fā)光二級(jí)管的一端接地，當(dāng)輸出高電平時(shí)，發(fā)光二極管有電壓差，發(fā)亮實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 設(shè)計(jì)要求增大到最大值時(shí)顯示器不能滅燈，則在555輸出端的開(kāi)關(guān)一端與從74LS192的Q0和Q3接線出來(lái)與非過(guò)后的一端一起經(jīng)過(guò)一個(gè)與門(mén)74LS08使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到9的時(shí)候給計(jì)數(shù)器的加法脈沖端一個(gè)低電平，停止計(jì)數(shù)，數(shù)碼管顯示停留在9。如圖3.4： 圖3.4 3.4計(jì)時(shí)器發(fā)光報(bào)警模塊4 計(jì)時(shí)器的制作和調(diào)試 4.1 第一塊板 制作： 從8月21號(hào)到27號(hào)一直在查資料，畫(huà)原理圖和仿真，確定仿真正確之后，畫(huà)PCB，經(jīng)過(guò)老師的檢查，確定PCB設(shè)置可以，于是開(kāi)始準(zhǔn)備制作板子，因元件沒(méi)有到，所以自己去買(mǎi)了板子，打印PCB之后去腐蝕和打孔。調(diào)試：用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，測(cè)試基本功能是否實(shí)現(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)用萬(wàn)用表測(cè)試是否有短路和虛焊問(wèn)題。 出錯(cuò)原因： 開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器封裝不對(duì)，自己改了封裝，因?yàn)樘嗵€和虛焊導(dǎo)致數(shù)碼管的變化不穩(wěn)定。于是放棄。 結(jié)論：以后在打印PCB之前確定封裝的正確！ 4.2 第二塊板制作： 重新改了電路圖，在74LS00的Q0到Q3接發(fā)光二極管，以燈的發(fā)光來(lái)確定74LS192的正常工作，封裝，因之前有虛焊問(wèn)題所以在焊接的時(shí)候比較小心，盡量避免虛焊。調(diào)試：用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，測(cè)試基本功能是否實(shí)現(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)用萬(wàn)用表測(cè)試是否有短路和虛焊問(wèn)題。出錯(cuò)原因： 因沒(méi)加電阻電流太大燈全部燒壞，我把全部的燈去掉用焊錫連上，導(dǎo)致電路短路。不得已放棄！結(jié)論:以后記得要加電阻分流分壓！ 4.3 第三塊板制作： 因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系，到第三塊板的時(shí)候已經(jīng)是周三了，為了進(jìn)度，且為了讓電路可以實(shí)現(xiàn)基本功能，把電路多余可以不要的的電阻和電燈去掉，晚上通宵去腐蝕打孔焊接。為了節(jié)省資金，把之前焊接了的元件拔下來(lái)，經(jīng)過(guò)測(cè)量確定可以正常工作，焊接到第三塊板。調(diào)試：用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，測(cè)試基本功能是否實(shí)現(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)用萬(wàn)用表測(cè)試是否有短路和虛焊問(wèn)題。結(jié)果: 第三塊板可以正常工作，可是工作的時(shí)候比實(shí)際妙表慢，計(jì)時(shí)器變化到9時(shí)，實(shí)際秒表變化到了11秒，稍有誤差！且S2本接高電平，可是S1斷開(kāi)時(shí)復(fù)位端懸空即相當(dāng)接高電平，S2顯得多余！5 心得體會(huì) 在接觸課設(shè)之前，我們雖然學(xué)習(xí)了數(shù)電、模電以及CAD的相關(guān)知識(shí)，對(duì)電子技術(shù)和使用DXP軟件畫(huà)圖有了初步了解，但是都只是停留在理論階段。通過(guò)這次計(jì)時(shí)器的課程設(shè)計(jì)，我才真正做到理論和實(shí)際相結(jié)合。 通過(guò)本次計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)，我更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和通過(guò)查看相關(guān)資料來(lái)解決問(wèn)題的習(xí)慣。并通過(guò)多次改動(dòng)原理圖，畫(huà)PCB，學(xué)會(huì)熟練使用DXP軟件畫(huà)圖。 板子的制作與調(diào)試也讓我明白實(shí)際和理論的區(qū)別，在實(shí)際操作中，一定要小心謹(jǐn)慎。通過(guò)實(shí)際操作，我的動(dòng)手能力也有所提高，為我們以后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)自我的實(shí)際操作能力也有了很高的提升。，參考文獻(xiàn)：1、 周巍，黃雄華.數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì).仿真M.北京：電子科技大學(xué)出版社，2007.2、 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.3、 趙景波，徐江偉，施敏敏，陳松柏.電路設(shè)計(jì)與制版Protel 2004 M.北京：人民郵電出版社，2009.4、 康華光，陳大欽，張林.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006. 附錄：元件清單備注：請(qǐng)大家復(fù)制下載課程設(shè)計(jì)1元器件清單示例課程設(shè)計(jì)1元器件清單示例學(xué)號(hào)：1000840208 姓名：韋柳余 課題：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)10秒計(jì)時(shí)器 序 號(hào)名 稱(chēng)數(shù) 量單 價(jià)備