電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)定時(shí)器電路設(shè)計(jì)

1、 電控系電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 定時(shí)器電路設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) : 自動(dòng)化093班 學(xué) 號(hào) : 學(xué)生姓名 : 指導(dǎo)教師 : 完成時(shí)間 : 2011-10-10題目： 定時(shí)電路設(shè)計(jì)產(chǎn)生 099小時(shí)的定時(shí)時(shí)間 并且定時(shí)時(shí)間到 報(bào)警、秒脈沖發(fā)生電路設(shè)計(jì) 秒信號(hào)發(fā)生器采用555定時(shí)器，555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。其成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器。555定時(shí)器包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) rs 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 t 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓vcc /3 和 2vcc /3 。其秒信號(hào)發(fā)生電路如下圖所示： 圖1.1vcc通過對r1

2、、r2向電容充電。電容上得到電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)電容上的電壓上身到2/3vcc時(shí)，輸電壓vo為零，電容放電。當(dāng)電壓下降到1/3vcc時(shí)，輸出電平為高電平，電容放電結(jié)束。這樣周而復(fù)始便形成了振蕩。我們要的周期是1秒，頻率是1赫茲。周期t可以由下面的公式可知：tr1.r2lnc選擇了r75=15k，r76=68k,c16=10uf 得1秒的震蕩時(shí)間2、 啟動(dòng)/停止電路設(shè)計(jì) 啟動(dòng)/停止電路，我們選擇了雙組三控自鎖開關(guān)（6管腳）、與非門電路和與門電路。自鎖開關(guān)一組的公共端5接經(jīng)過一個(gè)與門（與門的另一輸入端接來自報(bào)警系統(tǒng)到的信號(hào)，該不報(bào)警時(shí)為1）再接與非門的一個(gè)輸入端5，同組的另外兩端分別接6接vcc

3、和5接gnd，555振蕩器的輸出端接與非門的剩下輸入端4，自鎖開關(guān)在沒按下的時(shí)開關(guān)的5腳為0，只要與門的任意一個(gè)端輸入0，與非門的5腳為低門電路關(guān)閉，555的脈沖無法進(jìn)入到計(jì)數(shù)電路，計(jì)數(shù)停止，反之為開啟，此處我們實(shí)現(xiàn)了按鍵啟動(dòng)/停止，或定時(shí)時(shí)間到也可使之停止的功能。電路圖如下： 圖2.13、計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì) 計(jì)時(shí)電路，采用74ls192.該芯片是同步10進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，具有雙時(shí)鐘輸入，可置數(shù)可清零。 本次設(shè)計(jì)中我們將74ls192接成十進(jìn)制和六十進(jìn)制，考慮到我們要倒計(jì)時(shí)。所以我們將所有74ls192的up端在計(jì)數(shù)時(shí)保持高電平，在秒計(jì)數(shù)的個(gè)位的74ls192：秒信號(hào)輸入接到dowm，秒計(jì)數(shù)的十位：將

4、輸入端 的b,c端接高電平（即輸入端接成0110），秒十位的置數(shù)ld端和借位端bo連在一起構(gòu)成6進(jìn)制，再把秒個(gè)位的bo和秒十位的down連在一起。當(dāng)秒脈沖從秒個(gè)位的down端輸入的時(shí)候秒計(jì)數(shù)的192開始從9減到0；這時(shí)，它的借位端bo會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平到秒十位的輸入端down，秒十位的計(jì)數(shù)從6變到5，一直到變?yōu)?；當(dāng)高低位全為零的時(shí)候，秒十位的bo發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)，down為零時(shí)，置數(shù)端ld等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個(gè)down脈沖來到時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)減計(jì)數(shù)工作中。 對于分計(jì)數(shù)來說，道理也是一樣的；只是要求，將分十位的輸入端接成0101即（c和a接1，b，d接0），其他電路同上，因

5、為在分計(jì)數(shù)的兩塊74ls192上都是00時(shí)，在下一個(gè)脈沖到來是，分個(gè)位先產(chǎn)生借位，然后秒個(gè)位變成9，與此同時(shí)分十位收到來自秒個(gè)位的脈沖而使bcd變?yōu)?，變成59 符合要求，如果接成6就變成69，因此在將分十位的輸入端接成0101（5）。對與小時(shí)的話我們直接成兩個(gè)10進(jìn)制。電路圖如下：4、 顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路采用了4片一位的共陰極七段數(shù)碼管（如圖3.3.2所示），來分別顯示分鐘計(jì)時(shí)的十位和個(gè)位，小時(shí)的十位和個(gè)位完成預(yù)置和顯示功能。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路采用的共陰極的七段譯碼器74ls48，它內(nèi)部有上拉電阻，可以直接與共陰極的數(shù)碼管相連接。 由于數(shù)碼管只用顯示09的數(shù)字，則lt、lbi、bi/rbo三

6、個(gè)腳都接高電平，a b c d 四個(gè)輸入端連接74ls192的輸出，就能顯示出預(yù)置的時(shí)間和定時(shí)的剩余時(shí)間。其連接電路圖如圖2.3.1所示： 此外根據(jù)要求秒要用一個(gè)發(fā)光二極管顯示。我們從vcc接一個(gè)10k電阻再接發(fā)光二級(jí)管，再接到秒個(gè)位的74ls192的脈沖輸入端dowm，在dowm為低時(shí)發(fā)光二級(jí)管就亮，從而使發(fā)光二極管隨輸入脈沖一閃一亮，顯示秒的變化。如圖4.2 圖4.1 圖4.25、 預(yù)置時(shí)間電路設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)時(shí)間電路我們采用三控（6路）不自鎖開關(guān)，經(jīng)過試驗(yàn)電容按鍵消抖比不上sr觸發(fā)器消抖，因此采用sr觸發(fā)器按鍵消抖，提高精度。sr的s端接不自鎖開關(guān)6端同時(shí)再接一個(gè)10k電阻到vcc，sr的r端接

7、不自鎖開關(guān)的同組非公共端4也是接10k電阻到vcc，sr的輸出端，再經(jīng)過一個(gè)與非門接到接74ls192的up端，其他的也如此。在沒有按下時(shí),sr位10出0，按下時(shí)01出1，再經(jīng)與非門所以會(huì)再up端出現(xiàn)10。10，下降沿的變化，來預(yù)置時(shí)間。 下圖5.1考慮到計(jì)數(shù)器在正常工作時(shí)，禁止調(diào)時(shí)間并且保持74ls192的up端保持為高電平，我們加入了按鍵自鎖電路，即在sr輸出端接到一個(gè)門電路的一個(gè)輸入端，在暫停/啟動(dòng)開關(guān)的另一組三控開關(guān)的公共端2接到與門的另一個(gè)輸入端上，如圖1.1，暫停/啟動(dòng)開關(guān)的1接gnd，2接vcc，即可，如圖1.1在啟動(dòng)模式時(shí)與sr想連的門電路關(guān)閉，禁止調(diào)時(shí)間。此外，在分的十位上，

8、為了避免在預(yù)置時(shí)間時(shí)出現(xiàn)大于6以上的數(shù)，我們增加了清零電路。如圖5.2 圖5.1 圖5.2 bcd碼的b和c經(jīng)與門再經(jīng)或門連接到分十位的74ls192的clk上，在bcd從0加到6時(shí)，cr端產(chǎn)生高電平進(jìn)行清零 6、 報(bào)警電路 報(bào)警電路我們將用與門接成sr觸發(fā)器，將小時(shí)十位的74ls192的借位端bo接r端，s端接來自啟動(dòng)/ 停止自鎖開關(guān)的公共端6，構(gòu)成sr的與門u7的8管腳連接到暫停啟動(dòng)電路中德與門u19的2端（產(chǎn)生停止信號(hào)），反向器4輸出倆接mr（清零）和發(fā)光二極管bo端平時(shí)是高，定時(shí)時(shí)間到時(shí)，差生負(fù)跳變，在計(jì)數(shù)狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)/ 停止自鎖開關(guān)的公共端6是高電平，因此sr為10狀態(tài) 輸出0再經(jīng)反相

9、器變?yōu)?，亮二極管產(chǎn)生報(bào)警。 7、 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路,將除分十位的74ls192的mr要經(jīng)或門連接外，其余的74ls192的復(fù)位mr端連起來，再加上按鍵和兩個(gè)電阻，和10uf的電容接成上電復(fù)位脈沖輸入如下圖7.1復(fù)位按鍵的輸入脈沖經(jīng)過與門 連接到與非門u7a的1端，時(shí)十位的借位bo接到u7a的2端。復(fù)位按鍵沒有被按下時(shí)，為低取反后為高，時(shí)十位的借位bo，在沒有借位信號(hào)時(shí)為高，經(jīng)過與非門使74ls192的清零clr為低，不產(chǎn)生清零，當(dāng)按鍵按下時(shí)或定時(shí)時(shí)間到時(shí)clr為高，產(chǎn)生清零， 7.12.2總設(shè)計(jì)電路圖。2.3總設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖。顯示電路報(bào)警電路復(fù)位電路計(jì)數(shù)電路預(yù)置時(shí)間電路暫停/啟動(dòng)1秒脈沖產(chǎn)

10、生電路2.4 總設(shè)計(jì)仿真圖 2.5 實(shí)物圖 八、收獲、心得體會(huì)和建議查找教材，資料，相應(yīng)軟件，為了這次課程設(shè)計(jì)，我們在圖書館查找了大量的相關(guān)資料，終于被我找全了和本次課程設(shè)計(jì)相關(guān)的不懂問題。根據(jù)所分析的系統(tǒng)的電路原理圖，結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在wewb32環(huán)境下進(jìn)行元器件之間的連線和編譯與仿真，及時(shí)檢查元器件的放置、連線是否有錯(cuò)誤。 根據(jù)交通燈系統(tǒng)的控制要求，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，排除所有實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤并實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能。在老師的指導(dǎo)下，通過學(xué)習(xí)定時(shí)器系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)一種設(shè)計(jì)電子的軟件，增加了我們對電子設(shè)計(jì)的了解。通過這次課程設(shè)計(jì)我們對于eda技術(shù)多多少少有了一些了解，eda技術(shù)發(fā)展迅速，有著廣闊

11、的應(yīng)用前景，設(shè)計(jì)面廣，內(nèi)容豐富，它用軟件的方法設(shè)計(jì)硬件；用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動(dòng)完成的；在設(shè)計(jì)過程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真；系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級(jí)；整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上，體積小，功率低，可靠性高。eda技術(shù)以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方法，以計(jì)算機(jī)，大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過有關(guān)的開發(fā)軟件，自動(dòng)完成用軟件方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯，邏輯化簡，邏輯分割，邏輯綜合及優(yōu)化，邏輯布局布線，邏輯仿真，直至特定目標(biāo)芯片的適配便宜，邏輯映射，編程下載等工作，最終形成集成電子系

12、統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T新技術(shù)。其中大規(guī)?？删幊唐骷抢胑da技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的載體，硬件描述語言是利用eda技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要表達(dá)手段，軟件開發(fā)工具是利用eda技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化的自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具，實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)則是利用eda技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的下載工具及硬件驗(yàn)證工具。此次實(shí)驗(yàn)不但提高了我們實(shí)踐的能力和理論水平，而且對于我們認(rèn)識(shí)掌握各種操作技巧具有重大意義，使我們的綜合素質(zhì)得到了很大的提高。當(dāng)然，通過這次實(shí)習(xí)，對我的影響遠(yuǎn)不只以上這些，它對我在以后的學(xué)習(xí)和生活中將會(huì)起到不可估量的作用。因此，學(xué)校安排的這次課程設(shè)計(jì)的目的顯然會(huì)在我們這些人上得到體現(xiàn)。主要自己得到一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)讓自己得到了進(jìn)步。最后，我建議學(xué)校多搞些這樣的設(shè)計(jì)，在鍛煉我們的同時(shí)還豐富了我們的生活，還建議在今后的設(shè)計(jì)報(bào)告中，提供一些好的報(bào)告讓我們參考，謝謝！九、參考文獻(xiàn)1 孟貴胥,王兢.數(shù)字電子技術(shù).大連理工大學(xué)出版社2 夏宇聞.復(fù)雜數(shù)