《秒定時(shí)電路》課程設(shè)計(jì)分析方案書.docx

1、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課程題目： 30 秒定時(shí)器專業(yè)： 電氣自動(dòng)化班級(jí)： 09電氣自動(dòng)化學(xué)號(hào)： 0903271022姓名：任偉指導(dǎo)老師： 路 芳設(shè)計(jì)時(shí)間： 20180615一、設(shè)計(jì)目的掌握譯碼器、鎖存器、定時(shí)器等的邏輯功能和工作原理，設(shè)計(jì)可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路；分析與設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路。畫出30秒定時(shí)器的所有組成電路和整機(jī)邏輯電路圖，掌握定時(shí)器的工作原理及其設(shè)計(jì)方法，并對(duì)各電路和原件的應(yīng)用有所了解。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、30秒計(jì)時(shí)功能，兩位數(shù)字顯示，計(jì)時(shí)間隔為1秒。2、進(jìn)行 30秒減計(jì)時(shí)結(jié)束后，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，顯示器顯示00。3、設(shè)置外部開關(guān)，可使定時(shí)器直接清零，啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停/連續(xù)計(jì)時(shí)。三、整體框圖

2、30秒定時(shí)器的原理框圖如圖：圖 1： 30秒定時(shí)原理框圖30秒定時(shí)器主要由秒脈沖發(fā)生器、控制電路、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器電路四部分組成。計(jì)數(shù)器完成 30秒減計(jì)時(shí)功能，而控制電路是直接控制計(jì)數(shù)器的清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停 /連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示等功能。操作直接清零開關(guān)時(shí)能夠使計(jì)數(shù)器清零并且使數(shù)碼顯示器顯示00，當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，控制電路 應(yīng)封鎖時(shí)鐘信號(hào) CP(脈沖信號(hào) >，同時(shí)計(jì)數(shù)器完成計(jì)數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示 30秒；當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)：當(dāng)暫停 /連續(xù)開關(guān)閉合時(shí)，控制電路封鎖時(shí)鐘信號(hào) CP，計(jì)數(shù)器處于封鎖狀態(tài)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；當(dāng)暫停 /連續(xù)斷開時(shí)，計(jì)數(shù)器連續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。四、各部分電路

3、設(shè)計(jì)1、秒脈沖電路1 / 9圖2：秒脈沖電路秒脈沖產(chǎn)生電路采用 555定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)。 555定時(shí)器是一種多用途集成電路，應(yīng)用相當(dāng)廣泛，通常只需外接幾個(gè)阻容元件就可以很方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器和多諧振蕩器。利用 555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器的方法是把它的閥值輸入端 T H和觸發(fā)輸入端 TR相連并對(duì)地接電容 C，對(duì)電源 V DD 接電阻 R1和R2，然后再將 R1和 R2接DIS端就可以了。由 555定時(shí)器構(gòu)成的秒脈沖產(chǎn)生電路如圖 2所示。多諧振蕩器的振蕩周期為：T=0.7<R1+2R2）C =0.7<15+2*68） ×103×10×10-6 =1057ms

4、1s2、減計(jì)數(shù)器電路減計(jì)數(shù)電路如圖 3，計(jì)數(shù)器 74HC192是具有異步清零、異步預(yù)置功能的雙時(shí)鐘十進(jìn)制同步加 /減計(jì)數(shù)器，當(dāng) S3接+5V 時(shí)， CR為高電平，計(jì)數(shù)器清零；當(dāng) S3接地時(shí)， CR為低電平、 LD 為低電平， D0D3端輸入的數(shù)據(jù) d0d3被置入計(jì)數(shù)器， Q3 Q2 Q1Q0=d3d2d1d0。當(dāng) CR為低電平、 LD 為高電平時(shí)，如果 CPD 為高電平，由 CPU 端輸入計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)行加計(jì)數(shù)；如果 CPU為高電平，由 CPD端輸入計(jì)數(shù)脈沖，則進(jìn)行減計(jì)數(shù)；如果 CPD和CPU端都為高電平，計(jì)數(shù)器保持狀態(tài)不變。用兩片 74HC192實(shí)現(xiàn) 30秒定時(shí)器的計(jì)數(shù)，如下圖。當(dāng)S3接地 &

5、lt;即 CR=0），2 / 9同時(shí)啟動(dòng)開關(guān) S1合上時(shí)，兩片 CC74HC192的LD=0 ，計(jì)數(shù)器置 30秒。當(dāng) S1斷開時(shí)， LD=1 ，計(jì)數(shù)器工作， CPD 端輸入秒脈沖時(shí)，進(jìn)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)到 0 0時(shí)， BO1和 BO2同時(shí)輸出低電平 0。圖3：30進(jìn)制減計(jì)數(shù)器3、譯碼和數(shù)碼顯示電路譯碼器將各級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)進(jìn)行二 十進(jìn)制譯碼，并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管用十進(jìn)制符號(hào)顯示出來。圖4：譯碼和數(shù)碼顯示電路在圖中， 4511為BCD 七段鎖存數(shù)碼驅(qū)動(dòng)器，其輸入端 A 、B、 C、 D分別接計(jì)數(shù)器的輸出端 Q0 、Q1、Q2、 Q3；輸出端 ag分別接數(shù)碼顯示器的七段 ag。數(shù)碼顯示器選用七段

6、共陰極半導(dǎo)體顯示器，顯示器的接地線與地線之間串人一個(gè)限流電阻，以防止電流過大而燒壞數(shù)碼管。4、時(shí)序控制電路3 / 9時(shí)序控制電路如圖5， BO1和 BO2是個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器的借位輸出端，S2 是暫停 / 連續(xù)開關(guān)，開關(guān) S2 打向“繼續(xù)”時(shí)， G2 輸出高電平，控制門 G3 打開，秒脈沖信號(hào)可以通過控制門 G3 使計(jì)數(shù)器進(jìn)行減數(shù)計(jì)數(shù)；開關(guān) S2 打向“暫?！睍r(shí)， G2輸出低電平， G3 門關(guān)閉，秒脈沖信號(hào)被封鎖，計(jì)數(shù)器處于鎖存狀態(tài)。計(jì)數(shù)器進(jìn)行 30 秒倒計(jì)時(shí)后，十位計(jì)數(shù)器和個(gè)位計(jì)數(shù)器同時(shí)借位，BO 1和 BO2 均為低電平，控制門輸出低電平，二極管發(fā)光，同時(shí)G3 門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器不再進(jìn)行計(jì)數(shù)，并

7、顯示 00.圖5：時(shí)序控制電路四、整體電路圖工作原理<附錄）當(dāng)開關(guān) S3打到 2處，計(jì)數(shù)器 CC74HC192<1）和 CC74HC192<2）清零；當(dāng) S3打到 1處，計(jì)數(shù)器處于工作狀態(tài)。當(dāng)S1按下時(shí)，計(jì)數(shù)器置 30秒。這時(shí)如將開關(guān) S2打到 “繼續(xù) ”處， G2輸出高電平，計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)數(shù)。如將S2打到“暫停”處， G2輸出低電平，減計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，顯示的數(shù)字不變。如再將S2打到 “繼續(xù)”處，則計(jì)數(shù)器繼續(xù)進(jìn)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)到00時(shí)， BO1和 BO2 同時(shí)輸出低電平，控制門輸出低電平，發(fā)光二極管發(fā)亮，同時(shí)G3 被封鎖，停止減計(jì)數(shù)。五、元件清單表 5-1元件名稱型號(hào)

8、數(shù)量4 / 9電阻電容定時(shí)器顯示器計(jì)數(shù)器譯碼器發(fā)光二極管開關(guān)時(shí)序控制電路560112k215k110 k 168 k 10.01uF110uF15551SM42052CC74HC1922CC45112131七、結(jié)論與心得通過為期兩周的課程設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到了自己知識(shí)的匱乏，自己原來所學(xué)的東西只是一個(gè)表面性的，理論性的，而且是理想化的。根本不知道在現(xiàn)實(shí)中還存在有很多問題。設(shè)計(jì)一個(gè)很簡(jiǎn)單的電路，所要考慮的問題，要比考試的時(shí)候考慮的多的多。所以，一開始，我遇到了很多麻煩。通過老師和同學(xué)們的幫助，我漸漸的有了眉目。這樣，在很大程度上提高了我考慮問題的全面性。設(shè)計(jì)電路，還要考慮到它的前因后果。什么功能需

9、要什么電路來實(shí)現(xiàn)。另外，還要考慮它的可行性，實(shí)用性等等。這樣，也提高了我的分析問題的能力。5 / 9原來，我們學(xué)習(xí)的電路只是一個(gè)理論知識(shí)，通過這次實(shí)習(xí)。使我的理論知識(shí)上升到了一個(gè)實(shí)踐的過程。同時(shí)在實(shí)踐中也加深了我們對(duì)理論知識(shí)的理解。總之，通過這次實(shí)習(xí)，不僅使我對(duì)所學(xué)過的知識(shí)有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。而且提高了我考慮問題，分析問題的全面性以及動(dòng)手操作能力。使我的綜合能力有了一個(gè)很大的提高。最后，在這里，我非常感謝各位老師的耐心輔導(dǎo)以及同學(xué)們的熱心幫助。八、 參考文獻(xiàn)1、電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分第五版.康華光主編：高等教育出版社，20062、實(shí)用電路分析 .劉春暉主編 . 北京電子報(bào) .19953、電子系統(tǒng)設(shè)

10、計(jì)與實(shí)踐 . 周群，楊剛主編 . 電子工業(yè)出版社 .20045、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) . 楊志忠主編 . 機(jī)械工藝出版社 .20086、電路第五版 . 邱關(guān)源主編 .20066 / 9附錄整體電路圖a b c defga b c d efg7×720 a b c def g BI+5Vc defgBI a bLECC4511LTLTCC4511LEDCBADCBABOQ3 QQQCPDBOQQ012120Q3 Q21COCC74HC192(2)CPUCOCC74HC192(1)11+5VCR LD D3 D2D1 D0+5VCR LD D3 D2D1 D010kS1S312+5V+5V來自計(jì)數(shù)器560十位 BO