30秒定時器課程設計報告

1、安 康 學 院電子技術課程設計報告書課題名稱：30秒定時器的設計姓 名：學 號：院 系：電子與信息工程系專 業(yè)：電子信息工程指導教師：時 間：2011年月日課程設計項目成績評定表一、設計任務及要求：1、設計任務：（1）、30秒計時功能，兩位數字顯示，計時間隔為一秒。（2）、進行30秒減計時，每次減計時結束后，發(fā)光二極管點亮，顯示器顯示00。（3）、設置外部開關，可使計時器直接清零，啟動計時、暫停/連續(xù)計時。2、要 求：1、了解減計數電路的設計方法和工作原理。2、用555定時器和雙D觸發(fā)器經分頻后得到的一個秒脈沖。3、時序控制電路調試：將開關S2打向2側，秒脈沖信號加入到控制門G4輸入端，用示波

2、器觀察G5輸出端是否有秒脈沖輸出。4、30秒減計數器測試。5、整機調試。指導教師簽名： 年 月 日 二、指導教師評語：指導教師簽名： 年 月 日 三、成績評定：指導教師簽名： 年 月 日四、系部意見：系部蓋章： 年 月 日設計項目成績評定表電子與信息工程系 2011年6月 課程設計報告書目錄設計報告書目錄一、設計目的1二、設計思路1三、設計過程13.1、系統(tǒng)方案論證13.2、模塊電路設計2四、系統(tǒng)調試與結果5五、主要元器件與設備5六、課程設計體會與建議56.1、設計體會56.2、設計建議6七、參考文獻630秒定時器設計一、設計目的1、熟悉集成電路的引腳安排。2、掌握芯片的邏輯功能及使用方法。3

3、、了解面包板結構及其接線方法。4、了解減計數顯示電路的組成及工作原理。5、熟悉減計時顯示電路的設計與制作。二、設計思路1、設計秒脈沖電路。2、設計減計數電路。3、設計譯碼和數碼顯示電路。4、設計時序控制電路。5、設計整體框圖及連接電路圖三、設計過程3.1、系統(tǒng)方案論證30秒定時器總體方框圖如圖1所示。秒脈沖發(fā)生器計數器譯碼顯示控制電路外部操作開關圖1 30秒定時器總體方框圖其工作原理為：計數器完成30秒計時功能，而控制電路是直接控制計數器的清零、啟動計數、暫停/連續(xù)計數、譯碼顯示等功能。操作直接清零開關時能夠使計數器清零并且使數碼顯示器顯示00；當啟動開關閉合時，控制電路應封鎖時鐘信號CP（脈

4、沖信號），同時計數器完成置數功能，譯碼顯示電路顯示30秒；當啟動開關斷開時，計數器開始計數；當暫停/連續(xù)開關閉合時，控制電路封鎖時鐘信號CP，計數器處于封鎖狀態(tài)，計數器停止計數；當暫停/連續(xù)斷開時，計數器連續(xù)累計計數。3.2、模塊電路設計秒脈沖電路如圖2所示用555定時器與一個雙D觸發(fā)器相連，通過調節(jié)電阻R1、R2的阻值大小使其輸出1Hz的秒脈沖。圖2 秒脈沖電路30秒減計數電路如圖3所示計數器74HC192是具有異步清零、異步置數功能的雙時鐘十進制同步加/減計數器，當B接+5V時，CR為高電平，計數器清零；當B接地時，CR為低電平，LD為低電平時，D0到D3端輸入的數據d0到d3被置入計數器

5、，Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0,當CR為低電平，LD為高電平時，如果CPd為高電平，由CPu輸入計數脈沖，進行加計數；如果CPu為高電平，有CPd端輸入計數脈沖，則進行減計數；如果CPu和CPd端都為高電平時，計數狀態(tài)器保持不變。用兩片74HC192實現(xiàn)30秒定時器的計數。當B接地時同時閉合A，LD=0，計數器置30秒。A斷開時，LD=1，計數器工作，CPd端輸入計數脈時，進行減計數。當計數器減到0時，BO1，BO2同時輸出低電平。圖3 30進制減計數器譯碼和數碼顯示電路如圖4所示4511為BCD七段鎖存數碼驅動器，其輸入端A,B,C,D分別接計數器輸出端Q0，Q1，Q2，Q3，輸出端a

6、g分別接數碼顯示器的七段ag。數碼顯示器選用七段共陰極半導體顯示器。譯碼器和顯示器之間分別串入七個限流電阻，以防電流過大而燒壞數碼管。圖4 譯碼和數碼顯示電路時序控制電路如圖5所示開關C打向2時，U7C輸出高電平，控制門U7D打開，秒脈沖信號可以通過控制門U7D使計數器進行減計數；開關C打向1時，U7C輸出低電平，U7D門關閉，秒脈沖被封鎖，計數器處于鎖存狀態(tài)。計數器進行30秒倒計時后，十位計數器和個位計數器同時借位，U9A，U9B均為低電平，控制門U7A輸出低電平，二極管發(fā)光，同時U8A門關閉，計數器 不再進行計數，并顯示00。圖5 時序控制電路四、系統(tǒng)調試與結果1、組裝調試30秒定時器電路

7、，如圖6所示圖6 30秒定時器電路2、用示波器觀察555定時器經過分頻后得到的一個秒脈沖，調節(jié)電阻R1，R2得到1Hz的秒脈沖。如圖7所示：圖7 秒脈沖波形圖3、時序控制電路調試：將開關C打向2側，秒脈沖信號加入到控制門U7D輸入端，用示波器觀察U8A輸出端是否有秒脈沖輸出。通過觀察,可得U8A輸出端也有秒脈沖，波形如圖8所示。圖8 U8A輸出端的秒脈沖4、30秒減計數器調試（1）、當開關A閉合，B接1端時，計數器置30秒，如圖9所示：圖9（2）、開關B打向2側，檢測計數器清零，發(fā)光二極管發(fā)光，如圖10所示：圖105、整機調試。經過調試，該電路可以實現(xiàn)從30到00秒的減數計數，減計數到00時發(fā)

8、光二極管發(fā)光，并且可以通過暫停/連續(xù)開關對減計數進行控制。如圖11所示圖11五、主要元器件與設備數字電路實驗箱或EDA軟件Quartus。集成電路 74HC1922片，4511BD2片，74HC74D1片。555定時器1片,4011BD 片，4069BCL3片.。電 阻 RPACK_VARAIABLE_2×7 2只， 4.758M2只。 1002只，10k3只。電 容 10nF2只。其 它 發(fā)光二極管1只，共陰極顯示器2只。單刀雙擲開關兩個，開關1只。六、課程設計體會與建議6.1、設計體會通過這次對30秒定時器的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也了解了關定時的基本原理與設計理念

9、，要設計一個電路要先用仿真軟件仿真成功之后才可以進行實際接線?？此坪唵蔚碾娐?，但有時候就是無法運行出結果，在平時做實驗時，老師就在我們旁邊指導我們該怎么做，但很多時候我們都忽略了“為什么這樣做”，導致對原件的功能、作用和用法一知半解，在處理很多細節(jié)時，考慮不周，出現(xiàn)了很多小問題。比如在選取原件型號時不考慮其在固定電壓下能否正常工作，這就會導致電路無法正常工作。所以，在連接仿真電路圖時選取元件是很關鍵的一個步驟，要在了解各元件工作機制的基礎上選擇應用哪個。通過這次學習，我對Multsim仿真軟件有了更近一步了解，應用起來也更加順手。6.2、設計建議我希望老師在我們動手制作之前應先告訴我們一些關于所做電路的資料、原理，以及如何檢測電路的方法，還有關于檢測芯片的方法。這樣會有助于我們進一步的進入狀態(tài)，完成設計。七、參考文獻1 楊志忠. 數字集成電路M. 北京：水利電力出版社，1995；2 楊志忠. 數字電子技術基礎M. 北京：高等教育出版社，