30秒倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)報(bào)告

word文檔可自由復(fù)制編輯<<數(shù)字電子技術(shù)>>課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：數(shù)字倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：通信工程年級(jí)：2011級(jí)學(xué)學(xué)生姓名聯(lián)系電指導(dǎo)老師：完成日期：2013年5月20日word文檔可自由復(fù)制編輯摘要本課程設(shè)計(jì)利用了七段共陰顯示數(shù)碼管、74LS192芯片、74LS48芯片、蜂鳴器、電容、開(kāi)關(guān)、電阻、74LS00芯片、74LS10芯片、NE555芯片、發(fā)光二極管、三極管、16腳底座、14腳底座、8腳底座等元件，完成了數(shù)字倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)，這個(gè)設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)具有顯示計(jì)時(shí)功能，設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能，計(jì)時(shí)器為遞減計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)間隔為1S，計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(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)。本設(shè)計(jì)具有成本低，使用的元件少，制作簡(jiǎn)單，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、精確、穩(wěn)定，使用簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：七段共陰顯示數(shù)碼管；74LS192芯片；NE555芯片。ABSTRACTThiscourseisdesignedtousethesevenparagraphsYinshowsthatdigitaltube,74ls192,74ls48chip,buzzer,capacitors,switches,resistors,74ls00,74ls10chip,NE555chip,lightemittingdiode,triode,14,16footbase,8feetbaseelementetc,completedadigitalcountdowndesign,thisdesigncanbeachievedwithdisplaytimerfunction,settheexternalswitchoperation,startandpause/continuousfunctions,timerfordecreasingtiming,timingintervalof1s,diminishingthetimertimingtozero,thedigitaldisplaycan'tdestroythelamp,photoelectricalarmsignalatthesametime.Thisdesignislowcostandusinglesscomponent,makesimple,timeaccurate,precise,stable,simpletouseconvenientcharacteristic.Keywords:7,atotalofYinshowsthatdigitaltube;74ls192chips;NE555chips.word文檔可自由復(fù)制編輯目錄TOC\o"1-3"\h\u3779摘要 I22305ABSTRACT I200901設(shè)計(jì)要求及方案選擇 194771.1設(shè)計(jì)要求 186541.2方案選擇 1183442理論分析與設(shè)計(jì) 2269192.1原理方框圖 2216172.2硬件電路的設(shè)計(jì) 270042.3NE555芯片簡(jiǎn)介 3257502.4脈沖發(fā)生電路的分析及設(shè)計(jì) 458342.5計(jì)數(shù)器電路的分析及設(shè)計(jì) 468382.6顯示電路的分析及設(shè)計(jì) 5286442.7控制電路的分析及設(shè)計(jì) 7200692.8報(bào)警電路的分析及設(shè)計(jì) 878643系統(tǒng)測(cè)試 8224573.1調(diào)試所用的基本儀器清單 8224573.2調(diào)試結(jié)果 8224573.3測(cè)試結(jié)果分析 824174總結(jié) 10192675參考文獻(xiàn) 1132726附錄1：元件清單 12word文檔可自由復(fù)制編輯1設(shè)計(jì)要求及方案選擇1.1設(shè)計(jì)要求具有顯示計(jì)時(shí)功能，設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能在直接清零時(shí)，要求數(shù)碼顯示器滅燈，計(jì)時(shí)器為遞減計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)間隔為1S，計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(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)。1.2方案選擇方案一：基于AT89S52單片機(jī)的數(shù)碼管顯示模塊顯示的倒計(jì)時(shí)器。主要是以單片機(jī)來(lái)控制，用按鍵來(lái)設(shè)定倒計(jì)時(shí)初始時(shí)刻的值，按鍵來(lái)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)初值的選擇。此電路對(duì)于倒計(jì)時(shí)器中的LED數(shù)碼管示器來(lái)說(shuō)，采用以軟件為主的接口方法，即不使用專(zhuān)門(mén)的硬件譯碼器，而采用軟件程序進(jìn)行譯碼。由于所用元件多，成本較高，制作比較復(fù)雜，運(yùn)用不夠方便，因此在本次課程設(shè)計(jì)中不適合采用此方案。方案二：由集成邏輯門(mén)與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器或由集成電路NE555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，在數(shù)碼管上顯示。由于本次設(shè)計(jì)要求用NE555定時(shí)器和多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，它的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度和校對(duì)性，且數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易設(shè)計(jì)，并且所用元件少，成本較低，制作比較簡(jiǎn)單，運(yùn)用方便，效率比較高，對(duì)電源的損耗較少，準(zhǔn)確程度和校對(duì)性夠好，因此在本次課程設(shè)計(jì)中采用此方案。

圖1NE555芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2理論分析與設(shè)計(jì)2.1原理方框圖圖2原理方框圖2.2硬件電路的設(shè)計(jì)本課程設(shè)計(jì)電路由脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時(shí)序控制電路和報(bào)警電路等五個(gè)部分組成。其中計(jì)數(shù)器和輔助時(shí)序控制電路是系統(tǒng)的主要部分。利用數(shù)碼顯示管、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、譯碼器、蜂鳴器、電容、開(kāi)關(guān)、電阻、與非門(mén)、發(fā)光二極管、三極管、16腳底座、14腳底座、8腳底座等元件，制作計(jì)時(shí)器，實(shí)現(xiàn)具有顯示計(jì)時(shí)功能，設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能，計(jì)時(shí)器為遞減計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)間隔為1S。2.3NE555芯片簡(jiǎn)介

555集成電路開(kāi)始是作定時(shí)器應(yīng)用的，所以叫做555定時(shí)器或555時(shí)基電路。以下為NE555管腳功能介紹：

1腳為地。2腳為觸發(fā)輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。

當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器A1從R腳輸入的高電平時(shí)，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平。

2腳和6腳是互補(bǔ)的，2腳只對(duì)低電平起作用，高電平對(duì)它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時(shí)3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對(duì)高電平起作用，低電平對(duì)它不起作用，即輸入

電壓大于2

Ucc/3，稱(chēng)高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個(gè)先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時(shí)才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。

4腳是復(fù)位端，當(dāng)4腳電位小于0.4V時(shí)，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳都輸出低電平。

5腳是控制端。

7腳稱(chēng)放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱(chēng)為實(shí)高（或低）、7腳稱(chēng)為虛高。圖3NE555的內(nèi)部功能原理框圖和內(nèi)部管腳圖2.4脈沖發(fā)生電路的分析及設(shè)計(jì)為了給計(jì)數(shù)器74LS192提供一個(gè)時(shí)序脈沖信號(hào),使其進(jìn)行計(jì)數(shù),本設(shè)計(jì)采用555構(gòu)成的多諧振蕩電路(即脈沖產(chǎn)生電路),由555工作特性和其輸出周期計(jì)算公式可知,其產(chǎn)生的脈沖周期為:T=0.7(R1+2R2)C。因此,我們可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)通過(guò)計(jì)算確定了R1取15k歐姆,R2取68k歐姆,電容取C1為10uF、C2為0.1uF,這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖,且其輸出周期為1秒。NE555定時(shí)器主要是通過(guò)外接電阻R和電容器C構(gòu)成充、放電電路，并由兩個(gè)比較器來(lái)檢測(cè)電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開(kāi)關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時(shí)電路、以及多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等脈沖波形產(chǎn)生和整形電路。圖4脈沖發(fā)生電路圖2.5計(jì)數(shù)器電路的分析及設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器是一個(gè)用以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時(shí)序邏輯部件，它不僅可以用來(lái)對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算以及其他特性的邏輯功能。本次課程設(shè)計(jì)中選用74LS192來(lái)實(shí)現(xiàn)要求的減法計(jì)算功能，它由兩片74LS192的8421BCD碼遞減計(jì)數(shù)器構(gòu)成。74LS192是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即有“異步清零”和“異步置數(shù)”功能，且即有進(jìn)位和借位輸出端。圖574LS192的管腳圖74LS192真值表：2.6顯示電路的分析及設(shè)計(jì)本電路由74LS48以及七段共陰顯示數(shù)碼管組成。如果把七段數(shù)碼管的每一段都等效成發(fā)光二極管的正負(fù)兩個(gè)極，那共陰就是把a(bǔ)bcdefg這7個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極連接在一起并接地；它們的7個(gè)正極接到七段譯碼驅(qū)動(dòng)電路74LS48的相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)端上。此時(shí)若顯示數(shù)字1，那么譯碼驅(qū)動(dòng)電路輸出段bc為高電平，其他段掃描輸出端為低電平，以此類(lèi)推。主要由74LS48芯片驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管譯碼器。圖674LS48管腳圖74LS48芯片是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動(dòng)器，A、B、C、D是BCD碼的輸入端；a、b、c、d、e、f、g是輸出端；試燈輸入端：當(dāng)=0時(shí)，數(shù)碼管的七段全亮，與輸入的譯碼信號(hào)無(wú)關(guān)。本輸入端用于測(cè)試數(shù)碼管的好壞，動(dòng)態(tài)滅零輸出端：當(dāng)=1、=0且譯碼輸入為0時(shí)，該為輸出不顯示，即0自閉熄滅；當(dāng)譯碼輸入不全為0時(shí)，該為正常顯示。本輸入端用于消隱無(wú)效的0。滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅零輸出端：當(dāng)作為輸入使用，且=0時(shí)，數(shù)碼管七段全滅，與譯碼輸入無(wú)關(guān)。當(dāng)作為輸出使用時(shí)，受控于和：當(dāng)=1且=0時(shí)，=0，其他情況下=1共陰數(shù)碼管在使用時(shí)要注意：是共陰極時(shí)，其管腳COM端接地；如果是共陽(yáng)極時(shí)，其管腳COM端要接高電平。圖7譯碼顯示電路74LS48的功能表如下：2.7控制電路的分析及設(shè)計(jì)控制電路由74LS10以及74LS00構(gòu)成，可以完成以下功能：閉合“啟動(dòng)”開(kāi)關(guān)，計(jì)數(shù)器應(yīng)完成置數(shù)功能，顯示器顯示所計(jì)數(shù)字，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)；當(dāng)“暫停/連續(xù)”開(kāi)關(guān)處于“暫?！睍r(shí)，計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)，顯示器保持不變；當(dāng)此開(kāi)關(guān)處于“連續(xù)”時(shí)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)遞減計(jì)時(shí)；當(dāng)計(jì)數(shù)器遞減計(jì)數(shù)到零時(shí)?？刂齐娐窇?yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，計(jì)數(shù)器保持零狀態(tài)不變，二極管發(fā)光。圖8控制電路真值表：1000100111100110100101100100100011100010100001100000013系統(tǒng)測(cè)試3.1調(diào)試所用的基本儀器清單所用儀器數(shù)量電源輸入設(shè)備1臺(tái)電源輸入線1條萬(wàn)用表1個(gè)杜邦線若干3.2調(diào)試結(jié)果經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，倒計(jì)時(shí)器獲得了成功，具有顯示計(jì)時(shí)功能，設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)和暫停/連續(xù)功能時(shí)，要求數(shù)碼顯示器不滅燈，計(jì)時(shí)器為遞減計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)間隔為1S，計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(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)。3.3測(cè)試結(jié)果分析利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖，并且生成對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)表，檢查零件的封裝問(wèn)題，根據(jù)設(shè)計(jì)情況來(lái)修改或補(bǔ)充零件封裝；進(jìn)入PCB系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行電路板布線，規(guī)劃電路板，主要是確定電路板邊框，包括電路板尺寸大小等等；對(duì)電路板的設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查，確保電路板不出現(xiàn)問(wèn)題，再進(jìn)行打印到銅板上，經(jīng)過(guò)腐蝕，只留下電路圖，打孔之后安裝元件后進(jìn)行焊接。按設(shè)計(jì)的電路板及其原理圖在面板上放好各個(gè)模塊的元器件接好實(shí)際電路圖并焊接好電路板，檢查電路是否接線正確，然后對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行功能校正，再接