30秒定时器.docx
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30秒定时器
一、设计任务及要求:
1、设计任务:
设计一个具有计时与显示功能的30秒定时器逻辑电路。
2、要求:
1、30秒计时功能,两位数字显示,及时间隔为1秒;
2、进行30秒减计时,每次减计时结束后,发光二极管点亮,显示器显示00;
3、设置外部开关,可使定时器直接清零,启动计时、暂停/连续计时。
指导教师签名:
年月日
二、指导教师评语:
指导教师签名:
年月日
三、成绩评定:
指导教师签名:
年月日
四、系部意见:
系部盖章:
年月日
设计项目成绩评定表
设计报告书目录
一、设计目的1
二、设计思路1
三、设计过程1
3.1、系统方案论证1
3.2、模块电路设计2
四、系统调试与结果3
五、主要元器件与设备3
六、课程设计体会与建议4
6.1、设计体会4
6.2、设计建议4
七、参考文献4
一、设计目的
1、熟悉集成电路的引脚安排。
2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。
3、了解面包板结构及其接线方法。
4、了解30秒定时器的组成及工作原理。
5、熟悉30秒定时器的设计与制作。
二、设计思路
1、设计秒脉冲电路;
2、设计减计数电路;
3、设计译码和数码显示电路;
4、设计时序控制电路;
5、组装整机电路。
三、设计
3.1系统方案论证过程
30秒定时器总体方框图:
图3-1
30秒定时器主要有秒脉冲发生器、控制电路、计数器、译码显示电路四部分组成。
计时器完成30秒减计时功能,而控制电路是直接控制计数器的清零、启动计时、暂停/连续计数、译码显示等功能。
操作直接清零开关时能够使计数器清零并且数码显示器显示00;当启动开关闭合时,控制电路应封锁时钟信号CP(脉冲信号),同时计数器完成置数功能,数码显示电路显示30;当启动开关断开时,计数器开始计数;当暂停/继续开关闭合时,控制电路封锁时钟信号CP,计数器处于封锁状态,计数器停止计数;当暂停/继续断开时,计数器连续累计计数。
3.2模块电路设计
1、秒脉冲电路:
图3-2
该电路的功能是给电路提供1Hz的脉冲信号。
使用32768Hz的石英晶体进行十五级二分频获得秒脉冲,4060最大可实现十四级二分频就可得到1Hz的脉冲信号。
其中4060是14级二进制计数器,
和
分别为时钟的输入和反时钟输出端,
引脚输出的是十四级二分频后的脉冲。
输出的脉冲输入到双D触发器74HC74的时钟端,D和
引脚连接可实现二分频,Q引脚输出1Hz的脉冲。
2、减计数电路:
图3-3
减计数器如图所示,计数器74HC192具有异步清零、异步预置功能的双十钟十进制同步加/减计数器,当接+5V时,CR为高电平,计数器清零;当接地时,CR
为低电平、为低电平时,端输入的数据被置入计数器,当CR为低电平时,为高电平时,如果为高电平,由端输入计数脉冲,进行加计数;如果为高电平,由端输入计数脉冲,进行减计数;如果和端都为高电平,计数器保持状态不变。
用两片74HC192实现30秒定时器计数,如图所示。
当接地,同时启动开关合上时,两片74HC192的,计数器置30秒。
当断开时,计数器工作,端输入秒脉冲时,进行减计数。
当计数器减计数到0时,同时输出低电平0。
3、译码和数码显示:
图3-4
译码器将各级十进制计数器的计数结果进行二-十进制译码,并驱动数码管用十进制符号显示出来。
4511为BCD七段锁存数码驱动器,其输入端A、B、C、D分别接计数器
、
、
、
;输出端a~g分别接数码显示器的七段a~g。
数码显示器选用七段共阴极半导体显示器。
译码器和显示器之间分别串入七个限流电阻,以防止电流过大而烧毁数码管
4、时序控制电路:
图3-5
、
是个位和十位计数器的借位输出端,是暂停/继续开关。
开关打向2时,输出高电平,控制门打开,秒表脉冲信号可以通过控制门使计数器进行减计数;开关打向1时,输出低电平,门关闭,秒脉冲信号被封锁,计数器处于锁存状态。
计数器进行30秒计数时后,十位计数器和个位计数器同时借位,均为低电平,控制门输出低电平,二极管发光,同时门关闭,计数器不再进行计数,并显示00。
四、系统调试与结果
1、组装调试30秒计数器电路。
2、可预置时间的定时电路,并进行组装和调试。
当输人1Hz的时钟脉冲信号时,要求电路能进行减计时,当减计时到零时,能输出低电平有效的定时时间到信号。
3、调试时序控制电路。
4、30秒计数器的联调,注意各部分电路之间的时序配合关系。
然后检查电路各部分的功能,使其满足设计要求。
图4-1
五、主要元器件与设备
数字电路实验箱或multisim10软件集成电路4511BD-5V—2片,74HC192-4V—2片,74LS00D—5片,74LS04D—3片。
电阻:
510Ω—14只,1KΩ—9只,4.7kΩ—l只,5.1kΩ—l只。
100kΩ—l只,10kΩ—1只,3kΩ—1只,50Ω—3只。
电容:
0.1uF—1只,10uF—2只,100uF—1只。
发光二极管—1只。
其它。
六、课程设计体会与建议
6.1、设计体会
在这一周的电子技术课程设计里,我完成了30秒定时器的设计,基本实现所有功能,通过这短短一周的实践,锻炼了自己动手设计软硬件的能力,在编写程序以及调试过程中遇到了很多问题,在同学和老师的帮助下,我发现问题的所在,并进行修改,按时完成设计内容。
通过这次对30秒定时器的设计,让我了解了设计电路的基本步骤。
并且,我对Multisim10软件也有了更进一步的理解与掌握。
所以,在今后的学习中,我还得加强设计能力与动手能力。
6.2、设计建议
我建议学校今后能够提供实物元件,让我们完成元件的组装,这样会对加强我们对电路原理的理解,并锻炼了动手能力。
七、参考文献
[1]《电子技术课程设计》杨志忠主编华沙康光荃副主编。
[2]《应用260例数字集成电路》兰吉昌主编
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