计数报警器课程设计.doc

_课 程 设 计 说 明 书 计数报警器课程名称： 数字电子技术 设计题目： 计数报警器 院 系： 电子信息与电气工程学院 2010 年 5 月 24日课 程 设 计 任 务 书设计题目计数报警器学生姓名邢宜朋所在院系电气系专业、年级、班电子信息工程1班设计要求：1、设计一个计数报警器；2、计数最大值为99； 3、计数达到最大值时发出声光报警信号，报警时间长度为10秒 秒，报警信号用红色LED表示。4、计数脉冲用按钮产生。学生应完成的工作：首先要完成原理图的设计；其次要在multisim软件上认真仿真直到能达到设计要求时为止；然后在DXP软件上绘制原理图文件，绘制完成后导入PCB，并进行手工布线，布线的时候要求元器件尽可能的紧凑，这样可以节约板材并且增强计数器的实用性，接下来就要打印PDF图纸并在实验室转印腐蚀板子，最后就是器件的安装，调试和实验报告的完成。参考文献阅读：模拟电子技术基础. 第四版 童诗白 华成英主编 高等教育出版社； 数字电子技术基础. 第5版 阎石主编 高等教育出版社 电子电路设计与应用.【M】 臧春华 高等教育出版社原理图.PCB设计与仿真 谷树忠 刘文洲 姜航主编 电子工业出版社 工作计划：5月14日5月16日用Multisim绘制原理图并仿真；5月175月21日用Altium Desigder软件绘制原理图并布线PCB图；5月225月24制作电路板并安装元器件和调试；5月25日设计报告收交。任务下达日期： 2010 年 5 月 14 日 任务完成日期： 2010 年 5 月 25 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 计数报警器摘要：设计一个计数报警器，计数达到最大99时开始报警10秒同时伴随者二极管发光，另外脉冲用按钮控制。关键词：报警器、电路仿真软件multisim、PCB设计培训DXP。目 录一、设计背景5二、设计方案6三、方案实施8四、实验结果及结论10五、收获与致谢10六、参考文献11七、附件列表12计数报警器的设计一、 设计背景1.1、 设计任务：设计一个到计数达99时报警的计数报警器1.2、 设计要求：A、 设计一个计数报警器；B、 计数最大值为99；C、 计数达到最大时发出声光报警信号，报警时间长度为10秒，报警信号用红色LED表示；D、 计数脉冲用按钮产生。 1.3实验目的：通过数字电子设计课程设计，是学生较系统地全面地掌握数字电路系统的基本设计方法，设计步骤，熟悉和掌握电路参数的计算，电路元器件的选择和应用，学习数字电路原理图设计PCB板设计和实物电路系统的制作安装调试测试故障查找和排除的方法和技巧，并在此基础上，逐步调试改进完善电路的性能。学会积极地按照设计任务的要求，查阅并理解相关技术文献，能进行方案的论证比较，方案的具体实施。是学生深入的了解与课程设计有关的知识，培养学生分析和解决实际的问题。二、 设计方案本设计主要有计数器、显示器、音响电路（发光二极管和Speaker）、控制电路。2.1、计数器：所用的器材是74LS192N，74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。下面介绍74LS192的引脚图和74LS192的功能表。 CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。 LD为预置输入控制端，异步预置。 CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出， BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。图1 74LS192引脚图可以根据74LS192的引脚图来实现硬件连接，图2中P0、P1、P2、P3分别为D0、D1、D2、D3，可以通过LD=0，给这四个引脚接高电平或低电平来实现置数，Q0、Q1、Q2、Q3为74LS192的输出端，可以直接接七段数码显示译码器。PL为LD引脚，接0时置数，用做加计数或减计数时，必须接1。MR为CR引脚，当接一时，实现清零。TCU为CO，是进位输出端。TCD为BO，是借位输出端。CRLDCPUCPDD3D2D1D0Q3Q2Q1Q01000000DCBADCBAO11加计数011减计数 图22.2、显示器：所用的显示器也就是所说的数码管，是共阳极数码管。2.3、音响电路：发光二极管用红色的LED、音响电路用Speaker来实现。2.4、控制电路:也就是控制Speaker响10秒和LED报警10秒的电路。这需要555定时器中的单稳态触发器。由10=1.1RC来选择合适的R和C即可。单稳态控制报警电路如下： 图 3三、 方案实施、3.1、关于计数99秒的实施:因为用到的计数器是74LS192、所以需要用两片74LS192级联来实现。具体电路图如下: 图 43.2、显示管也就是数码管的实施：在计数器之后用两片74LS47（也就是译码器）接在数码管上即可。具体电路图如下： 图 5其中两片74LS47的ABCD接的是上图74LS192的QAQBQCQD。3.3、控制电路的实施：见图三。也就是用555定时器的单稳态来实现10秒的电路。有10=1.1RC确定R和C即可。3.4、整体的连接与布局：在连接的时候尽可能的的按照功能实现前后的顺序来实现，并且尽可能的让其紧凑。四、实验结果及结论4.1、实验结果：当进行仿真时，当计数器达到99时，这时LED开始发光同时Speaker开始报警，这个过程维持10秒左右。但是在安装的时候由于焊盘的太小和太密是焊接的难度增大，导致焊接效果不理想，在调试的时候只有一级数码管能够进行显示，后来经过测试发现有几个线路不通，通过进一步的焊接与调试，是电路实现的基本报警功能，但是在报警时不会再10秒后停止，虽然进行了多次调试与原理图分析但是仍然不能解决。4.2结论：通过本次课程设计，我认识到了自己对数电这门课程的掌握程度，和以前学习方法的不足，让我对实践更加重视。在这次课程设计中我发现自己的动手能力非常不足，在焊接的时候总是手抖，并且对焊接中出现的错误不能及时正确的处理，导致在调试的时候增加了调试的难度，这是由于平时不好动手练习的原因。以后我会在生活与学习中增加实践的次数。五、收获与致谢5.1、实习心得：本次课程设计使我对数字电子技术有了更进一步的熟悉，实际操作和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，要求我们在以后的学习中注意，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来，增强了学习的兴趣，考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力。 在这两周学习与实验中，我感觉有了很大的收获：首先，通过实验及查阅相关资料使自己对课本上的知识有了更深的掌握，更好的理解，使自己的理论知识与实际相结合，同时实验也增强了我个人的动手能力。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。另外，针对设计中出现的问题，通过查资料和请教老师，得到解决后，更增加了自己设计的信心。实际与理论同样重要，这次课程设计对我无论是以后的工作还是学习都有莫大的帮助。5.2、致谢指导老师们：在本次课程设计当中三位指导老师给予了大力的指导，他们在课上耐心的给予我解答，使我在设计当中少走了许多弯路，减少了错误的出现。在与老师的交流中使我对数电更加的了解，并且增强了我对数电的学习兴趣，这也是本次课程设计中我的最大收获，而这与老师的关心指导是分不开的，谢谢老师！六、参考文献 阎石主编. 数字电子技术基础. 第5版. 高等教育出版社 陈汝全主编. 电子技术常用器件应用手册. 第2版. 机械工业出版社7、 附件列表 7.1 电路原理图7.2PCB图7.3元器件清单器件数量和规格74LS1922片74LS472片数码管2个 共阳极七段电阻1个10K 3个100欧电容1个10uF 1个22nF发光二极管1个蜂鸣器1个导线若干555定时器1片指导