分秒计时器.doc

1 目录目录 1 设计设计内容及任务书内容及任务书 2 2 基本原理基本原理及框架图及框架图 2 3 单元电路的设计和元件的选择单元电路的设计和元件的选择 3 3 1 秒脉冲发生器 3 3 2 分秒计数器 4 3 3 电机状态转换 7 3 4 总电路图 9 4 仿真结果仿真结果 10 4 1 秒脉冲发生器 10 4 2 分秒计数器 11 4 2 1 正转 11 4 2 2 暂行 12 4 2 3 反转 13 4 2 4 停止并发出警报信号 14 5 安装与调试安装与调试 15 6 心得心得体会体会 15 7 元器件清单元器件清单 16 8 参考文献参考文献 16 2 1 设计设计内容及任务书内容及任务书 1 设计并制作一个电子定时器 用以控制洗衣机的电机作如下运转 2 用 2 个 LEDLED L1L1 和 L2L2 表示洗衣机的动作状态 L1L2 11L1L2 11 为正转 0101 为暂行 1010 为反转 0000 为停止 3 用 2 位数码管显示洗涤时间 秒数 按倒计时方式对洗涤过程作计时显 示 直到时间到停机 并发出音响信号报警 4 总洗涤时间可由用户通过十进制拨码盘任意设定 并设置启动键 在预 置定时时间后 按启动键开始机器运转 5 设置停止键 在洗涤过程中随时按该键可终止动作 并使显示器清 0 2 基本原理基本原理及框架图及框架图 首先 从秒脉冲出来的信号 经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数 进行清零 这时用户置入洗涤时间 并按开始按钮 洗衣机开始工作 当秒计 数器变为零的时候 去分钟计数器上面借数 与此同时 从十秒位转化出来的 信号进入移位寄存器后 LED 灯表示出电机运转状态 当用户设定的洗涤时间 结束后 电路报警并亮灯 同时电机指示灯熄灭 脉冲计数系统 控制系统 选择器 显示系统 3 3 单元电路的设计和元件的选择单元电路的设计和元件的选择 3 1 秒脉冲发生器秒脉冲发生器 秒脉冲发生器是由 555 定时器构成的多谐振荡器 电路图如图所示 4 3 2 分秒计数器分秒计数器 分秒计数器如下图所示 5 其中 74LS192 的引脚如下图所示 74LS192 的功能表如下表所示 UPDOWNLDCR操作 00置数 110加计数 1 10减计数 1清零 6 一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的 不同的只是它们的输 入脉冲和进制不同而已 我们用四片 74LS192 来实现分计数和秒计数功能 我 们要的只是减计数 所以我们把它的 UP 端接到高电平上去 DOWN 端接到秒脉冲 上 十分秒位上的输入端 B C 端接到高电平上 即从输入端置入 0110 十进 制的 6 秒十位的 LD 端和借位端 BO 联在一起 再把秒位的 BO 端和十秒位的 DOWN 联在一起 当秒脉冲从秒位的 DOWN 端输入的时候秒计数的 192 开始从 9 减到 0 这时 它的借位端 BO 会发出一个低电平到秒十位的输入端 DOWN 秒 十位的计数从 6 变到 5 一直到变为 0 当高低位全为零的时候 秒十位的 BO 发出一个低电平信号 DOWN 为零时 置数端 LD 等于零 秒十位完成并行置数 下一个 DOWN 脉冲来到时 计数器进入下一个循环减计数工作中 对于分计数来说 道理也是一样的 只是要求 当秒计数完成了 分可以自动 减少 需要把秒十位的借位端 BO 端接到分计数的 DOWN 端作为分计数的输入信 号来实现秒从分计数上的借位 当然 这些计数器工作 其中的清零端 CR 要处 于低电平 置数端不置数时要处于高电平 这是一个独立工作的最高可以显示 101 分钟的计时器 把四个 192 的 QA QB QC QD 都接到外部的显示电路上就可 以看到时间的显示了 作为洗衣机控制器的一个模块 它还得有一定的接口来 和其他的模块连接在一起协调工作 分计数的清零端 LD 是接在一起的 秒的清 零端 LD 又是接在一起的 所以当要从外部把它们强制清零时 可以用一个三极 管 NPN 或者两个或门就可以实现该功能 还有我们可以利用分计数的 UP 端 来进行外部置数 当把它们各接到一个低触发 平时保持高电平 外部给一个 力就输入一个低电平 的脉冲上 就可以实现从 0 9 的数字输入 7 3 3 电机状态转换电机状态转换 电路图如下图所示 8 其中 74LS151 为 8 选 1 数据选择器 其功能真值表如下表 GCBAYW 1 01 0000D0D0 0001D1D1 0010D2D2 0011D3D3 0100D4D4 0101D5D5 0110D6D6 0111D7D7 前 20 秒为正转状态 即十分秒位为 5 和 4 时 此时 L1 Y1 L2 Y2 11 接下来 10 秒为暂行状态 即十分秒位为 3 时 此时 Y1 0 Y2 1 再接下来是 20 秒的反转 即十分秒位为 2 和 1 时 此时 Y1 1 Y2 0 最后 10 秒为暂行状 态 即十分秒位为 0 时 此时 Y1 0 Y2 1 所以 D5 D4 D2 D1 1 D3 D0 0 Y1 D5 D4 D3 D0 1 D2 D1 0 Y2 9 3 4 总电路图总电路图 其中 LD 接在高电平上 当开关开关 1 接到右边档时 且 CLR 处于低电平时 此时 为置数状态 CLR 都接在低电平上 当开关开关 2 接到左边档时 CLR 为高电平 此时处于清零状态 当开关开关 3 接到左边档时 整个电路处于暂停状态 D 触发器的特性表如下表 DQQ 000 010 101 111 10 也就是当输入为 0 时 不管 D 触发器初始状态如何 它的输出都为 0 所以当 D 触发器的初始状态为 0 且输入为 1 时 警报灯会发出信号 4 片 74S32 分别 管理着分秒计数器 在 4 片 192 并未都达到 0 时 D 触发器的输入一直为 0 当 4 片 192 输出都为 0 时 D 触发器的输入为 1 且此时它的初始状态 Q 0 所以灯泡会发亮 4 仿真结果仿真结果 4 1 秒脉冲发生器秒脉冲发生器 11 4 2 分秒计数器分秒计数器 4 2 14 2 1 正转正转 12 4 2 24 2 2 暂暂行行 13 4 2 3 反转反转 14 4 1 44 1 4 停止并发出警报信号停止并发出警报信号 15 5 安装与调试安装与调试 这个安装线路可不能投机取巧 只能慢慢的 一步步的接 先是把 4 片 192 接 好并且调试成功了才继续接下面的线路 光是 192 都废了我们很多的时间 不 过解决了 192 的问题后 接下来的线路接起来就轻松多了 接完线直接调试 没出什么状况 只是有个新片插不紧 还要用手按着 不然又是一个接触不良 调试的结果很符合这次设计的要求 这也让我们感到这些天的辛苦并没有白费 6 心得体会心得体会 刚接到任务的时候对这次的设计一点头绪都没有 还好当天发了 电子技术与 EDA 技术课程设计 看了下里面的一些设计 渐渐的也有点了想法 但是整个电路还 是想不太出来 只是很单纯的把 192 给想出来了 直到康老师给了点提示再加 上队友的配合 才算完整的把思路给弄出来了 本以为课程设计 主要就是设 计比较麻烦 没想到接线更麻烦 大二的时候做过数电实验 所以知道线路接触不良是有多么的烦躁 只好 一根根检测 安装线路的时候最难受的就是 4 片 74LS192 了 总是出问题 本 来是队友说要接 192 的 剩下的我来接的 所以我也没管 然后让他接了一天 居然都没搞定 我就开始意识到问题的严重性了 仿真的时候一点问题没有 然后一接线 就问题百出了 也不知道是线接触不良还是芯片有问题 不过还 真有一片 192 是没用的 开始他也没测试芯片与线的好坏 所以也一直不知道 问题出在哪 还一直以为是自己没接好 总是接了拆 拆了接 无限循环 直 接把眼睛都弄花了 向高人讨教后 才知道怎样检查线是否有问题 才发现我 们组很多线有问题 但是 192 依旧还是没被他给征服 他还刻意测试了 192 并没有发现问题 这就让人很无语了 最后他被 192 征服了 没办法 总不能 放着不管 只好我来接 4 片不行 我直接试着接 3 片 192 接了好几次 都是 错误的 3 片不行 我接 2 片 秒位的 2 片 192 错了好几次 总是以为线接错 了或者又接触不良 查了又没问题 换了线也还是这种情况 这就烦了 又从 单个芯片慢慢测试 调试了很久终于发现第一片 192 是有问题的 虽然也跟其 他 3 片一样能显示数字 但是初始的显示数字却有问题 其他都是从 0 开始倒 计时 而第一片却从 6 开始 然后就去找班长又要了 2 片 192 他都已经收工 了 换了 192 以后终于把分秒计数器给征服了 之后的线路也随之顺畅了许多 就这样在星期四的时候终于是接完了 星期五也就是截止日期 我们才让老师 验收 这次的课程设计确实是挺累人的 尤其是对我们这些数电学的不怎么样的 同学 还要重新去学一下数电 不过好处也是显而易见的 从原来的完全不会 到现在成功的完成了这次的设计要求 我觉得自己在这次的课程设计里还是比 较成功的 这次的课程设计充分的让我见识到了耐心 细心与决心的重要性 各种错误的出现使得我们焦头烂额 最终把这些错误都解决的感觉真的是很好 16 多亏了康老师的提示与同学的帮助 才能顺利的