30秒定时器设计报告.doc

30秒定时器设计报告一系统方案1题目描述：本系统是由纯数字电路为中心的控制系统。该系统由555组成的秒脉冲发生电路，计数器，译码显示，报警电路以及由与非门组成的控制电路组成。该系统具有30秒倒计时功能，能够实现复位，启动和暂停连续功能。利用数码管可以显示计时器的时间。2设计要求：1）.具有显示30秒计时功能；2）.设置外部操作开关，控制计时器的直接复位、启动和暂停/连续功能；3）.计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1；4）.当计时器减到0时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。3：根据设计要求，绘制原理图 原理图如下图所示。该图包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路和报警电路等5个部分。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30秒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/连接计数、译码显示电路的显示功能。秒脉冲发生器计数器控制电路报警电路译码显示外部操作开关30秒倒计时器的总体参考方案框图以上5个部分可实现本实验的功能。基本简单原理图二 电路理论分析：555定时器555通过外接电阻R1，R2及电容C1充放电，组成了多谐振荡器。使555输出端V0出现高低电平两种暂稳态，从而构成时钟信号作用于计数器74LS192时钟信号输入端CPD。本系统设计要求时间间隔为1秒，所以555的脉冲频率为1HZ。而由555振荡频率F0=1.44/(R1+2*R2)*C1 ,令C1=10UF,可取R1=20K则R2=62K ,则刚好产生1HZ的脉冲信号。另外通过按下K3将C1短路阻止电路的充放电从而起到暂停功能。2：74LS192组成的计数器电路由于系统要求从30秒开始倒计时。因此，可在74LS192的预置数端D0 D1 D2 D3置入N=（0011，0000）BCD，也就是十进制数30。它的计数原理是555产生的时钟信号CP作用天低位计数器的时钟信号输入端，产生减计数。当低位计数器的BO端发出跳变脉冲时高位计数器开始减1计数。当高位，低位计数器全为0时，此时BO=1。当下一个脉冲CP来后，低位计数器Q3Q2Q1Q0=（1001）BO=0发生负跳变从而产生借位信号，高位计数器开始减计数，Q3Q2Q1Q0=（1001）并产生借位信号。此时，高低位计数器Q3端均为高电平经与非门后主成低电平，并作用于由与非门组成的RS锁存器，使Q端（74LS00的11脚）输出低电平。一方面，此低电平通过电阻R4作用高低位计数器的异步清零端，从而使电路复位而不会显示存在时间极其短暂的99。另一方面，此低电平使发光二极管导通，产生光电报警。3：控制电路控制电路主要由与非门构成的RS锁存器组成。当S1按下S端（74LS00的13脚）出现低电平。Q端出现高电平，计数器开始计数。松开S1后，S端出现高电平使RS锁存器处于保持状态，直到高，低位计数器减为0产生信号使R端（74LS00的5脚）出现低电平，RS锁存器的状态才改变。三 电路元件由两块74LS192芯片组成计数器电路，由两个共阴极数码管和两个具有驱动共阴极数码管芯片74LS48组成显示电路，555时组成的秒脉冲发生器是路，报警电路由门电路和绿色发光二极管组成，控制电路由门电路和开关组成，以及一些电阻，电容等组成了整个电路。四 测试方案及测试结果接上+5V电源，计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关S1闭合时，计数器开始计数；当暂停/连续开关S3拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停/连续开关S3拨在连续时，计数器继续累计计数；在减计数的过程中也可按下S2实现复位，使计时器开始重新计时。依实验要求，计数器计数，从30，29，28。时间间隔为1s。当计数到00时，发光二极管灯亮，发出光电报警信号。五 总结 课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新月异，数字电子技术已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说是无处不在。因此，作为二十一世纪的大学生来说掌握数字电子技术是十分重要的。回顾起此次数字电子技术的课程设计，有很多感慨，的确，从选题到定项，从理论到实践，在整整两个星期的日子里，可以说得是麻烦多多，特别PCB板的制作，更是麻烦不断，但是可以学到很多很多的的东西；同时，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识，特别是动手能力的提高。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到的问题，虽然已经不是第一次做课程设计了，但还是难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，比如说个别芯的功能不是很懂，对数字电子技术的原理基础掌握得不好，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。最后，想说的是，通过这次课程设计，让我彻底知道理论与实践相结合的重要性，只有多动手，才能进一步将理论知识巩固，自己才能真正学到东西，才能理解知识，为以后自己真正的实践起到一点辅助性的作用。 感谢各位同学以及老师的指导，使我顺利完成了这次课程设计。六 参考文献：1