数显声响式定时器.doc

陕西理工学院 电子技术课程设计电子技术课程设计报告题目： 数显、声响式定时器姓名： X X X 班级： XXXXXXX 学号： XXXXXXXXXX 指导教师：熊国庆 完成时间：2012年 9月12日目录1. 任务书12前言23总体设计方案选择与论证34单元电路与总电路设计44.1 5V电源54.2 1Hz信号源64.3 倒计时与显示部分64.4 复位电路74.5 最后三秒声响部分84.6 停止电路94.7 总体电路105 实验装调115.1方法与步骤115.2故障及其处理125.3总结和体会12附1、元器件清单13附2、集成电路芯片管脚图14任务书数显、声响式定时器一、任务和要求 设计并制作一个数显、声响式定时器，要求如下：1、 用压控陶瓷蜂鸣器作为电声元件，电路具有15秒定时功能。2、 用一个数码管即一个发光二极管表示时间计时，格式如下：初始时LED及数码管均不亮，按开关键后数码管显示5同时二极管亮，然后开始倒计时计数。3、 具有最后三秒报时功能，要求响半秒、停半秒共三下。4、 电路应具有开关复位或手动复位功能。5、 自制一秒信号源及制作本电路所用的直流稳压电源，用AC220V供电。二、 提示和参考文献：数字电子技术实验任务书实验四数字电子技术实验任务书实验六直流电源参见参考资料P23前言 数显声响式定时器是一种在生活中参见的电子设备，在许多场合中都会见到它的身影，现在的各种各样的倒计时牌到处可见，这些设备虽然在外形上有很大的区别，但在功能上都是还要实现倒计时以及在计时快停止时对人们的提示，所以对这些设备的研究与了解对于我们来说非常有必要，再加上它里面所涉及的内容绝大多数都和我们所学习的数字电路基础技术这门专业基础课有关，因此此次倒计时计数器设计对于我们来说是一个锻炼实际应用能力的一个绝好机会。 此次的课程设计主要针对我们学习数字电子技术之后与实际应用结合起来，进行综合设计培养以我们独立分析、思考与解决实际问题的能力以及如何将所学的课程运用于实践中。总体设计方案选择与论证3.1、 方案一如图3.1所示，信号直接由 555定时器产生（频率 1HZ，占空比 0.5），由74LS192主控倒计数，JK触发器控制LED和74LS192的复位，三态门控制计数停止。3.2、 方案二如图3.2所示，信号先由555定时器产生频率为10HZ的矩形脉冲，再经过十分频，输出频率为1Hz，占空比为0.5的矩形脉冲，由74LS192主控倒计数，JK触发器控制LED和74LS192的复位，与门控制计数停止。3.3 对比选择 从准确角度来说方案二要优于方案一，因为方案二时钟信号经过十分频，误差更小、占空比更准确，但单就任务书而言，方案一就足够了，并且方案一所使用的芯片少，简单、实用，因此我们选择方案一。单元电路与总电路设计4.1 5V电源任何电路都离不开电源部分，我们做的定时器也不例外，电源的好坏直接影响着电路能否正常工作。220V交流电经过变压器变为9V，在经过整流桥整流成直流电，然后采用三端稳压芯片7805稳压 ，右边两个电容是5伏电源的滤波电容。4.2 1Hz信号源 由于蜂鸣器在后三秒要响半秒停半秒，所以要由555产生周期为1秒、占空比为0.5的矩形脉冲，因为此震荡电路占空比为0.5，所以在电路中加入二极管，这样电容充、放电所经过的电阻一样大，所以充、放电的时间一样，所以占空比为0.5。4.3 倒计时与显示部分 使用74LS192进行减法计数，清零端接低电平，置数端接复位信号，加法计数时钟接高电平，借位端接JK触发器的CLK端。JK触发器的J、K、R端接高电平，当JK为高电平时，每当有时钟信号输入时，触发器的状态就会发生翻转，当9到0发生借位时，JK触发器CLK端得到一个下降沿，使当前状态翻转一次，即显示从5到0再从9到0，5到0时发光二极管亮，9到0时发光二极管灭。4.4 复位电路 选择带置数清零端的JK触发器进行复位，JK触发器的J、K、S端接高电平，当JK为高电平时，每当有时钟信号输入时，触发器的状态就会发生翻转，打开电源开关瞬间，JK触发器的Rd端接低电平有效清零，待电容C1充电完成之后Rd端变为高电平，清零无效，故保持原状态，上电复位完成；开关闭合一次， CLK端得到一个下降沿，当前状态反转一次，使可以达到复位/计时效果。4.5 最后三秒声响部分 最后三秒信号对应的输出应为0011、0010、0001以及LED灭，用或门、非门电路选出最后三秒信号，再与上占空比为1/2的时钟信号即可实现最后三秒响半秒、停半秒的报时功能。4.6 停止电路 使用或门加三态门电路实现计数的自动停止功能。当计时状态为：发光二极管灭且7段显示数码管显示为0时，通过或门，三态门控制端为低电平，三态门变为高阻态，74LS192的时钟信号停止，所以计数停止。4.7 总体电路如图所示，把所有的单元电路按照逻辑关联方式联系在一起，电路便可以从15开始倒计时，并且后三秒半秒响、半秒停，开机或开关可复位。192的借位端控制发光二极管在192从5到0时发光，所以借位端接 JK触发器的CLK端，使其每一次从0到9变化时，都有一次反转来控制二极管；蜂鸣器要求在后三秒半响半停，使用与门电路即可实现。 5 实验装调5.1方法与步骤按照设计好的的单元电路图连接好每一个单元电路，在调试好每个单元电路后，再把所有的相关的反馈电路联系在一起，按照所设计的总电路图进行连接，最后进行测试以达到最终任务书的要求。5.2故障及其处理 在这次的课程设计实验中，我们遇到了许多大大小小的问题，首先是在实验开始阶段的仿真中不能自动开机复位，后来经过认真检查换了仿真软件才成功，其次是接触不良问题，有些时候电路整体的功能不是特别稳定，在进行简单的故障分析之后，发现是因为电路板的接触不良造成的，最终采用一系列加固措施，大体上排除了接触不良带来的问题，使最后的电路性能较为稳定。5.3 总结和体会 三周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础 通过这次电源部分的制作，我才真正懂得了凡事都要亲自上手才是真的掌握，只有动手了才能体会到理论和实践的差距，同时这次课设也提高了我独立思考独立分析问题的能力。 在此，还要感谢熊老师的悉心指导和同学们的乐于助人，是自己学到了不少知识，培养了我的数电模电以及其他的知识，培养了同学之的团队精神，本次课设受益匪浅，锻炼了自己。附1、元器件清单名称规格数量电容4.7uF 1000uF 2.2uF 100uF 10uF 10nF 1uF7电阻68K 68K 1k 1k 2004电位器10K 1k1二极管1N40072555振