多功能数字计时器设计

电工电子综合实验报告多功能数字计时器设计2011112目录摘要关键词3一、实验目的3二、设计内容简介A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A13三、设计功能要求A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A13四、设计电路原理图A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A14五、电路逻辑总原理图及工作原理A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A14六、各单元电路原理及逻辑设计A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A151秒脉冲信号发生电路A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A152计时电路A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A163译码显示电路A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A174清零电路A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A185校分电路A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A196报时电路A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1107附加电路11七、实验中遇到的问题（产生原因及解决方法）A1A1A1A1A1A112八、实验总结及体会A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A113附录1参考文献A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1143元器件清单A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1144芯片管脚图及功能表A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1142电路总图A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1173多功能数字计时器设计摘要数字计时器由秒脉冲信号发生器、计时电路、译码显示电路、校分电路、清零电路、报时电路等几部分单元电路组成，设计完成后可实现多种功能的综合应用。本文首先介绍了实验内容与设计的功能要求,然后较详细地阐述了各单元电路的相关原理，并对相关电路图进行了分析。关键词脉冲信号发生电路、计时电路、报时电路、校分电路、清零电路、起停电路正文一、实验目的1掌握常见集成电路的工作原理和使用方法。2学会单元电路的设计方法。二、设计内容简介本实验采用中小规模集成电路设计一个数字计时器。数字计时器是由脉冲发生电路，计时电路，译码显示电路，和控制电路等几部分组成。其中控制电路由清零电路，校分电路和报时电路组成。三、设计功能要求1、设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣器的脉冲信号（F11HZ,F21KHZ,F32KHZ）。2、设计一个计时电路，完成G19分G19G19秒G97G28分G24G28秒的计时功能。3、设计报时电路，使数字计时器G1186G28分G243秒G5332G3999报时，G8611G19560一秒发一G3780，G1861发G989G3780G1314G19911，一G3780G20652G19911G727G2375G28分G243秒、G28分G24G24秒、G28分G24G26秒发G1314G19911（G20069G105871G78HZ），G28分G24G28秒发G20652G19911（G20069G105872G78HZ）。G23、设计校分电路，G3324G1231G1321时G1517，G6332动校分G5332关，可G12092HG61进行校分。G24、设计清零电路，G1867G7389G5332G7438G14270动清零功能，并G1000G3324G1231G1321时G1517，G6365动清零G5332关，可G1209进行计时器清零。G25、G13007G13491G13435G13864G16855G16809，G4570G1209G990电路进行G13435G13864完成计时器的G6164G7389功能。G26、可G3698G2164数字计时器G19480G2164功能，G1375G3926数字计时器G4462时功能、电路起停功能、电4路采用动G5589显示等。四、设计电路原理图数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的，其中控制电路G6365G10043设计要求可G1209由校分电路、清零电路和报时电路组成。G1867G1319的原理G7706图G3926G991G7265五、电路逻辑总原理图及工作原理工作原理G726由G6403G14645器G1147生的G12295G4462的G20652G20069脉冲信号，作为数字G19059的时G19400G3534G1946，G1889G13475分G20069器G17767G1998G7643G1946秒脉冲。秒计数器G16772G939760后G2533分计数器进G1313。计数器的G17767G1998G13475译码器G17877显示器。G16772时G1998现G16835G5058时可G1209用校时电路进行校分，校秒。G6205G4649电路G5529G20047G3324G1039G1319电路G8503常G17828行的G5785G1929G991G6177能进行功能G6205G4649。六、各单元电路原理及逻辑设计1秒脉冲发生电路脉冲信号发生电路完成为计时电路提供计数脉冲的功能。实验中采用32768HZ的G11719G14533G7242G1319多G16868G6403G14645器作为脉冲信号G9316。G13475分G20069器CD4060的多G13435分G20069，G1186Q14Q4可分G2047G14731G54832，4，8，G103G103G103G1031024,2048HZ等G993G2528G20069G10587的G17767G1998信号。G1889G45702HZ的脉冲信号G13475G1120分G20069电路G5483G20521HZ的秒脉冲信号。DG16314发器可实现G1505G20069器。G4570DG16314发器的QG12483与DG12483G6209G6521G3324一起实现G1505G20069器，G2029QG12483的G17767G1998信号G2375为1HZ的秒脉冲信号。G2490G3818，4060的G12661G14062Q4和G12661G14062Q5提供2KHZ，1KHZG3803用。器G1226G72632768HZG7242G1319G12661、20MG161电G19471、20PF电容、10PF电容、CC4060、74LS74。62计时电路计时电路由分计数器、秒G2325G1313计数器、秒个G1313计数器G7512成。分计数器和秒个G1313计数器用CD4518BCD码计数器G11464G6521实现G2325进制计数功能G727秒G2325G1313计数器由74LS161G1582成一个G11860000G7940101的模G1857计数器实现。G17842G6521时，脉冲信号发生器生成的1HZ脉冲信号G17877G1849秒个G1313计数器（CD4518A）的CPG12483，秒个G1313单元中的G17767G1998Q1、Q4G17902G17819一个与G19762G19388G6521G184974LS161的时G19059G12483作为时G19059信号完成秒个G1313与G2325G1313的G13435G13864（G6521与G19762G19388是G3252为74LS161的CLK是G990升沿G16314发，而1Q4G332490的跳变时是G991降沿“1001”“0000”）。秒G2325G1313G16772数的模G1857用反馈置数法，2Q1和2Q3G17902G17819一与G19762G19388G6521G1849置数G12483，G2528时数据G17767G1849G12483均G6521地，实现00000101的模G1857功能。G4570计数G13132Q1、2Q3与G19762后作为驱动信号G17877G1849分计数器（CD4518B）的ENG12483，完成分计数。G2029数字计数器整G1319的计数功能G2375可实现。器G1226CD4518、74LS161、74LS00A2A0A3A4A6A5A0A3A4A6A7A0A3A41HZA9A8A10A1173译码显示电路显示电路采用G989片CDG23G2411显示译码器和G989个七段G1861阴数码G12661，电路G1186G19分G19G19秒计G2052G28分G24G28秒。四线七线译码器CDG23G2411的LT，BI分G2047G6521G20652电平，LEG12483G6521G1314电平，此时器G1226处于译码状G5589。电路G17842G6521G17819程中G4570CDG23G2418计数器G17767G1998QA12，QA13，QA14，QA15与译码器CDG23G2411的G17767G1849A，B，C，D对G6521。由于LED数码G12661实际G990是一组发光G1120极G12661，G3252此G4570译码器的G17767G1998A，B，C，D，E，F，G分G2047与数码G12661的相应G12483对G6521。G17842G6521CDG23G2411与显示器时，应当G3324两者的G12661G14062之G19400串G9903G19G19G161的电G19471，用来限流。器G1226CCG23G2411、3G19G19G161电G19471、LEDG1861阴数码G12661。A16A17A18A19A20A21A22A2385、清零电路该电路完成G5332G7438清零和控制清零功能。其中秒个G1313和分G1313的清零G12483G2375CC4518的G12661G140627和15（G20652电平G7389效）G6521G3324第一个G19762G19388之后，秒G2325G131374LS161的清零G12483G2375G12661G140621（G1314电平G7389效）G6521G3324第G1120个G19762G19388之后。刚G5332G7438时，由于电容G990的电压G993能突变，电容两G12483为G1314电平，G13475G17819第一个G19762G19388G17767G1998G20652电平，G6521G2052CC4518的G12661G140627和15，实现秒个G1313和分G1313的清零。G3324G13475G17819第G1120个G19762G19388G17767G1998G1314电平，G6521G205274LS161的G12661G140621，实现秒G2325G1313的清零。G5332G7438后，G5332关打G5332为G8503常工作状G5589，G6365G991G5332关后，电容被短路，第一个G19762G19388的G17767G1849G12483为G1314电平，两个G19762G19388的G17767G1998G12483分G2047为G20652电平和G1314电平，原理G2528G990，实现控制清零功能（异步清零）。器G1226G726CC4069、10KG161电G19471、22F电容。A244518A25A26A27A28A29A30A31A32A33A30A34A2474161A25A26A27A28A32A35A30A3494、校分电路当校分电路G5332关打G5332时，计数器G8503常计数G727当G5332关合G990时，秒个G1313和秒G2325G1313G8503常计数，分G1313进行快速校分，G2375分计数器可G1209G993受秒计数器的进G1313信号的控制。其工作原理是G726当校分G5332关打G5332G2375G3324“1”电平，与G19762G193882被选G17902，与G19762G193881被封锁，秒进G1313G1147生的脉冲G17877至分计数器的时G19059G12483G727当G5332关关闭G2375G3324“0”电平时，与G19762G193881被选G17902，与G19762G193882被封锁，校分信号G17877至分计数器的时G19059G12483。由于校分电路的信号G11464G6521G17877G2052分计数器的时G19059G12483，G5332关的颤动G1147生的脉冲会导致分计数器的G16314发，G1186而影响校分功能，G6164G1209对校分G5332关应G2164一个RS锁存器G7512成消颤G5332关。器G1226G72622F电容，10KG161电G19471，74LS002HZA36A37A38A39A2474LS161LDA40A41A24A29A30A42A43A27A44A45A46A47A48A49106报时电路该电路完成报时功能。设计要求为G33249分53秒、9分55秒、9分57秒各报G1998一个G1314G19911，G33249分59秒报G1998一个G20652G19911。G1867G1319设计G17819程G3926G991G726各时刻各G1313对应的G1120进制码G3926G991图G7261G4570秒个G1313的3（0011）、5（0101）、7（0111）取或，G17902G17819卡诺图的化简可G5483应该G1186秒个G1313取1Q1（1Q21Q3）21Q1（1Q21Q3）分G1313的9（1001）秒G2325G1313的5（0101），G6164G5483的结果和1KHZ的信号与就可G5483G2052G33249分53秒、9分53秒、9分57秒报G1998G1314G19911的驱动信号。3分G1313的9（1001）秒G2325G1313的5（0101）秒个G1313的9（1001）2KHZ的信号与就G5483G2052G33249分59秒报G1998G20652G19911的驱动信号。4G45702和3中G5483G2052的信号取或，就可G1209G5483G2052最终的报时驱动信号。器G1226G72674LS21、74LS32、蜂鸣器、G989极G12661。原理图时G19400（DEC）分G1313（BIN）秒G2325G1313BIN秒个G1313（BIN）953100101010011955100101010101957100101010111959100101011001117起停原理及电路图7分57秒自动停止5秒G14270动起停就是G3324某一个设G4462时刻G14270动停止，G3324设G4462好的一G4462时G19400后，G16772时又G14270动重新G5332G3999，G3324此G17819程中无G20047人工干预。此次G14270动起停功能G1867G1319设计为G726G33247分57秒G14270动停止5秒后又重新G5332G3999计数。根据74161的功能表，当没G2052设G4462的停止时G19400时，G794LOAD一G11464是“0”信号G17767G1849，使G5483G3324置数G17767G1849G12483预置的0111置数至DQCQBQAQG12483，由CQG12483与1HZ求与后G17767G1849秒个G1313的CPG12483，G8503常计数。G11464至7分57秒，“1”信号G17767G1849G794LOAD，74161G33241HZ的脉冲信号G991，0111，1000，1001，1010，1011计数，CQG12483G17767G1998“0”信号，1HZ的信号无法进G1849秒个G1313的信号G12483，G8503好五秒的等待，CQG12483重新G17767G1998为“1”。完成G14270动起停功能。A50A51A52A53A54DA53A54AA55A56A54CA55A56A54AA55A57A54BA55A57A54CA55A57A54A1KHZA58A59A55A57A54DA55A57A54A2KHZA58A5912七、实验中遇到的问题（产生原因及解决方法）1、G3324G6521完秒脉冲发生电路之后,用示波器观察G17767G1998G12483口信号发现G17767G1998波形G993是一条规G2029的G990G991跳变的G11464线,G16868波分量较多,原G3252是受G2052G3818界干扰较大,后来G4570电路进行优化,能G11464G6521用G12661G14062相G17842的地方尽量G993用导线,最后问题圆G9397解决,G3324示波器G990观察G2052规G2029的G990G991跳变波形。2、G3324G6521完显示电路后进行G16855G16809，发现秒G2325G1313G990的数为一个G993变的数，G993能完成计数功能。G13475检查发现G26G23LS1G251的一G1135G993用的G12661G14062没G7389G17842G6521G20652电平而是G11464G6521G5760G12366，G3324G4570G7254时用G993G2052的G5353G14062重新G17842G6521G20652电平后，秒G2325G1313能完成模G1857计数功能。3、G3324G17842G6521好较分电路进行G8991G16809时,发现合G990较分G5332关后分为G3999终显示8G11G2375G6164G7389数码G12661均被G9869G1154G12G993变。重新G17842线后问题G1393G7099存G3324,最后发现原来是本来应该G65212HZ信号的G12483口G19181G6521G2052了2G78HZG990,G1209至分为变化G3838快G13485人G1209G3999终G1852G1154的G5875G16285。G6925G6521G32502HZ信号后较分G8503常。A60A61CA60A61BA60A61AA62A63A61AA62A63A61CA62A64A61AA62A64A61BA62A64A61CA65A66A67A68A69A70A71A72A73A74A75A761HZA72A7313G23、G17842G6521好报时电路进行G8991G16809时，G993能G3324设计的时G19400G9869报时，而是G3324G8611分G19059的2G19秒G20523G19秒时G19400段内G6357G13505报时，G13475检查电路，原来是G4570本应该G1186G23G2411G14467片G17767G1849G12483G5353G1998的分、秒各G1313信号G19181G16835地G1186G23G2411的G17767G1998口的对应G1313置G5353G1998，G13475G6925G6521G3250来后报时G8503常。八、实验总结体会实验G17819程G5647G1319来G16840G17836G12651G20046G2045，由于大G1120G991学G7411模电实验使用的是相G2528的电路G7507等实验G1214器，对于电路的G6657G5326方法和G8892G5859G1119G20045G5062G3534本G10099G5725，第一G3837G993G2052一个小时G2375完成了9分59秒计时电路的G6657G5326和G16855G16809，G1306后来由于较分电路的消颤G5332关的设计G7389问题G14469G17165了大量时G19400进行G6925进和G16855G16809，G2490G3818报时电路部分线路由于G11107G5585G6521G19181了G1313置G1075G13803G17165了G993G4581时G19400。最终于第G1120G3837G20046G2045完成G6164G7389电路（G19480G2164电路是起停）。相G8616于G2081G19766的模电实验，G17837次实验综合G5627较G5390，最大G19602G9869G3324于没G7389现成的电路，G6164G7389的电路G18129G19668要G14270G5061根据要求进行设计。其实本次实验G11507G8503G14469G3324实验G4472中G6657G5326电路的时G19400G2494是G1073G10287一G8623，而实验G2081的G1946G3803G19466段G6177是G11507G8503的G13783验。对于G6117G17837种之G2081几G1058没G7389G1231G1321电路设计G13475验的人来G16840设计G17819程之G14404G19602与G11183G14522可G5831而G11705。首先先要查G19417G17176G7021G10099G5725G6164G13485的G8611一个G14467片的功能和使用方法，然后G19036对要求设计电路并用G17731G1226G1235G11507，G3324此G7411G19400查G19417了大量G17176G7021G1075G2454G13783了一G1135G1194人的方G7708，G13475G17819G16764G16782、G1474G6925最终完成G5647电路的设计，可G16871G2327G2640G987G2808G3999G1998来G794完成了电路的设计，G1075G12651是G17340G17819了最大的G19602关，G6521G991来就是进实验G4472G6657G5326电路。G6657G5326电路最重要的就一个“G12295”字，G2011G5536G5527G9026G8680G17493。首先G14053G9035中G5529G20047G5617路清G7236G726G14270G5061G8503G3324G6657G5326电路的G2750一G3371，G991一步要G17842G2750根线，G2528时G8611G17842完一G3371G14467片后最好能检查一G991，G8617G12467G3926果G3252为一G1135小G3845G16835最后G993G5483G993G17832工就G3252小G3845大了。G3324G8611G6657G5326完一部分电路后要G2462时进行G16855G16809检G8991，G8616G3926G6657完脉冲G1147生电路后可G1209用示波器观察脉冲G17767G1998G12483是G2554G73895V的1HZ脉冲，G1889G3926G6657完显示电路后G2375可检验电路是G2554G8503常（此时没G7389用G2052的G14467片的G5353G14062要根据功能相应置1或置0）。9分59秒计时功能是G17837次实验的最G3534本功能，G3324G4439能G8503常工作的G2081提G991G6177能G2533G991进行G6657G5326。G3324电路G6657G5326G17819程中G3926果发现之G2081的电路G7389问题G13475简单G16855G16809或检查无G17819的G5785G1929G991最好是G6238相应模G3371线G18129G6312了重新G17842G6521，G8617G12467线实G3324G3838多，检查起来G2159G993G1186G5527而G100014G5468容G7143G1147生G9026G17493G5785G13502，进而形成G5706G5627G5502G10627。G17837次G16809验中G1075G16765G6117了解G2052G7389G16780多小G12385G19388可G1209用来方G1427检查G19181G16835。G3926元G1226的G5079G4628要合理，并G1000元G1226之G19400的G17842线要G1582G2052尽量G4581交叉，G17842线要清G7236G727G993G2528功能的元G1226或者G12483口之G19400可G1209用G993G2528的颜色的线G2164G1209区分G727整个实验的电路G8616较复杂，G1306G18