通用倒计时系统

1、1.设计总体思路1.1设计基本原理利用4个74ls192芯片接成倒计时的分十位、分个位、秒十位、秒个位，通过控制74ls192芯片的使能端来实现倒计时器的倒计时与置数。用开关来控制芯片up端与down段的输入，当up端输入高电平，down段输入脉冲时，实现倒计时，并将4个芯片的预置数置成5、9、5、9；相反，当up段输入脉冲，down段输入高电平时，并分别用4个开关来控制，实现分十位、分个位、秒十位、秒个位的递增置数，并通过输出控制清零端，当分个位、分十位、秒个位、秒十位分别递增到5、9、5、9时清零，实现倒计时器在00:00到59：59间循环置数。利用开关来控制4个192芯片的vcc端高低电

2、平的输入来实现复位。同样，利用开关来控制192芯片的down端的输入实现倒计时器的启动与暂停。而将每个芯片的输出用或门或起来再连接到警报器，实现倒计时计时到00：00时停止与报警。1.2设计思路基本框图秒信号倒计时驱动电路显示器启动/暂停预置数控制电路控制电路报警电路复位输入控制2.单元电路设计2.1时钟模块时钟模块是用一脉冲发生器来到实现的，通过脉冲发生器，向整个电路发送，1hz的脉冲，就能成功的实现秒脉冲了。图如下所示：2.2倒计时工作模块将4个74ls192芯片连接成倒计时器的分十位、分个位、秒十位、秒个位。把他们的输入端分别预置数成5、9、5、9。将4个芯片的up端均接vcc高电平，秒

3、个位上的down端接1s的脉冲，使得计数器递减，实现倒计时。而把秒个位的192芯片上的借位输出端连接到秒十位的down端，当秒个位的192递减到0时，向秒十位借一位成9继续递减；把秒十位上的借位输出端接到分个位的down端，用一个或门将秒十位与秒个位芯片上的借位端或起来接到它们的ld置数端，当秒十位、秒个位均递减到0时，向分个位借一位成59继续递减。分位上的同理。图如下：74ls192芯片的真值表如下：2.3显示模块显示模块主要是由四位的bcd-七段显示译码器组成，显示计时器的时间。总电路图中由七个这样的显示器完成。本实验采用共阴数码管。部分显示模块如下图所示：2.4报警模块报警模块，是通过逻

4、辑或门电路来实现的。根据逻辑关系，当四个bcd-七段显示译码器同时为零时，所有的输入信号均为低电平。所以，可以利用这一逻辑关系设计报警电路。2.5启动、暂停模块启动与暂停模块主要是由一个开关与一个与门电路组合而成的。将开关与1hz的脉冲发生器相与，再连接到秒个位的192芯片上down端。开关一段接高电平、一端接地，用来提供高低电平。将开关与脉冲发生器相与后便可以达到控制电路的起动与暂停。具体的工作过程如下：当开关space闭合时，即提供高电平时，与门打开，从面有1hz的输入信号进入到总电路中，从而使电路开始倒计时工作，即启动了电路。而当开关space断开时，提供的是低电平，而低电平可以封存与门

5、，从而阻断输入信号进入到总电路中，即实现了倒计时的暂停。图如下所示：2.6预置数模块通过控制192芯片的down与up端的输入来控制。将上述的启动/暂停按钮与每个芯片的预置数按钮用或门或起来连接到每个芯片的up端。将启动/暂停按钮拨至暂停状态后，192芯片的down端相当于输入了高电平，在通过按钮来给up端输入相当于脉冲的高电平，这样，每个芯片相当于一个累加器，由预置数按钮来控制数的累加。在分十位与秒十位芯片上，均用一个与门将输出的qb、qc与起来再连接到clr清零端，这样以来，当累加到5时，就会自动清零到o，就实现了分、秒十位在0至5的循环置数。图如下所示：2.7清零模块通过控制74ls19

6、2的清零端口clr的输入来实现的。即通过一个开关，通过给clr端输入高低电平来实现清零。正常情况下，要让192正常工作时，clr要保持在低电平，但如果给clr一个高电平，则就可以实现清零。根据这一特性，通过一个开关，同时控制四片192芯片的清零端电平的高低，也就可以控制了整个电路的清零与否。当提供低电平时，电路正常工作，当提供高电平时，实现清零。3.总电路设计3.1仿真图3.2实物图4.设计调试体会与总结4.1 硬件设备的介绍我们需要的硬件设备有，面包板，各功能的芯片，镊子，导线。以及实验箱。4.2硬件的连接与调试 (1)首先要做的事情是仔细先观察面包板和实验箱里的相关器件是否完善，然后了解各

7、个位置的构造和功能，以便与安装。（1） 然(2)然后检测拿到的芯片及导线，看其是否是好的。如果是坏的芯片或导线，电路将无法完成。(3)把各芯片安到面包板上，并且要合理布局，以便与插线。按照电路图插线，过程中要注意外观等问题，万一出现意外便于检查，在插线过程中要十分小心。(4)最后再检测下电路故障，找出电路故障所在并解决，而且不断地调试电路，直到电路达到所要求的功能。4.3调试过程中遇到的问题及处理方法（1） 在实验中我们遇到的首要问题就是不知道如何开始下手 ，面包板的结构不熟悉，开始发现有些孔是连通的是等电位的，结果可想而知，芯片位置的摆放很重要，开始我们摆放不合理，接好之后线好乱，并且不容易

8、检查错误，第一接什么反应的没有。（2） 由于我们的接线是在寝室完成的，试电的时候要将其带到实验室，而原本在寝室完成得很成功的基本电路，到了实验室却一点反应都没有了。后来才发现是线松动了，因为在寝室和实验室这段路程里我们没有保护好接好的线，以至于将其弄松动了。（3） 在试电过程中我们还遇到芯片烧坏的问题，线路根本没问题，但就是不显示了，仔细检查发现计数器芯片被烧坏了， 而且其周围的线也都烧糊了，我建议同学们在接线之前就应该把电线仔细检查一遍，而不是到最后反复开电源去检查器件的好坏。这样很容易烧坏芯片。如果发现芯片很烫，线也有烧糊，就线检查芯片，如果芯片没有烧坏，可能是电线坏了，电线没坏就是芯片坏

9、了，然后再换成新的重新插上还有在试电的时候，如果发现电路不对劲，要仔细分析是哪个部位出现了问题，而不是一股脑把线全部拆下来，这样很浪费时间，就比如这次我们发现，我们的电路不能置数，于是就专门检查置数端，果然是线松了，把它插紧，显示器又能正常工作了。5总结 心得体会这次数电课程设计让我真切感觉到了理论结合实际，老师把课题用邮箱发给我们，开始一看，不知道怎么开始设计电路图，认认真真把课题研究了好几遍开始有了点头绪，估测要用到哪些芯片，然后我找资料，把以前学过的东西又复习了一遍，那个时候不懂的，感觉现在认识深刻些，孔子说的：“温顾而知新”就是这个道理吧，其实要按照课题中所说的要求，设计出电路图，思路

10、还是不怎么复杂，关键就是那些细节问题，芯片的用法要注意什么，都得小心。我和我的搭档经过4个下午的认真研究，画了一设计图，不过比较复杂，并且我们用的74ls161来置数的，这样就增加了芯片的数量，线路也好多，然后我们慢的修改，参考同学的才精减了许多，成功设计，仿真出之后就可以去领器材了，感觉太棒，设计图出来之后一切都好办了，当时我是这么想的。开始接线了。听说这是一项比较困难的任务，往往因为一根线接错就前功尽弃。我们开始可不是这样想，于是很快就接完线了，那些密密麻麻的线着实让人眼花缭乱，虽然线路简单，可接起来真的很头晕。终于完成了，可一试，没有反应。看着这些密密麻麻的线开始有些慌了，因为真的不知道

11、是哪里出现了问题，而且不知从何下手了。琢磨着实在没办法，就开始一条路一条路的检查。果然又一条接错了。改正过后，试电之后只有一部分能运行。我们很高兴至少看到了成功的曙光了，然后我们就想必须得一个模块一个模块的接，并且一定要接好成功运行后才继续接下面的模块，就这样我们成功了，尽管在接线的过程中难免会把其他的线带出来了什么的，不过我们还是耐心的找到的线的位置重新插上去，最后我们成功了，看着自己的劳动成果，真的太高兴了，以前学理论的东西又不怎么能理解清楚感觉就是很抽象，现在动手操作，理论结合实际，让我真正的理解这理论知识的运用，同时锻炼了自己的动手能力。6附录各个芯片功能介绍：四2输入正或非门74ls

12、021个六反向器74ls041个四2输入正与门74ls081个四2输入正或门74ls324个十进制同步加/减计数器74ls1924个7.参考文献 电子技术课程设计历雅萍、易映萍编电子技术课程设计指导 彭介华、主编 高等教育出版社 电子线路设计、实验、测试 谢自美主编华中理工出版社。课程设计评分项 目评 价设计与总结报告方案设计与论证单元电路设计与合理性电路图测试结果的分析特色与创新实际制作完成情况答辩情况过程监控情况综合评分 指导教师签名：_ 日 期：_ 注： 此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16k大小的图纸及程序清单）。 电气与信息工程系课程设计评分表项 目评 价设计方案的合理性与创造性硬件制作或软件编程完成情况*