倒计时器设计(辽宁工程技术大学数电模电课设,格式完全正确,10分下载即用)资料

1、课程设计名称： 电子技术课程设计 题 目： 倒计时器的设计 学 期：201X-201X学年第X学期专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 辽宁工程技术大学课 程 设 计 成 绩 评 定 表评定标准评定指标标准评定合格不合格单元电路及整体设计方案合理性正确性创新性仿真或实践是否进行仿真或实践技术指标或性能符合设计要求有完成结果设计报告格式正确内容充实语言流畅标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小 项或三小项合格，视为总成绩合格。总成绩日期年 月 日课程设计任务书一、设计题目倒计时器的设计二、设计任务显示两位数倒计时，如99到11.当到9时喇叭自动响0时结束2.用LED数码管显示结

2、果3.可以实现预置数功能三、设计计划电子技术课程设计共1周。第1天：针对选题查资料，确定设计方案；第2天：方案分析比较，电路原理设计，进行元器件及参数选择；选用芯片参考：减法器、74160A、74LS48、LED数码管、74190等。第34天：利用Multisim或PROTUES电路仿真，画电路原理图；第5天：编写整理设计报告。四、设计要求1. 画出整体电路图（Protel或Altium Designer或Multisim，推荐Altium Designer）。2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。3. 写出设计报告书。指 导 教 师：时 间：201X年X月XX日目录1

3、方案论证11.1方案的比较与选择11.2实验方案12原理及技术指标22.1实验原理22.2实验设备23单元电路设计及参数计算33.1单元电路设计33.2实验的连接与处理84仿真94.1电路图94.2仿真结果95设计小结115.1个人感悟115.2遇到问题及解决途径11参考文献12摘要在体育运动以及各类活动的准备过程中，还剩多少天活动正式开始的倒计时是人们最关注的事之一，比如即将在辽宁举行的第十二届全国奥运会的倒计时。在考试中，进行分钟的倒计时也是很普遍的。通过以上所述，倒计时在人们心中的地位是很重要的，那么我们就需要有倒计时器帮助人们进行倒计时，那么我们此次做的便是倒计时器的设计。本文对计时器

4、进行综合分析，论证了多种方法，选定两种方案，最终选择通过减法器实现两位数是十进制数减法运算，实现倒计数功能。制作期间参考多处文献使此实验设计达到最优，介绍了555定时器以及74LS190芯片等元件的主要功能。最后利用Multisim仿真软件进行仿真，达到预期效果，实用性强，能够实现制作一个显示两位的倒计时，并当到9时喇叭自动响0时结束且能用LED数码管显示结果，还可以实现预置数功能。关键词：计时器；减计时；555定时器；74LS190芯片；Multisim仿真辽宁工程技术大学电子技术课程设计1方案论证1.1方案的比较与选择方案一：通过减法器实现两位数是十进制数减法运算，实现倒数功能，并通过译码

5、器和LED数码管驱动电路。方案二：通过单片机进行编程设计一个可执行芯片方案三：通过秒表计时器，以及计数器连接成的计时器，接入减法器，实现倒数功能，并通过CD4511接在译码显示器，实现倒计数功能。比较分析：三种方案相比较，方案二需要进行编程，而我们无法在短时间内编写好完整的程序，可实现性不强。而方案三的计数步骤比较多，虽然逻辑性稍强，但是我们对陌生的元器件不是很了解，并且接触很少仅通过上网查资料，和图书馆的查阅很难做出。因此，通过比较实用性，合理性，选择方案一。1.2实验方案用555多谐振荡器1产生脉冲，两个传输门进行控制两个计数器的触发脉冲，传输门由两个计数器的置位端（LD）控制，当置数时触

6、发脉冲被隔断，用74LS160控制置位端的A，B，C，D门一个脉冲开关控制此计数器的触发端CLK，当按下开关松开时，输出（置位的数）加1。用数码管显示减法计数器的输出，用一个四输入与非门作为反馈，当时间小于9时蜂鸣器响。2原理及技术指标2.1实验原理用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，即输出周期为0.1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74LS190的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS160把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，或者将该方波脉冲信号送到减法计数器CD40110的CP减计数脉冲端,

7、通过计数器把8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数将该方波脉冲信号送到减法计数器CD40110的CP减计数脉冲端,通过计数器把8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，然然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、译码显示电路的显示。2.2实验设备1个74LS160，2个74LS190，2个74LS48，个74LS21，2个74LS00，2个开关，1个脉冲开关，1个64K电阻，1个48K电阻，2个910nF电容，1个LM555CM，1个蜂鸣器，2个七段

8、译码器， 2个LED显示器，若干+5V VCC。3单元电路设计及参数计算3.1单元电路设计3.1.1控制电路图3-1-1控制电路3.1.2脉冲发生电路脉冲发生电路是由555定时器组成的，555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，电路如图3-1-2所示。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V16V工作，7555可在318V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一

9、般情况下接地。8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V。3脚：输出端Vo。2脚：低触发端。6脚：TH高触发端。4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表3-1-1所示。 图3-1-2 脉冲发生电路表3-1-1 定时器的功能表清零端高触发端TH低触发

10、端Q放电管T功能00导通直接清零101保持上一状态保持上一状态110保持上一状态保持上一状态11010110导通截止导通截止置1清零由于为了产生10的方波脉冲，我们可以令= 64，= 48，C= 910nF，得到周期T=0.101s，即按照图3-1-2连接的电路就可以产生10的方波脉冲。3.1.3计数器电路图3-1-3 计数器电路3.1.4译码器显示电路在数字电路中，往往用1和0组成二进制数码表示数值的大小或一些特定的信息，这种具有特定意义的二进制数码称为二进制代码。要用二进制代码来表示十进制的09十个数，至少要用4位二进制数。4位二进制数有16种组合，可从这16种组合中选择10种组合分别来表

11、示十进制的09十个数。选哪10种组合，有多种方案，这就形成了不同的BCD码。具有一定规律的常用的BCD码见表3-1-2。从表3-1-2中可以看出，8421BCD码2是选取00001001这十种状态来表示十进制09的类型。表3-1-3列出了ag发光段的十种发光组合情况，他们分别和十进制的十个数字相对应。表中H表示发光的线段，L表示不发光的线段。图3-1-43中，共阳极型中各发光二极管阳极连接在一起，接高电平，ag和DP各引脚中任一脚为低电平时相应的发光段发光；共阴极型号中各发光二极管的阴极连接在一起，接低电平，ag各引脚中任一脚为高电平时相应的发光段发光（DP为小数点）。表3-1-2 常见BCD

12、码十进制数8421码2421码5421码余三码00000000000000011100010001000101002001000100010010130011001100110110401000100010001115010110111000100060110110010011001701111101101010108100011101011101191001111111001100权842124215421无权表3-1-3 表七段显示组合与数字对照表发光段abcdefG0HHHHHHL1LHHLLLL2HHLHHLH3HHHHLLH4LHHLLHH5HLHHLHH6HLHHHHH7HHHLL

13、LL8HHHHHHH9HHHHLHH (a)公共阳极 (b) 公共阴极图3-1-4 半导体数码管图3-1-5 译码器显示电路一个LED数码管可用来显示一位09十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为22.5V，每个发光二极管的点亮电流在510mA。半导体数码管的优点是工作电压较低（1.53V）、体积小、寿命长、工作可靠性高、响应速度快、亮度高，字形清晰。半导体数码管适合于与集成电路直接配用，在微型计算机、数字化仪表和数字钟等电路中应用十分广泛。半导体数码管的主要缺点是工作电流大，每个字段的工

14、作电流约为10mA左右。3.2实验的连接与处理3.2.1各部件实现功能74LS190实现减法计数功能，555定时器组成的多谐振荡器产生进位脉冲，74LS160实现置数端的数字设定，七段译码显示器显示时间，一个四输入与门实现对时间进行判定，如果小于等于9则输出高电平使蜂鸣器报警，用与门控制进位脉冲，当置数端都为高电平时，Y1，Y2与进位脉冲一致，当置数端有一个低电平时（即处于指数状态），进位脉冲被阻断。33.2.2实验处理具有数字显示的倒计时器的设计根据电路的逻辑功能主要分为四个模块组成：控制电路模块、脉冲发生电路模块、计数器模块、译码显示模块，连接好以后，在整体电路的仿真部分用一个10Hz的脉

15、冲源替代了脉冲发生电路，最后的仿真结果是：计时器可以从9倒计时到0停止。同时也可以通过电路中的开关按钮来完成时间的调整、置位、清零和暂停。4 54仿真4.1电路图 图4-1 电路图4.2仿真结果第一步：首先个位的74LS190中的RC非 、LD非 接Vcc+5V ，把CP接到1HZ的始终上，D0-D3接地，Q0-Q3接入74LS48译码器上 然后把个位74LS190中CO/BO通过非门（74LS04）接入十位的74LS190中的CT非 中，CO/BO接1，其他的引脚不变，与个位的74LS190接线一样，通过74LS48就会在LED数码管显示出99-0的倒计时。第二步：实现置数功能：在第一步的基

16、础上，把个位十位的LD非 接入输入控制端来实现置数。把个位十位D0-D3 都接入输入控制端，分别用F11-14，F21-24来称呼。例如要设置有55开始倒计时，就把个位十位的D0-D3按成0101。但要想它置数，必须要在LD非 在0时，因为LD 非 在低电平时有效。第三步：置数并在09-00时喇叭响：在第二步的基础上，通过二输入四或门（74LS32）把十位的74LS190中的Q0+Q1+Q2+Q3或起来再用非门（74LS04）非一次这样就可以实现出喇叭响。图4-1 脉冲仿真结果图5设计小结5.1个人感悟首先，能够完成这样一个课程设计，我非常高兴。从一开始的毫无头绪，经过反复的查找资料，向同学请

17、教，还有自己的思考与研究，终于弄明白了。在本次课程设计中，我更是学到了很多教科书上所没有的东西。比如电路仿真不工作时要自己检查清楚，看是不是接线出了问题，或设置电路图时设置错误，当脉冲不对的时候，需要计算电阻和电容是否设置正确。还有Multisim软件，如果没有这次课程设计，我也不会接触这种专业软件，更不会掌握这门软件的操作技能，现在，我已经能熟练的运用此软件绘制各种电路以及进行仿真。5.2遇到问题及解决途径在本次课程设计中，出现了许多问题，在同学的配合下，最终全部解决掉了。下面提一下最大的两个问题：第一个问题就是在设计的过程中，在选择芯片上，下了很多工夫，在网上搜集各种资料后，与同学一起讨论哪种芯片更适合放在电路中，最后在Multisim软件中将每个芯片进行调试，之后才决定用以上所选的各种芯片。第二个问题就是使用Multisim软件的时候，仿真没有结果。首先我排查了各个连线处是否有连错的情况，是否有漏连的情况。在排查完连线之后，还是没有仿真结果，