秒计数器的设计与制作

1、30秒计数器的设计与制作刘杰 铁电141黄斌 2014011501192014011501302015年12月30日目录1摘要2设计目的3电路设计原理与单元模块4安装与测试5实验体会摘摘 要要01本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分关键字:

2、计时器 ；数码显示；模块化1设计目的 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，在许多领域中计时器均得到普遍 应用，诸如在体育比赛，定时报警器、交通信号灯、红绿灯,还可以用来做为各种药丸,药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 本设计主要能完成：显示30秒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为30秒递加计时其计时间隔为1秒；计时器递加计时到零时，数码显示器不灭灯。2设计要求2.1具有显示30秒计时功能： 1）系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动； 2）在直接清零时，要求数码管显示器灭灯；

3、3）计时器为30秒递加计时，其计时间隔为1秒； 4）计数码显示器不能灭灯。2.2设计任务及目标： 1）根据原理图分析各单元电路的功能； 2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； 3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； 4）写出完整、详细的课程设计报告时器递加计时到30时，数码显示器不能灭灯。3电路设计原理与单元模块 3.1总体参考方案： 30秒计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器完成30秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接

4、清零、启动计数、译码显示电路的显示等功能。秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。译码显示电路由CD4511和共阴极七段LED显示器组成。 3.2设计方案 分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、译码显示电路的显示。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯. 如果根据实验所提供的参考器件，还可在秒脉冲发生模块上做些变化，前者产生的脉

5、冲周期直接是1秒；如果让其产生的秒脉冲频率为10Hz，触发脉冲输出的方波周期为0.1秒，再将该脉冲信号送到由74LS161构成的十分频器，由74LS161输出的脉冲周期为1秒，再将该信号送到计数器74LS161。如此就可得到两个方案，由于两方案原理相同，故本设计只采用方案一所述，即直接由555多谐振荡器产生脉冲周期为1秒的脉冲。Lorem ipsum为了给计数器cd4026提供一个时序脉冲信号,使其进行加计数,本设计采用555构成的多谐振荡电路(即脉冲产生电路),其基本电路如图所示.由555工作特性和其输出周期计算公式可知,其产生的脉冲周期为: T=0.7(R1+2R2)CNE555内部电路方

6、框图因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取10k欧姆,R2取10k欧姆,电容取C为47uF、C1为0.1uF,.这样我们得到了比较稳定的脉冲,且其输出周期为1秒555管脚图.3.3 3.3 时钟模块时钟模块5 5 5 多 谐 振 荡 电 路 图多 谐 振 荡 电 路 图 555多谐振荡电路图 积极参与实物安装图之一实物安装图之一图图 4 . 1 . 2 3 0 秒 计 时秒 计 时器实物图器实物图July 10, 2015此模块主要是由吃到CD4026译码器和共阴极七段LED显示器组成，通过计数器加到译码器，从而实现共阴极七段LED显示器从0递加到30的计数显示功能。CD4026是一

7、款同时兼备十进制计数和七段译码两大功能的芯片，通常在CP脉冲的作用下为共阴极七段LED数码管显示提供输入信号。在一些无需预置数的电子产品中得到了广泛的应用，节约了开发成本。由于CD4026输出端信号具有规律可循，经合理反馈后获得进位脉冲信号和本位清零信号，即可实现数字钟计时功能。CD4026同时具有显示译码功能，可将计数器的十进制计数转换为驱动数码管显示的七位显示码，省去了专门的显示译码器。CD4026的输出abcdefg直接与LED数码管连接。CD4026的CR为异步清零端，CR=1时立即使计数器清零。译码显示模块首先检查各计数器与对应首先检查各计数器与对应的显示译码器和数码管的的显示译码器

8、和数码管的工 作 情 况 ， 在 各 计 数 器工 作 情 况 ， 在 各 计 数 器CP端加入单脉冲，检查端加入单脉冲，检查计数与显示是否正常。然计数与显示是否正常。然后将各计数器连接起来，后将各计数器连接起来，检查计数与显示是否正常。检查计数与显示是否正常。CD4062管脚图还要注意在数码管电路上加上一保护电阻，起限电流的作用。看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，最好在焊之前用万电用表测一下它的极性，其管脚图如下图9所示，如果为共阴极的，其管脚COM端接地；如果为共阳极的，起管脚COM段要接高电平。共阴极七段LED显示器管脚图2.共阴极七段LED显示器是较常用的显示数码管，但在使用时

9、要注意的是：4 安装与测试电路安装要注意几个原则： （1）先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊的等； （2）布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起一定的屏蔽作用； （3） 最好分模块安装等等。 （4）此外焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊，因为有些器件，不能耐高温，比如焊接三极管时，电烙铁绝对不能停留太久。4.1 电路的安装电路板正面电路板正面正焊接的电路板焊接完成后，不意味着我们的工作就完成了。因为这是我们还不知道焊接好后的电路板能否正常工作，因此接下来我们要做的最重要的事就是-调试我们所焊接的电路板调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，

10、检查电源、地线、信号线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错。再接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。D R A G O N B O A T F E S T I V A L4 . 2 电路的调试4.3实验过程中遇到的问题及解决方法L1）接通电源后，发现电路板没有任何现象。解决方法：再次更加仔细的检查电路，看看是否有断路或接触不良。经检查发现，是因为CD4511芯片接触不良所致。（2）两个LED显示器都亮，就是不能实现计数功能。解决方法：查看CP信号是否已接入电路。（3）电路能实现计数功能，但是计数速度很快，与设

11、计每秒计数一次的设定不一致。解决方法：电容与电阻不符合设计所需，更换电容或是电阻。LOREM IPSUM DOLOR5实验体会 本次课程设计是我所做过的课程设计中最有意义也是收获最大的一次。因为在此次课程设计期间，都是我自己确定此次课程设计的题目，自己设计电路，自己上网查找相关的资料等等、在这个过程中，我学到了很多很多。 从通过理论设计，再到确定具体方案，再到安装实际电路，最后到调试电路、成型。整个过程都需要我充分利用所学的知识进行思考、借鉴。可以说，本次课设是针对前面所学的知识进行的一次比较综合的检验。总的来说，这次课设虽然累，但非常充实。 在这次课程设计中，正确的思路是很重要的，只有你的设计思路是正确的，那你的设计才有可能成功。因此我们在设计前必须做好充分的准备，认真查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。 如果说前面电路的理