990倒计时设计

1、1. 设计的任务与要求显示两位的天数倒计时，如99到1a) 当到9时喇叭自动响0时结束b) 用LED数码管显示结果c) 可以实现预置数功能2. 方案设计与分析2.1 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，并通过译码器和LED数码管驱动电路。方案二：通过秒表计时器，以及计数器连接成的一天为单位的计时器，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：两种方案相比较，虽然方案二的计数步骤比较多，并且逻辑性可能稍强，并且通过上网查资料，和图书馆的查阅，对陌生的元器件不是很了解，并且接触很少。因此，通过比较实用性，合理性，选

2、择方案一。计时器电路；十进制加法器电路方案二逻辑框图0901时喇叭响信号源电路 同步减法器 译码显示电路2.2 实验方案：用555多谐振荡器产生脉冲，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，当天数小于9时蜂鸣器响。3. 原理及技术指标3.1 实验原理：我们可以用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

3、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,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

4、和暂停/连续、译码显示电路的显示。3.2 实验设备：实验所需要的设备。74LS160，2个开关，1个脉冲开关，1个1K电阻，1个1.49K电阻，1个10电容，1个0.01电容，2个74LS190，74LS48四输入与非门，LM555CM，2个七段译码器，一个蜂鸣器，2个LED显示器。4. 单元电路设计及参数计算4.1单元电路设计：4.1.1计数器电路4.1.2 脉冲发生电路（1）555定时器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。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

5、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。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电

6、压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。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所示。 定时器的功能表 清零端高触发端TH低触发端Q放电管T功能0××0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态110x保持上一状态保持上一状态1010110导通截止置1清零由于为了产生10的方波脉冲。所以求出信号的脉宽、周期T的计算公式为:0.7()C;0.7C；T0.7(2)C再根据本实验的目的，该系统中要使555构成的多谐振荡电路产生10

7、的脉冲，由此看来，我们可以令= 1，= 4.7，C= 100，得到周期T=0.101s，即按照图6连接的电路就可以产生10的方波脉冲。4.1.3 译码器显示电路（1）74LS48说明二进制代码在数字电路中，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。常见BCD码十进制数8421码2421码5421码余三

8、码00000000000000011100010001000101002001000100010010130011001100110110401000100010001115010110111000100060110110010011001701111101101010108100011101011101191001111111001100权842124215421无权从表2-1-1中可以看出，8421BCD码是选取00001001这十种状态来表示十进制09的。类型。图(b)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

9、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）。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。 (a)外观图(b)等效电路半导体数码管表列出了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。表七段显示组合与数字对照表发光段数字abcdefg0HHHHHHL1LHHLLLL2HHLHHLH3HHHHLLH4LH

10、HLLHH5HLHHLHH6HLHHHHH7HHHLLLL8HHHHHHH9HHHHLHH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，每个字段的工作电流约为10mA左右。图BS201型LED数码管图BS211型LED数码管4.1.4控制电路4.2 实验的连接与处理4.2.1 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

11、显示器显示天数，一个四输入与门实现对天数进行判定，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。4.2.2实验处理首先，根据电路的逻辑功能分好个部分的模块，具有数字显示的倒计时器的设计主要分为四个模块：时钟模块（即秒脉冲发生模块）、计数模块、译码显示模块、辅助时序控制模块（简称控制电路），按要求连接好以后，在整体电路的仿真部分用一个10Hz的脉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。同时也可以通过图中的开关按钮来完成时间的调整、置位、清零和暂停

12、。5. 电路仿真6 设计小结6.1个人感悟首先，我想说的是，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，想同学请教，还有自己的思考与研究，虽然不知道做的结果怎么样，但是我收获到了很多东西。也发现了自己与很多知识上的漏洞，学会了用画图的软件。经过一周的学习与设计，我对于倒计时器的组成与功用有了了解与掌握，并且对倒计时器的个部分电路有了各设计的方案进行了论证与设计。在设倒计时器的电路过程中对于逻辑控制电路有了更深一步的认识，对于被测信号的处理也比从前的理论掌握的更加准确；在这一周的设计中，我发现了自己许多的不足，在设计中遇到了一些困难，设计的电路经过测试并不能达到要求的功能，导致设计失败，又重新查找资料进行设计与修改，而最终终于在为期一周的努力下设计出了符合要求的倒计时器。通过设计也达到了设计的目的，了解掌握了数字电子技术的知识并应用于实践。培养了自己独立完成课题的能力与动手能力，并加强了对待事物严谨的态度。6.2发现问题，解决问题其中，在仿真的过程中，始终不出现相应的数字，在电路完整，各部分都没有欠缺的情况下，