電子技術(shù)課程設(shè)計-定時器電路設(shè)計.doc

電控系電子技術(shù)課程設(shè)計 定時器電路設(shè)計 專業(yè)班級 : 自動化093班 學 號 : 學生姓名 : 指導教師 : 完成時間 : 2011-10-10題目： 定時電路設(shè)計產(chǎn)生 099小時的定時時間 并且定時時間到 報警、秒脈沖發(fā)生電路設(shè)計 秒信號發(fā)生器采用555定時器，555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。其成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器。555定時器包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 rs 觸發(fā)器，一個放電管 t 及功率輸出級。它提供兩個基準電壓vcc /3 和 2vcc /3 。其秒信號發(fā)生電路如下圖所示： 圖1.1vcc通過對r1、r2向電容充電。電容上得到電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當電容上的電壓上身到2/3vcc時，輸電壓vo為零，電容放電。當電壓下降到1/3vcc時，輸出電平為高電平，電容放電結(jié)束。這樣周而復(fù)始便形成了振蕩。我們要的周期是1秒，頻率是1赫茲。周期t可以由下面的公式可知：tr1.r2lnc選擇了r75=15k，r76=68k,c16=10uf 得1秒的震蕩時間2、 啟動/停止電路設(shè)計 啟動/停止電路，我們選擇了雙組三控自鎖開關(guān)（6管腳）、與非門電路和與門電路。自鎖開關(guān)一組的公共端5接經(jīng)過一個與門（與門的另一輸入端接來自報警系統(tǒng)到的信號，該不報警時為1）再接與非門的一個輸入端5，同組的另外兩端分別接6接vcc和5接gnd，555振蕩器的輸出端接與非門的剩下輸入端4，自鎖開關(guān)在沒按下的時開關(guān)的5腳為0，只要與門的任意一個端輸入0，與非門的5腳為低門電路關(guān)閉，555的脈沖無法進入到計數(shù)電路，計數(shù)停止，反之為開啟，此處我們實現(xiàn)了按鍵啟動/停止，或定時時間到也可使之停止的功能。電路圖如下： 圖2.13、計時電路設(shè)計 計時電路，采用74ls192.該芯片是同步10進制可逆計數(shù)器，具有雙時鐘輸入，可置數(shù)可清零。 本次設(shè)計中我們將74ls192接成十進制和六十進制，考慮到我們要倒計時。所以我們將所有74ls192的up端在計數(shù)時保持高電平，在秒計數(shù)的個位的74ls192：秒信號輸入接到dowm，秒計數(shù)的十位：將輸入端 的b,c端接高電平（即輸入端接成0110），秒十位的置數(shù)ld端和借位端bo連在一起構(gòu)成6進制，再把秒個位的bo和秒十位的down連在一起。當秒脈沖從秒個位的down端輸入的時候秒計數(shù)的192開始從9減到0；這時，它的借位端bo會發(fā)出一個低電平到秒十位的輸入端down，秒十位的計數(shù)從6變到5，一直到變?yōu)?；當高低位全為零的時候，秒十位的bo發(fā)出一個低電平信號，down為零時，置數(shù)端ld等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個down脈沖來到時，計數(shù)器進入下一個循環(huán)減計數(shù)工作中。 對于分計數(shù)來說，道理也是一樣的；只是要求，將分十位的輸入端接成0101即（c和a接1，b，d接0），其他電路同上，因為在分計數(shù)的兩塊74ls192上都是00時，在下一個脈沖到來是，分個位先產(chǎn)生借位，然后秒個位變成9，與此同時分十位收到來自秒個位的脈沖而使bcd變?yōu)?，變成59 符合要求，如果接成6就變成69，因此在將分十位的輸入端接成0101（5）。對與小時的話我們直接成兩個10進制。電路圖如下：4、 顯示電路設(shè)計顯示電路采用了4片一位的共陰極七段數(shù)碼管（如圖3.3.2所示），來分別顯示分鐘計時的十位和個位，小時的十位和個位完成預(yù)置和顯示功能。數(shù)碼管的驅(qū)動電路采用的共陰極的七段譯碼器74ls48，它內(nèi)部有上拉電阻，可以直接與共陰極的數(shù)碼管相連接。 由于數(shù)碼管只用顯示09的數(shù)字，則lt、lbi、bi/rbo三個腳都接高電平，a b c d 四個輸入端連接74ls192的輸出，就能顯示出預(yù)置的時間和定時的剩余時間。其連接電路圖如圖2.3.1所示： 此外根據(jù)要求秒要用一個發(fā)光二極管顯示。我們從vcc接一個10k電阻再接發(fā)光二級管，再接到秒個位的74ls192的脈沖輸入端dowm，在dowm為低時發(fā)光二級管就亮，從而使發(fā)光二極管隨輸入脈沖一閃一亮，顯示秒的變化。如圖4.2 圖4.1 圖4.25、 預(yù)置時間電路設(shè)計預(yù)設(shè)時間電路我們采用三控（6路）不自鎖開關(guān)，經(jīng)過試驗電容按鍵消抖比不上sr觸發(fā)器消抖，因此采用sr觸發(fā)器按鍵消抖，提高精度。sr的s端接不自鎖開關(guān)6端同時再接一個10k電阻到vcc，sr的r端接不自鎖開關(guān)的同組非公共端4也是接10k電阻到vcc，sr的輸出端，再經(jīng)過一個與非門接到接74ls192的up端，其他的也如此。在沒有按下時,sr位10出0，按下時01出1，再經(jīng)與非門所以會再up端出現(xiàn)10。10，下降沿的變化，來預(yù)置時間。 下圖5.1考慮到計數(shù)器在正常工作時，禁止調(diào)時間并且保持74ls192的up端保持為高電平，我們加入了按鍵自鎖電路，即在sr輸出端接到一個門電路的一個輸入端，在暫停/啟動開關(guān)的另一組三控開關(guān)的公共端2接到與門的另一個輸入端上，如圖1.1，暫停/啟動開關(guān)的1接gnd，2接vcc，即可，如圖1.1在啟動模式時與sr想連的門電路關(guān)閉，禁止調(diào)時間。此外，在分的十位上，為了避免在預(yù)置時間時出現(xiàn)大于6以上的數(shù)，我們增加了清零電路。如圖5.2 圖5.1 圖5.2 bcd碼的b和c經(jīng)與門再經(jīng)或門連接到分十位的74ls192的clk上，在bcd從0加到6時，cr端產(chǎn)生高電平進行清零 6、 報警電路 報警電路我們將用與門接成sr觸發(fā)器，將小時十位的74ls192的借位端bo接r端，s端接來自啟動/ 停止自鎖開關(guān)的公共端6，構(gòu)成sr的與門u7的8管腳連接到暫停啟動電路中德與門u19的2端（產(chǎn)生停止信號），反向器4輸出倆接mr（清零）和發(fā)光二極管bo端平時是高，定時時間到時，差生負跳變，在計數(shù)狀態(tài)時啟動/ 停止自鎖開關(guān)的公共端6是高電平，因此sr為10狀態(tài) 輸出0再經(jīng)反相器變?yōu)?，亮二極管產(chǎn)生報警。 7、 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位電路,將除分十位的74ls192的mr要經(jīng)或門連接外，其余的74ls192的復(fù)位mr端連起來，再加上按鍵和兩個電阻，和10uf的電容接成上電復(fù)位脈沖輸入如下圖7.1復(fù)位按鍵的輸入脈沖經(jīng)過與門 連接到與非門u7a的1端，時十位的借位bo接到u7a的2端。復(fù)位按鍵沒有被按下時，為低取反后為高，時十位的借位bo，在沒有借位信號時為高，經(jīng)過與非門使74ls192的清零clr為低，不產(chǎn)生清零，當按鍵按下時或定時時間到時clr為高，產(chǎn)生清零， 7.12.2總設(shè)計電路圖。2.3總設(shè)計系統(tǒng)圖。顯示電路報警電路復(fù)位電路計數(shù)電路預(yù)置時間電路暫停/啟動1秒脈沖產(chǎn)生電路2.4 總設(shè)計仿真圖 2.5 實物圖 八、收獲、心得體會和建議查找教材，資料，相應(yīng)軟件，為了這次課程設(shè)計，我們在圖書館查找了大量的相關(guān)資料，終于被我找全了和本次課程設(shè)計相關(guān)的不懂問題。根據(jù)所分析的系統(tǒng)的電路原理圖，結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計要求，在wewb32環(huán)境下進行元器件之間的連線和編譯與仿真，及時檢查元器件的放置、連線是否有錯誤。 根據(jù)交通燈系統(tǒng)的控制要求，經(jīng)過實驗，排除所有實驗中的錯誤并實現(xiàn)了預(yù)定的功能。在老師的指導下，通過學習定時器系統(tǒng)控制器的設(shè)計的實驗，學習一種設(shè)計電子的軟件，增加了我們對電子設(shè)計的了解。通過這次課程設(shè)計我們對于eda技術(shù)多多少少有了一些了解，eda技術(shù)發(fā)展迅速，有著廣闊的應(yīng)用前景，設(shè)計面廣，內(nèi)容豐富，它用軟件的方法設(shè)計硬件；用軟件方式設(shè)計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的；在設(shè)計過程中可用有關(guān)軟件進行各種仿真；系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級；整個系統(tǒng)可集成在一個芯片上，體積小，功率低，可靠性高。eda技術(shù)以大規(guī)模可編程邏輯器件為設(shè)計載體，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達方法，以計算機，大規(guī)模可編程邏輯器件的開發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計工具，通過有關(guān)的開發(fā)軟件，自動完成用軟件方式設(shè)計的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯，邏輯化簡，邏輯分割，邏輯綜合及優(yōu)化，邏輯布局布線，邏輯仿真，直至特定目標芯片的適配便宜，邏輯映射，編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T新技術(shù)。其中大規(guī)?？删幊唐骷抢胑da技術(shù)進行電子系統(tǒng)設(shè)計的載體，硬件描述語言是利用eda技術(shù)進行電子系統(tǒng)設(shè)計的主要表達手段，軟件開發(fā)工具是利用eda技術(shù)進行電子系統(tǒng)設(shè)計的智能化的自動化設(shè)計工具，實驗開發(fā)系統(tǒng)則是利用eda技術(shù)進行電子系統(tǒng)設(shè)計的下載工具及硬件驗證工具。此次實驗不但提高了我們實踐的能力和理論水平，而且對于我們認識掌握各種操作技巧具有重大意義，使我們的綜合素質(zhì)得到了很大的提高。當然，通過這次實習，對我的影響遠不只以上這些，它對我在以后的學習和生活中將會起到不可估量的作用。因此，學校安排的這次課程設(shè)計的目的顯然會在我們這些人上得到體現(xiàn)。主要自己得到一次很好的鍛煉機會讓自己得到了進步。最后，我建議學校多搞些這樣的設(shè)計，在鍛煉我們的同時還豐富了我們的生活，還建議在今后的設(shè)計報告中，提供一些好的報告讓我們參考，謝謝！九、參考文獻1 孟貴胥,王兢.數(shù)字電子技術(shù).大連理工大學出版社2 夏宇聞.復(fù)雜數(shù)