十秒計時器.doc

桂林電子科技大學基礎功成設計論文課程設計(論文)說明書題 目： 10秒計時器 院 （系）： 專 業(yè)： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2012年9月6日 摘要本次課程設計主要設計一個十秒計數(shù)器，由NE555構成多諧振蕩器，產(chǎn)生一個穩(wěn)定的脈沖信號，將該信號輸入至由74LS192制作的計數(shù)器，計數(shù)器工作，利用門電路，使計數(shù)器計數(shù)到最大值發(fā)光二級管發(fā)出報警信號，同時計數(shù)器停止計數(shù)。手動清零。設計主要包括原理圖的設計、仿真的成功和PCB圖的正確設置和接線。做出板子并調試成功。關鍵詞：NE555； 74LS192；74LS00；74LS08；74LS48；開關；電容；電阻；目錄1課設內容52實驗設計52.1十秒計時器的設計介紹52.2計時器的系統(tǒng)框圖63實驗原理及論證 63.1計時器脈沖模塊6 3.2 計時器計數(shù)模塊7 3.3 計數(shù)器譯碼和顯示模塊8 3.4 計數(shù)器發(fā)光報警模塊8 4 計時器的制作與調試9 4.1 第一塊板9 4.2 第二塊板9 4.3 第三塊板9 5 心得體會會10 6 參考文獻11 7附錄101 課設內容：（a） 設計任務：制作一個10秒計時器（b） 設計要求： 1) 有秒計時顯示功能； 2) 置外部操作開關，控制計時器的直接清零、啟動和暫停/連續(xù)功能； 3) 計時器為秒遞減或遞加計時器，其計時間隔為1s； 4) 計時器遞減到零或最大值時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號。2 實驗設計2.1 十秒計時器的設計介紹 10秒計時器是一個簡單的秒計數(shù)器，由NE555構成多諧振蕩器，產(chǎn)生一個穩(wěn)定的脈沖信號，該信號的周期為1s。將該信號輸入至由74LS192制作的計數(shù)器，觸發(fā)計數(shù)器開始工作，計數(shù)器計數(shù)到9時，利用74LS00的兩個與非門，使發(fā)光二級管可以發(fā)出報警信號，同時利用74LS00或上多諧振蕩器，使計數(shù)器計數(shù)到9時有高電平返回74LS192的脈沖引腳，實現(xiàn)在9時數(shù)碼管不滅燈并發(fā)出報警信號。在計數(shù)器與多諧振蕩器之間加上開關實現(xiàn)暫停和連續(xù)，并在計數(shù)器清零端加上開關實現(xiàn)清零功能。2.2 系統(tǒng)框圖譯碼模塊從0到9計數(shù)模塊1秒脈沖電路電源模塊 計數(shù)到最大值發(fā)光報警電路數(shù)碼顯示模塊3 實驗原理及論證3.1 計時器脈沖模塊由555定時器和外接元件R1、R2、C構成多諧振蕩器，腳2和腳6直接相連。，僅存兩個沒有穩(wěn)態(tài)，僅存兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電以及C通過R2向放電端Ct放電，使電路產(chǎn)生震蕩。電容C在1/3Vcc到2/3Vcc之間充電放電。信號參數(shù)計算公式: T=t1+t2 ； t1=0.7(R1+R2)C ； t2 =0.7R2C ；注意：555電路要求 R1、R2均應大于或等于1K，但R1+R2應能小于或等于3.3M計算： 設計要求時間間隔為1秒，則要1Hz的脈沖，周期為1秒，使T等于1；計算如下： 1=0.7*（47000+47000）*10*0.000001+0.7*47000*10*0.000001原理圖如圖3.1： 圖3.1 計時器脈沖模塊3.2 計時器計數(shù)模塊 74LS192為模十計數(shù)器，要求做10秒計時器，從0變化到9，則把555輸出端接到加法脈沖CPu，提供脈沖，復位端接上低電平，預置引腳和減法計數(shù)脈沖接上高電平，使計數(shù)器可以開始工作，從0變化到9，在多諧振蕩器和計數(shù)器之間加上開關，實現(xiàn)10秒計時器的暫停和連續(xù)，在復位端接上開關，開關另一邊接上高電平，實現(xiàn)清零功能.原理圖如圖3.2： 圖3.2 計時器計數(shù)模塊3.3 計時器譯碼和顯示模塊 74LS192進行計數(shù)的時候采用8421BCD,從0000變化到1001，數(shù)碼管要顯示從0變化到9的十進制顯示則需要譯碼器進行譯碼，本次設計采用74LS48驅動共陰七段數(shù)碼管使數(shù)碼管工作，從0顯示到9.原理圖如圖3.3： 圖3.3 計時器譯碼和顯示模塊3.4計時器發(fā)光報警模塊 從74LS192的Q0和Q3接線出來。經(jīng)過兩個與非門74LS00，當計數(shù)器計數(shù)到1001時，實現(xiàn)輸出高電平。發(fā)光二級管的一端接地，當輸出高電平時，發(fā)光二極管有電壓差，發(fā)亮實現(xiàn)報警。 設計要求增大到最大值時顯示器不能滅燈，則在555輸出端的開關一端與從74LS192的Q0和Q3接線出來與非過后的一端一起經(jīng)過一個與門74LS08使計數(shù)器計數(shù)到9的時候給計數(shù)器的加法脈沖端一個低電平，停止計數(shù)，數(shù)碼管顯示停留在9。如圖3.4： 圖3.4 3.4計時器發(fā)光報警模塊4 計時器的制作和調試 4.1 第一塊板 制作： 從8月21號到27號一直在查資料，畫原理圖和仿真，確定仿真正確之后，畫PCB，經(jīng)過老師的檢查，確定PCB設置可以，于是開始準備制作板子，因元件沒有到，所以自己去買了板子，打印PCB之后去腐蝕和打孔。調試：用單片機驅動，測試基本功能是否實現(xiàn)，不能實現(xiàn)用萬用表測試是否有短路和虛焊問題。 出錯原因： 開關和滑動變阻器封裝不對，自己改了封裝，因為太多跳線和虛焊導致數(shù)碼管的變化不穩(wěn)定。于是放棄。 結論：以后在打印PCB之前確定封裝的正確！ 4.2 第二塊板制作： 重新改了電路圖，在74LS00的Q0到Q3接發(fā)光二極管，以燈的發(fā)光來確定74LS192的正常工作，封裝，因之前有虛焊問題所以在焊接的時候比較小心，盡量避免虛焊。調試：用單片機驅動，測試基本功能是否實現(xiàn)，不能實現(xiàn)用萬用表測試是否有短路和虛焊問題。出錯原因： 因沒加電阻電流太大燈全部燒壞，我把全部的燈去掉用焊錫連上，導致電路短路。不得已放棄！結論:以后記得要加電阻分流分壓！ 4.3 第三塊板制作： 因為時間關系，到第三塊板的時候已經(jīng)是周三了，為了進度，且為了讓電路可以實現(xiàn)基本功能，把電路多余可以不要的的電阻和電燈去掉，晚上通宵去腐蝕打孔焊接。為了節(jié)省資金，把之前焊接了的元件拔下來，經(jīng)過測量確定可以正常工作，焊接到第三塊板。調試：用單片機驅動，測試基本功能是否實現(xiàn)，不能實現(xiàn)用萬用表測試是否有短路和虛焊問題。結果: 第三塊板可以正常工作，可是工作的時候比實際妙表慢，計時器變化到9時，實際秒表變化到了11秒，稍有誤差！且S2本接高電平，可是S1斷開時復位端懸空即相當接高電平，S2顯得多余！5 心得體會 在接觸課設之前，我們雖然學習了數(shù)電、模電以及CAD的相關知識，對電子技術和使用DXP軟件畫圖有了初步了解，但是都只是停留在理論階段。通過這次計時器的課程設計，我才真正做到理論和實際相結合。 通過本次計時器的設計，我更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。并通過多次改動原理圖，畫PCB，學會熟練使用DXP軟件畫圖。 板子的制作與調試也讓我明白實際和理論的區(qū)別，在實際操作中，一定要小心謹慎。通過實際操作，我的動手能力也有所提高，為我們以后進行畢業(yè)設計奠定了堅實的基礎，對自我的實際操作能力也有了很高的提升。，參考文獻：1、 周巍，黃雄華.數(shù)字邏輯電路實驗.設計.仿真M.北京：電子科技大學出版社，2007.2、 閻石.數(shù)字電子技術基礎（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.3、 趙景波，徐江偉，施敏敏，陳松柏.電路設計與制版Protel 2004 M.北京：人民郵電出版社，2009.4、 康華光，陳大欽，張林.電子技術基礎模擬部分（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006. 附錄：元件清單備注：請大家復制下載課程設計1元器件清單示例課程設計1元器件清單示例學號：1000840208 姓名：韋柳余 課題：設計并制作一個10秒計時器 序 號名 稱數(shù) 量單 價備