倒計時器設(shè)計(遼寧工程技術(shù)大學(xué)數(shù)電模電課設(shè),格式完全正確,10分下載即用)資料

1、課程設(shè)計名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計 題 目： 倒計時器的設(shè)計 學(xué) 期：201X-201X學(xué)年第X學(xué)期專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課 程 設(shè) 計 成 績 評 定 表評定標準評定指標標準評定合格不合格單元電路及整體設(shè)計方案合理性正確性創(chuàng)新性仿真或?qū)嵺`是否進行仿真或?qū)嵺`技術(shù)指標或性能符合設(shè)計要求有完成結(jié)果設(shè)計報告格式正確內(nèi)容充實語言流暢標準說明：以上三大項指標中，每大項中有兩小 項或三小項合格，視為總成績合格。總成績?nèi)掌谀?月 日課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目倒計時器的設(shè)計二、設(shè)計任務(wù)顯示兩位數(shù)倒計時，如99到11.當(dāng)?shù)?時喇叭自動響0時結(jié)束2.用LED數(shù)碼管顯示結(jié)

2、果3.可以實現(xiàn)預(yù)置數(shù)功能三、設(shè)計計劃電子技術(shù)課程設(shè)計共1周。第1天：針對選題查資料，確定設(shè)計方案；第2天：方案分析比較，電路原理設(shè)計，進行元器件及參數(shù)選擇；選用芯片參考：減法器、74160A、74LS48、LED數(shù)碼管、74190等。第34天：利用Multisim或PROTUES電路仿真，畫電路原理圖；第5天：編寫整理設(shè)計報告。四、設(shè)計要求1. 畫出整體電路圖（Protel或Altium Designer或Multisim，推薦Altium Designer）。2. 對所設(shè)計的電路全部或部分進行仿真，使之達到設(shè)計任務(wù)要求。3. 寫出設(shè)計報告書。指 導(dǎo) 教 師：時 間：201X年X月XX日目錄1

3、方案論證11.1方案的比較與選擇11.2實驗方案12原理及技術(shù)指標22.1實驗原理22.2實驗設(shè)備23單元電路設(shè)計及參數(shù)計算33.1單元電路設(shè)計33.2實驗的連接與處理84仿真94.1電路圖94.2仿真結(jié)果95設(shè)計小結(jié)115.1個人感悟115.2遇到問題及解決途徑11參考文獻12摘要在體育運動以及各類活動的準備過程中，還剩多少天活動正式開始的倒計時是人們最關(guān)注的事之一，比如即將在遼寧舉行的第十二屆全國奧運會的倒計時。在考試中，進行分鐘的倒計時也是很普遍的。通過以上所述，倒計時在人們心中的地位是很重要的，那么我們就需要有倒計時器幫助人們進行倒計時，那么我們此次做的便是倒計時器的設(shè)計。本文對計時器

4、進行綜合分析，論證了多種方法，選定兩種方案，最終選擇通過減法器實現(xiàn)兩位數(shù)是十進制數(shù)減法運算，實現(xiàn)倒計數(shù)功能。制作期間參考多處文獻使此實驗設(shè)計達到最優(yōu)，介紹了555定時器以及74LS190芯片等元件的主要功能。最后利用Multisim仿真軟件進行仿真，達到預(yù)期效果，實用性強，能夠?qū)崿F(xiàn)制作一個顯示兩位的倒計時，并當(dāng)?shù)?時喇叭自動響0時結(jié)束且能用LED數(shù)碼管顯示結(jié)果，還可以實現(xiàn)預(yù)置數(shù)功能。關(guān)鍵詞：計時器；減計時；555定時器；74LS190芯片；Multisim仿真遼寧工程技術(shù)大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計1方案論證1.1方案的比較與選擇方案一：通過減法器實現(xiàn)兩位數(shù)是十進制數(shù)減法運算，實現(xiàn)倒數(shù)功能，并通過譯碼

5、器和LED數(shù)碼管驅(qū)動電路。方案二：通過單片機進行編程設(shè)計一個可執(zhí)行芯片方案三：通過秒表計時器，以及計數(shù)器連接成的計時器，接入減法器，實現(xiàn)倒數(shù)功能，并通過CD4511接在譯碼顯示器，實現(xiàn)倒計數(shù)功能。比較分析：三種方案相比較，方案二需要進行編程，而我們無法在短時間內(nèi)編寫好完整的程序，可實現(xiàn)性不強。而方案三的計數(shù)步驟比較多，雖然邏輯性稍強，但是我們對陌生的元器件不是很了解，并且接觸很少僅通過上網(wǎng)查資料，和圖書館的查閱很難做出。因此，通過比較實用性，合理性，選擇方案一。1.2實驗方案用555多諧振蕩器1產(chǎn)生脈沖，兩個傳輸門進行控制兩個計數(shù)器的觸發(fā)脈沖，傳輸門由兩個計數(shù)器的置位端（LD）控制，當(dāng)置數(shù)時觸

6、發(fā)脈沖被隔斷，用74LS160控制置位端的A，B，C，D門一個脈沖開關(guān)控制此計數(shù)器的觸發(fā)端CLK，當(dāng)按下開關(guān)松開時，輸出（置位的數(shù)）加1。用數(shù)碼管顯示減法計數(shù)器的輸出，用一個四輸入與非門作為反饋，當(dāng)時間小于9時蜂鳴器響。2原理及技術(shù)指標2.1實驗原理用555時基電路構(gòu)成的多諧振蕩器來產(chǎn)生頻率為10Hz的脈沖，即輸出周期為0.1秒的方波脈沖，將該方波脈沖信號送到計數(shù)器74LS190的CP減計數(shù)脈沖端,再通過譯碼器74LS160把輸入的8421BCD碼經(jīng)過內(nèi)部作和電路“翻譯”成七段（a，b，c，d，e，f，g）輸出，顯示十進制數(shù)，或者將該方波脈沖信號送到減法計數(shù)器CD40110的CP減計數(shù)脈沖端,

7、通過計數(shù)器把8421BCD碼經(jīng)過內(nèi)部作和電路“翻譯”成七段（a，b，c，d，e，f，g）輸出，顯示十進制數(shù)將該方波脈沖信號送到減法計數(shù)器CD40110的CP減計數(shù)脈沖端,通過計數(shù)器把8421BCD碼經(jīng)過內(nèi)部作和電路“翻譯”成七段（a，b，c，d，e，f，g）輸出，顯示十進制數(shù)，然然后在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置開關(guān)或控制電路即可實現(xiàn)計數(shù)器的直接清零，啟動和暫停/連續(xù)、譯碼顯示電路的顯示。2.2實驗設(shè)備1個74LS160，2個74LS190，2個74LS48，個74LS21，2個74LS00，2個開關(guān)，1個脈沖開關(guān)，1個64K電阻，1個48K電阻，2個910nF電容，1個LM555CM，1個蜂鳴器，2個七段

8、譯碼器， 2個LED顯示器，若干+5V VCC。3單元電路設(shè)計及參數(shù)計算3.1單元電路設(shè)計3.1.1控制電路圖3-1-1控制電路3.1.2脈沖發(fā)生電路脈沖發(fā)生電路是由555定時器組成的，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，電路如圖3-1-2所示。一般用雙極性工藝制作的稱為555，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器556/7556。555定時器的電源電壓范圍寬，可在4.5V16V工作，7555可在318V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負端VSS或接地，一

9、般情況下接地。8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo。2腳：低觸發(fā)端。6腳：TH高觸發(fā)端。4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。 在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A1、A2基準電壓分別為的情況下，555時基電路的功能表如表3-1-1所示。 圖3-1-2 脈沖發(fā)生電路表3-1-1 定時器的功能表清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)

10、端Q放電管T功能00導(dǎo)通直接清零101保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)110保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)11010110導(dǎo)通截止導(dǎo)通截止置1清零由于為了產(chǎn)生10的方波脈沖，我們可以令= 64，= 48，C= 910nF，得到周期T=0.101s，即按照圖3-1-2連接的電路就可以產(chǎn)生10的方波脈沖。3.1.3計數(shù)器電路圖3-1-3 計數(shù)器電路3.1.4譯碼器顯示電路在數(shù)字電路中，往往用1和0組成二進制數(shù)碼表示數(shù)值的大小或一些特定的信息，這種具有特定意義的二進制數(shù)碼稱為二進制代碼。要用二進制代碼來表示十進制的09十個數(shù)，至少要用4位二進制數(shù)。4位二進制數(shù)有16種組合，可從這16種組合中選擇10種組合分別來表

11、示十進制的09十個數(shù)。選哪10種組合，有多種方案，這就形成了不同的BCD碼。具有一定規(guī)律的常用的BCD碼見表3-1-2。從表3-1-2中可以看出，8421BCD碼2是選取00001001這十種狀態(tài)來表示十進制09的類型。表3-1-3列出了ag發(fā)光段的十種發(fā)光組合情況，他們分別和十進制的十個數(shù)字相對應(yīng)。表中H表示發(fā)光的線段，L表示不發(fā)光的線段。圖3-1-43中，共陽極型中各發(fā)光二極管陽極連接在一起，接高電平，ag和DP各引腳中任一腳為低電平時相應(yīng)的發(fā)光段發(fā)光；共陰極型號中各發(fā)光二極管的陰極連接在一起，接低電平，ag各引腳中任一腳為高電平時相應(yīng)的發(fā)光段發(fā)光（DP為小數(shù)點）。表3-1-2 常見BCD

12、碼十進制數(shù)8421碼2421碼5421碼余三碼00000000000000011100010001000101002001000100010010130011001100110110401000100010001115010110111000100060110110010011001701111101101010108100011101011101191001111111001100權(quán)842124215421無權(quán)表3-1-3 表七段顯示組合與數(shù)字對照表發(fā)光段abcdefG0HHHHHHL1LHHLLLL2HHLHHLH3HHHHLLH4LHHLLHH5HLHHLHH6HLHHHHH7HHHLL

13、LL8HHHHHHH9HHHHLHH (a)公共陽極 (b) 公共陰極圖3-1-4 半導(dǎo)體數(shù)碼管圖3-1-5 譯碼器顯示電路一個LED數(shù)碼管可用來顯示一位09十進制數(shù)和一個小數(shù)點。小型數(shù)碼管（0.5寸和0.36寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約為22.5V，每個發(fā)光二極管的點亮電流在510mA。半導(dǎo)體數(shù)碼管的優(yōu)點是工作電壓較低（1.53V）、體積小、壽命長、工作可靠性高、響應(yīng)速度快、亮度高，字形清晰。半導(dǎo)體數(shù)碼管適合于與集成電路直接配用，在微型計算機、數(shù)字化儀表和數(shù)字鐘等電路中應(yīng)用十分廣泛。半導(dǎo)體數(shù)碼管的主要缺點是工作電流大，每個字段的工

14、作電流約為10mA左右。3.2實驗的連接與處理3.2.1各部件實現(xiàn)功能74LS190實現(xiàn)減法計數(shù)功能，555定時器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生進位脈沖，74LS160實現(xiàn)置數(shù)端的數(shù)字設(shè)定，七段譯碼顯示器顯示時間，一個四輸入與門實現(xiàn)對時間進行判定，如果小于等于9則輸出高電平使蜂鳴器報警，用與門控制進位脈沖，當(dāng)置數(shù)端都為高電平時，Y1，Y2與進位脈沖一致，當(dāng)置數(shù)端有一個低電平時（即處于指數(shù)狀態(tài)），進位脈沖被阻斷。33.2.2實驗處理具有數(shù)字顯示的倒計時器的設(shè)計根據(jù)電路的邏輯功能主要分為四個模塊組成：控制電路模塊、脈沖發(fā)生電路模塊、計數(shù)器模塊、譯碼顯示模塊，連接好以后，在整體電路的仿真部分用一個10Hz的脈

15、沖源替代了脈沖發(fā)生電路，最后的仿真結(jié)果是：計時器可以從9倒計時到0停止。同時也可以通過電路中的開關(guān)按鈕來完成時間的調(diào)整、置位、清零和暫停。4 54仿真4.1電路圖 圖4-1 電路圖4.2仿真結(jié)果第一步：首先個位的74LS190中的RC非 、LD非 接Vcc+5V ，把CP接到1HZ的始終上，D0-D3接地，Q0-Q3接入74LS48譯碼器上 然后把個位74LS190中CO/BO通過非門（74LS04）接入十位的74LS190中的CT非 中，CO/BO接1，其他的引腳不變，與個位的74LS190接線一樣，通過74LS48就會在LED數(shù)碼管顯示出99-0的倒計時。第二步：實現(xiàn)置數(shù)功能：在第一步的基

16、礎(chǔ)上，把個位十位的LD非 接入輸入控制端來實現(xiàn)置數(shù)。把個位十位D0-D3 都接入輸入控制端，分別用F11-14，F(xiàn)21-24來稱呼。例如要設(shè)置有55開始倒計時，就把個位十位的D0-D3按成0101。但要想它置數(shù)，必須要在LD非 在0時，因為LD 非 在低電平時有效。第三步：置數(shù)并在09-00時喇叭響：在第二步的基礎(chǔ)上，通過二輸入四或門（74LS32）把十位的74LS190中的Q0+Q1+Q2+Q3或起來再用非門（74LS04）非一次這樣就可以實現(xiàn)出喇叭響。圖4-1 脈沖仿真結(jié)果圖5設(shè)計小結(jié)5.1個人感悟首先，能夠完成這樣一個課程設(shè)計，我非常高興。從一開始的毫無頭緒，經(jīng)過反復(fù)的查找資料，向同學(xué)請

17、教，還有自己的思考與研究，終于弄明白了。在本次課程設(shè)計中，我更是學(xué)到了很多教科書上所沒有的東西。比如電路仿真不工作時要自己檢查清楚，看是不是接線出了問題，或設(shè)置電路圖時設(shè)置錯誤，當(dāng)脈沖不對的時候，需要計算電阻和電容是否設(shè)置正確。還有Multisim軟件，如果沒有這次課程設(shè)計，我也不會接觸這種專業(yè)軟件，更不會掌握這門軟件的操作技能，現(xiàn)在，我已經(jīng)能熟練的運用此軟件繪制各種電路以及進行仿真。5.2遇到問題及解決途徑在本次課程設(shè)計中，出現(xiàn)了許多問題，在同學(xué)的配合下，最終全部解決掉了。下面提一下最大的兩個問題：第一個問題就是在設(shè)計的過程中，在選擇芯片上，下了很多工夫，在網(wǎng)上搜集各種資料后，與同學(xué)一起討論哪種芯片更適合放在電路中，最后在Multisim軟件中將每個芯片進行調(diào)試，之后才決定用以上所選的各種芯片。第二個問題就是使用Multisim軟件的時候，仿真沒有結(jié)果。首先我排查了各個連線處是否有連錯的情況，是否有漏連的情況。在排查完連線之后，還是沒有仿真結(jié)果，