市話計(jì)時系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、貝 錄一、設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)框圖三、分步設(shè)計(jì) 1、秒脈沖產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì) 2、十進(jìn)制2位計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì) 3、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)4、 數(shù)字時鐘電路的設(shè)計(jì) 85、 計(jì)費(fèi)金額電路設(shè)計(jì) 106、清零功能得設(shè)計(jì) 12四、整體設(shè)計(jì)131、各各分系統(tǒng)組合 132、原理圖13五：總結(jié)15市話的計(jì)費(fèi)計(jì)時系統(tǒng)設(shè)計(jì)(EWB)一、設(shè)計(jì)要求1、每次通話前(拿起前)時、分、金額的顯示器自動清零，但通話次數(shù)的顯示器 不清零；2、每分鐘0.2元，每分鐘計(jì)一次；3、通話次數(shù)、時、分、金額的顯示分別為 2位、1位、2位、3位；4、具有手動清零功能。二、設(shè)計(jì)框圖ttn三、分步設(shè)計(jì)1、秒脈沖產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)（1）、器件的功能介紹（

2、參考“我愛微電論壇”）555集成時基電路稱為集成定時器，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用十分廣泛。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密 特觸發(fā)器，因而廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。其電路類型有雙極型和CMO型兩大類，兩者的工作原理和結(jié)構(gòu)相似。555和7555是單定時器，556和7556是雙定時器。雙極 型的電壓是+5V+15V輸出的最大電流可達(dá) 200mA CMO型的電源電壓是+3V+18V555電路的工作原理555電路的部電路方框圖如圖1所示。它含有兩個電壓比較器，一個基本 RS觸發(fā)器，一 個放電開關(guān)T,比較器的參考電壓由三只5KQ的電

3、阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器 A1同相比較端和低電平比較器 A2的反相輸入端的參考電平為廠-'-和"仁。A1和A2的 輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過'時，觸發(fā)器復(fù) 位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于，7；- 時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關(guān)管截止。5是復(fù)位端，當(dāng)其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接 VCCVc是控制電壓端（5腳），平時輸出作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電

4、壓 時，通常接一個O.Oluf的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的 穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。(2) 、秒脈沖產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)圖(參考數(shù)電教材P354)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算：由CB555的特性參數(shù)可知，當(dāng)電源電壓取5V時，在100mA的輸出電流下輸出電壓的經(jīng)典值為 3.3V,所以取VCC =5V可以滿足對輸出脈沖幅度的要求。采用上圖可知：Ri R22qRi 2R23故得到Ri=Fb 。T=( Ri +2R)CI n2=1s如果取C=10uf,則代入上式得到3RCI n2=1化簡得：R=R=48KQ（3）、EWB運(yùn)行結(jié)果和說明1.£

5、;916 s 5.0060 VT2 I 1 .eT2-T11. 0ki46 MOhscxlloscpeHmt baseTriqgfirChannel Ar hann-l 日|3 訶 V&恥| 1 VjDI1v orReduceK pojition | oaoLeT | ozx哥Y puttlon mjso¥ puttion | 口Rivers BW | MB |EH 1 B| Bet 1AC D期lajuaSaoeV02由圖得 ti=1.5315s t 2=11.5363s n=10t2 t1故 T1.004sn周期為1s，每秒產(chǎn)生一個脈沖信號，符合設(shè)計(jì)要求。2、十進(jìn)制2位計(jì)

6、數(shù)器電路的設(shè)計(jì)（1）、器件的功能介紹（參考“我愛微電論壇”）74160,是一個4位二進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，它具有異步清除端與同步清除端不同的是，它不受時鐘脈沖控制，只要來有效電平，就立即清零，無需再等下一個計(jì)數(shù)脈沖的有效沿到來。具體功能如下：1.異步清零功能只要(CR的非)有效電平到來，無論有無 CP脈沖，輸出為“ 0”。在圖形符號中，CR的 非的信號為CT=0若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里要特別注意，控制清零端的信號不是N-1(6)， 而是N (7)狀態(tài)。其實(shí)，很容易解釋，由于異步清零端信號一旦出現(xiàn)就立即生效，如剛出現(xiàn) 0111，就立即送到(CR的非)端，使?fàn)顟B(tài)變?yōu)?000。所以，清零信號是非常短暫的，僅

7、是過 度狀態(tài)，不能成為計(jì)數(shù)的一個狀態(tài)。清零端是低電平有效。2.同步置數(shù)功能當(dāng)(LD的非)為有效電平時，計(jì)數(shù)功能被禁止，在 CP脈沖上升沿作用下D曠D3的數(shù)據(jù) 被置入計(jì)數(shù)器并呈現(xiàn)在 Q0- Q3端。若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制置數(shù)端的信號是 N( 7)狀態(tài), 如在D0- D3置入0000,則在Q0-Q3端呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)就是 0110。(2) 、十進(jìn)制2位計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)圖兩位-H2制計(jì)數(shù)黠電信閃王吟吟個恆nj；1 H# 網(wǎng)7416016151312111D9c o AVCRCQB c DT D QQQNALd oR KCLCLA B c D1 2p D十泣CLR'vccRCOAQAEQBCQCD

8、QBBNPEMGNDLOADf74160設(shè)計(jì)說明同下面六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(3) 、EWB!行結(jié)果和說明電源時為了模擬秒脈沖信號得，CLR現(xiàn)在接高電平計(jì)數(shù)器正常運(yùn)行，當(dāng)計(jì) CLR低電平 時清零。3、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)（1）、器件的功能介紹同上設(shè)計(jì)“十進(jìn)制2位計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)”（2） 、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)圖（參考“我愛微電論壇”）電借E3 王吟吟進(jìn)位信號+火tc o A B c D TQ QQQNERK p E CLCLAB 匚 Dmd區(qū)8盤常粘 >R E owLK CLCL2NDIA B c D E G設(shè)計(jì)原理：同樣由兩片74160組成,原理基本相同,不同的是十位計(jì)數(shù)器（C2）選擇

9、Qc與QB做反饋 端，經(jīng)與非門（NEND輸出控制清零端（CLR'）,接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)形式。將個位計(jì)數(shù)器的 RCO 端和十位計(jì)數(shù)器的QC QA端經(jīng)過與門AND1和AND2由 CO端輸出，作為六十進(jìn)制的進(jìn)位輸出 脈沖信號。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)狀態(tài)為 59時，CO端輸出高電平，在同步級連方式下，容許高電位 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。圖中與門起進(jìn)位得作用，與非門起清零作用。方波電源是為了模擬555秒脈沖產(chǎn)生電路 這個電路將作為下面設(shè)計(jì)數(shù)字時鐘得基本電路。（3）、EWB!行結(jié)果和說明Osicil Loscope丄TIT2T2-T11 1.911223 .1 L2S1 2 .0 0 0 0呂 |Q3E 3V0 . U3&

10、gt;I3 O UVBIS2Charmel ATnggerEdge-Time basetiannel EP| ;5 WDIlJ K pcpsiticm OjQQ戸;OY rt ion I 0.40 肚百R&dlueeDCY lpo>2-rtiK?nACI 0R&dlueeAVQTQ說明驗(yàn)證：本設(shè)計(jì)使用得信號f=5HZ、T=0.2s,經(jīng)運(yùn)行驗(yàn)證得:ti=11.9112s t 2=23.9112sT' =t 2-t i=12sT*60=T'所以進(jìn)位信號正確，設(shè)計(jì)可行。4、數(shù)字時鐘電路的設(shè)計(jì)(1) 、器件的功能介紹同上設(shè)計(jì)“十進(jìn)制2位計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)”(2) 、

11、數(shù)字時鐘電路的設(shè)計(jì)圖a止出Ltiy 二a口 IT-c+vu:噹誥獸74160活計(jì)冃c D E -L I T E -c _L Q Q u Q N A V R E J衛(wèi)LKF皿 cLJ M B IE E _lIN覽邦書 探旳壬戦;斗CUD BP (74DVCCF 二貼曲XQDCNTLCAF加吳牛<3眥血鈾QaHewl（3）、EWB運(yùn)行結(jié)果和說明設(shè)計(jì)說明：本設(shè)計(jì)由兩個“六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路”和一個“十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路”串聯(lián)連接起來得，其各各部分互相獨(dú)立，第一級將時鐘信號頻率擴(kuò)大60倍給第二級，第二級再將時鐘信號頻率 擴(kuò)大60倍給第三級，各級之間不存在干撓。這樣得好處是減小設(shè)計(jì)得難度，實(shí)現(xiàn)模塊化。5

12、、計(jì)費(fèi)金額電路設(shè)計(jì)（1）、器件的功能介紹（參考“我愛微電論壇”）JK觸發(fā)器工作原理：1. CP=0時，觸發(fā)器處于一個穩(wěn)態(tài)。CP為0時，G3 G4被封鎖，不論J、K為何種狀態(tài)，Q3 Q4均為1,另一方面，G12、G22也被CP封鎖,因而由與或非門組成的觸發(fā)器處于一個穩(wěn)定狀態(tài)， 使輸出QQ狀態(tài)不變。2. CP由0變1時，觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，為接收輸入信號作準(zhǔn)備。設(shè)觸發(fā)器原狀態(tài)為Q=Q Q=1當(dāng)CP由0變1時，有兩個信號通道影響觸發(fā)器的輸出狀態(tài)，一個是G12和 G22打開，直接影響觸發(fā)器的輸出，另一個是G4和G3打開，再經(jīng)G13 和G23影響觸發(fā)器的狀態(tài)。前一個通道只經(jīng)一級與門，而后一個通道則要經(jīng)一級與非

13、門和 一級與門，顯然CP的跳變經(jīng)前者影響輸出比經(jīng)后者要快得多。在CP由0變1時，G22的輸出首先由0變1,這時無論G23為何種狀態(tài)（即無論J、K為何狀態(tài)），都使Q仍為0。 由于Q同時連接G12和G13的輸入端，因此它們的輸出均為 0,使G11的輸出Q=1,觸發(fā) 器的狀態(tài)不變。CP由0變1后，打開G3和 G4,為接收輸入信號J、K作好準(zhǔn)備。3. CP由1變0時觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)設(shè)輸入信號J=1、K=0,則Q3=0 Q4=1 G13和 G23的輸出均為0。當(dāng)CP下降沿到來 時,G22的輸出由1變0,則有Q=1,使G13輸出為1, Q=Q觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。雖然CP變0后， G3 G4 G12和 G22封鎖，Q3=

14、Q4=1但由于與非門的延遲時間比與門長（在制造工藝上予 以保證），因此Q3和 Q4這一新狀態(tài)的穩(wěn)定是在觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)之后。由此可知，該觸發(fā)器在CP下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，CP旦到0電平，則將觸發(fā)器封鎖，處于（1）所分析的情況。封鎖總之，該觸發(fā)器在CP下降沿前接受信息，在下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，在下降沿后觸發(fā)器被(2)、金額計(jì)費(fèi)電路的設(shè)計(jì)圖74*60CD A B c D T DA B c D -F- G>設(shè)計(jì)原理：以2角為單位遞增,、00011110000010XX0100010110XX100011XXXX100000/1XXX、00011110000XX0010XX011XXXX100XXX0XX00XX

15、0XXXX0XXX°00011110000XX1011XX011XXXX100XXX0XX11XX0XXXX0XXX(3)、EWB運(yùn)行結(jié)果和說明0, 1, 2, 3JK觸發(fā)器產(chǎn)生一個4位二進(jìn)制信號由顯示器編譯顯示，第 3個JK觸發(fā)器Q端口 產(chǎn)生一個進(jìn)位信號送給十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其電路同“數(shù)字時鐘電路”“時”的部分。6、清零功能得設(shè)計(jì)(1)、器件的功能介紹與門：與門真值表ABY111100010000(2) 、與門設(shè)計(jì)圖清零電路電信63 王吟吟手動清零信號°°I一、卄數(shù)器清零信號掛下電話的信號丿#(3) 、EW陋行結(jié)果和說明設(shè)計(jì)目的：當(dāng)有手動清零且掛下時給計(jì)數(shù)器一個清零信號四、整體設(shè)計(jì)1、各各分系統(tǒng)組合當(dāng)接通時由“ 555秒脈沖產(chǎn)生電路”產(chǎn)生秒脈沖信號：1、 送給“六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路”秒脈沖信號作為計(jì)時用。2、送給“十進(jìn)制2位計(jì)數(shù)器電路” 一個脈沖使其計(jì)數(shù)。3、“六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路”分進(jìn)位信號送給“