1、<p>　　電子工程系課程設計 </p><p>　　專業(yè)名稱： 電子信息工程技術 </p><p>　　課程名稱： 數字電子技術 </p><p>　　課題名稱： 30s定時電路 </p>&

2、lt;p>　　設計人員： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2015年 1月 5 日</p><p>　　課程設計報告書評閱頁</p><p>　　課題名稱：30s

3、定時電路</p><p><b>　　班 級： </b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　指導教師評語：</b></p><p&

4、gt;　　考核成績： 指導教師簽名：</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　《30s定時電路 課程設計》任務書</p><p>　　一、課題名稱：30S定時電路</p><p><b>　　二、技術指標：</b></

5、p><p><b>　　要求：</b></p><p><b>　　指導教師：王艷</b></p><p>　　學 生：賴云濤</p><p><b>　　電子工程系</b></p><p>　　2015年 1 月 5日

6、 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著時代的進步，電子行業(yè)的發(fā)展，定時器的應用也越來越廣泛。但傳統(tǒng)的定時器都是用發(fā)條驅動式、電機傳動式或電鐘式等機械定時器。電子定時器相對產痛定時器來說，體積小、重量輕、造價低、精度高、壽命長、而且安全可靠、調整方便、適于頻繁使用。該電子定時器滿足對電器的電源進行控

7、制，同時要方便用戶對電子定時器的操作。最大時間能達到30s。</p><p>　　本設計主要是完成30s計時器，顯示30s倒計時功能。系統(tǒng)設置外部操作開關，控制計時器的直接清零、啟動計時、暫停/連續(xù)功能；在直接清零時，數碼管顯示器全部顯示為“0”；計時器為30s遞減計時其計時間隔為1s；計時器遞減計時到零時，數碼顯示器不滅燈，同時發(fā)光二級管，停止減計數等。</p><p>　　關鍵詞：秒脈

8、沖發(fā)生器、控制電路、計數器、譯碼顯示電路、74HC192</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 任務設計及要求1</p><p><b>　　1.1設計目的1</b></p><p><b>　　1.2設計任務1</b></p>

9、<p>　　第2章 方案選擇2</p><p><b>　　2.1方案比較2</b></p><p>　　2.1.1方案一2</p><p>　　2.1.2方案二2</p><p>　　2.1.3方案三2</p><p>　　2.2方案選定及系統(tǒng)框圖3</p>

10、<p>　　圖2.1 系統(tǒng)框圖第3章單元電路設計及元件參數選擇3</p><p><b>　　3.1顯示電路4</b></p><p>　　3.2減計時電路5</p><p><b>　　3.3控制電路7</b></p><p>　　第4章 整體電路及工作原理8</p&

11、gt;<p>　　第5章 調試與檢測8</p><p><b>　　5.1檢測8</b></p><p><b>　　5.2性能測試9</b></p><p><b>　　5.3調試9</b></p><p>　　第6章 元件清單10</p>

12、<p><b>　　附錄11</b></p><p><b>　　附錄一原理圖11</b></p><p><b>　　附錄二封裝圖12</b></p><p>　　附錄三PCB圖13</p><p><b>　　參考文獻14</b>

13、;</p><p>　　第1章 任務設計及要求</p><p><b>　　1.1設計目的</b></p><p>　　一、根據原理圖分析各單元電路的功能；</p><p>　　二、熟悉電路中所用到的各集成塊的管腳及其功能；</p><p>　　三、熟悉電路的設計與制作；</p>&

14、lt;p>　　四、進行電路的檢測、調試，直到電路能達到規(guī)定的設計要求。</p><p><b>　　1.2設計任務</b></p><p>　?。?）具有30S減計時顯示功能；</p><p>　　（2）減計時時間間隔為1S；</p><p>　?。?）具有外部操作開關，用以控制計數器的置30S，啟動計時，暫停計時

15、和連續(xù)計時；</p><p>　?。?）減計時到0（顯示00），發(fā)出報警信號（用發(fā)光二極管顯示）。 </p><p><b>　　第2章 方案選擇</b></p><p><b>　　2.1方案比較</b></p><p><b>　　2.1.1方案一</b></p>

16、;<p>　　30秒減計定時器用控制電路、計數器、譯碼顯示器構成，在控制電路相同下，計數器時可選用190計數器，完成30秒減計時功能。在譯碼顯示器的選擇時，可選用共陰極的七段顯示數碼管。</p><p><b>　　2.1.2方案二</b></p><p>　　在控制電路相同下，在譯碼顯示器的選擇時，選用CC14547芯片。在計數器選用時，選用190芯片

17、。</p><p><b>　　2.1.3方案三</b></p><p>　　主要用于完成從30s減計時到0，并通過譯碼器和數碼顯示器顯示出相應的時間。它主要由部分秒脈沖電路、控制電路、30秒減計數器和譯碼顯示電路等組成。電路由CC74HC192組成。</p><p>　　2.2方案選定及系統(tǒng)框圖</p><p>　　7

18、4ls190與74ls192都是4位十進制同步可逆計數器。兩種芯片都有預置數功能。74ls190沒有清除功能,74ls192有清除功能.74ls190是單時鐘脈沖,有加/減控制端控制加減,74ls192是雙時鐘,即有加時鐘端和減時鐘端。74ls190有使能端,高電平時禁止計數,74ls192無此控制端。因此根據以上三個方案的比較，最終決定選擇方案三，此設計簡單，操作方便。如系統(tǒng)框圖2.1所示。</p><p>　

19、　圖2.1 系統(tǒng)框圖第3章 單元電路設計及元件參數選擇</p><p><b>　　3.1顯示電路</b></p><p>　　譯碼器將各級十進制計數器的計數結果進行二十進制編碼，并驅動數碼管用十進制符號顯示出來。</p><p>　　CC14547為BCD七段鎖存數碼驅動器，其輸入端A、B、C、D分別接計數器的輸出端Q0，Q1，Q2，Q3；輸

20、出端A~G分別接數碼顯示器的七段A~G。數碼顯示器選用七段共陰極半導體顯示器。譯碼器和顯示器之間分別串入七個限流電阻（選用集成雙列排阻），以防止電流過大而燒壞數碼管。如電路圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 顯示電路圖</p><p><b>　　3.2減計時電路</b></p><p>　　計數是一種最簡單基本的運算，計數器就是實現(xiàn)

21、這種運算的邏輯電路，計數器在數字系統(tǒng)中主要是對脈沖的個數進行計數，以實現(xiàn)測量、計數和控制的功能，同時兼有分頻功能，計數器是由基本的計數單元和一些控制門所組成，計數單元則由一系列具有存儲信息功能的各類觸發(fā)器構成，這些觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器及JK觸發(fā)器等。</p><p>　　3.2.1主要元器件功能介紹</p><p>　　計數電路是由兩片74ls192級聯(lián)形成。CT74LS

22、192是同步雙時鐘加減法計數器，其邏輯功能示意圖如圖3.2.1所示</p><p>　　圖3.2.1 74ls192功能圖</p><p><b>　　其邏輯功能為：</b></p><p>　　CLR為置零端，高電平觸發(fā)，即為1時開啟，為0時關閉，其優(yōu)先級最高； LD端為異步置數端，低電平觸發(fā)，即為1時關閉，為0時開啟；UP和DWN分別為加法

23、時脈沖輸入端和減法時脈沖輸入端，高電平有效；A,B,C,D為數據輸入端，高電平有效；QA,QB,QC,QD為輸出端；CO和BO 分別為進位和借位輸出端。</p><p>　　圖3.2.2 74ls192構成的30s減數計數器</p><p>　　其原理是：當開關S置于接地端1時，置數端開啟，整個電路處于置數狀態(tài)；數據通過P3口輸入到74ls192芯片。當開關S置于接端3時，置數端關閉，電路

24、處于計數狀態(tài)，則從30開始減法計數，到0時停止。當其與作為譯碼器的CC4511相連時，因CC4511屬于CMOS系列，所以二者的輸出電平不同，需要在電路的輸出端和電源之間接一個上拉電阻Ru，經查表可得，CT74LS系列的Ru取值范圍為820到12K之間,因而用1K電阻即可.</p><p><b>　　3.3控制電路</b></p><p>　　電路由～八個門電路和一

25、個LED發(fā)光二極管組成，其輸入端分別和減計數器借位輸出端和相連。由于在減計數過程中，和中至少有一個輸出高電平1，輸出高電平，LED熄滅，同時打開。當暫停/計數開關打在“計數”側時，輸出高電平，秒脈沖通過、和送到個位減計數器CC74HC192(1)的減計數輸入端,進行減計數。當開關打在“暫?！眰葧r，輸出低電平0，使關閉，秒脈沖封鎖，減計數器暫停計數，顯示的數字保持不變。如開關再次打在“計數”側時，則計數器接著進行減計數。</p>

26、;<p>　　和是個位和十位計數器的借位輸出端，是 暫停/連續(xù)開關。開關打向“計數”時，輸出高電平，控制門打開，秒脈沖信號可以通過控制門使計數器進行減計數；開關打向“暫?！睍r，輸出低電平，門關閉，秒脈沖信號被封鎖，計數器處于鎖存狀態(tài)。計數器進行30秒倒計時后，十位計數器和個位計數器同時借位，和均為低電平，控制門輸出低電平，二極管發(fā)光，同時門關閉，計數器不再進行計數，并顯示00。如電路圖3.3所示。</p>&

27、lt;p>　　圖3.3 控制電路圖</p><p>　　第4章 整體電路及工作原理</p><p>　　當電路接通電源之后，在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉——振蕩，于是在輸出端產生矩形脈沖，加到計數器CC74HC192減計數輸入端，在CP到之前，計數器已具備顯示30的功能，每到來一個脈沖計數器遞減一位，直到遞減到00時警電路開啟紅燈變亮，同時譯碼器接到計數器觸號，驅動LED數碼管實時顯3

28、0</p><p><b>　　秒定時功能。</b></p><p><b>　　第5章 調試與檢測</b></p><p><b>　　5.1檢測</b></p><p>　　電路組裝調試之前首先要對所用元器件進行檢測，判斷元器件的好壞和確定元器件的引腳及極性。下面將分別介紹

29、電路中所用到的元器件的檢測方法：</p><p>　　二極管引腳極性的檢測</p><p><b>　　判別正、負電極 </b></p><p>　　觀察外殼上的的符號標記。通常在二極管的外殼上標有二極管的符號，帶有三角形箭頭的一端為正極，另一端是負極。印有色環(huán)的一端為負。 </p><p>　　(b)觀察外殼上的色點

30、。在點接觸二極管的外殼上，通常標有極性色點(白色或紅色)。一般標有色點的一端即為正極。還有的二極管上標有色環(huán)，帶色環(huán)的一端則為負極。</p><p><b>　　數碼管的檢測</b></p><p><b>　　判別共陰、陽極 </b></p><p>　　用數字萬用表紅表筆接數碼管公共端，黑表筆碰觸其余端，若數碼管亮，則

31、為共陽極。否則為共陰極。 </p><p><b>　　5.2性能測試</b></p><p>　　在實驗箱上組裝定時器，組裝時應嚴格按圖連接引腳，注意走線整齊，布局合理，器件的懸空端、清零端、置1端要正確處理。調試步驟和方法如下： </p><p>　　1、用示波器檢測秒脈沖電路輸出頻率為1Hz。 </p>

32、<p>　　2、接通電路：S3打向1端，S2打向2端，S1合上。此時觀察，顯示器示數為30；S3打向2時，計數器開始計數。 </p><p>　　3、當30秒計數完成后，二極管發(fā)光，顯示器示數為0-0。說明此電路功能完好。</p><p><b>　　5.3調試</b></p><p>　　1.顯示電路的調試：將顯示器按照電

33、路圖接好，然后將譯碼器的輸入端接到基本邏輯電平開關上，按照二進制輸入數字，觀察顯示器上顯示的數字與輸入二進制時否相同。</p><p>　　2.減計數的調試：將電路按照電路原理圖連接好，然后將其輸出端接到基本邏輯電平顯示器，將輸入端接到基本邏輯電平開關上，然后令LD=1,CR=0，UP=1，=00000011,然后觀察顯示器上一開始有沒有顯示三十，即二進制碼00110000，若沒有顯示則應該繼續(xù)進行調節(jié)。顯示三十

34、后，將DWN端接1s脈沖，觀察顯示器有沒有按照減法從三十進行遞減。若將LD=0，則為置數。</p><p>　　3.控制電路的調試：將二極管和電阻接到串聯(lián)電路中去，觀察二極管在正偏和反偏的時候有沒有正常，然后將各元器件按照控制發(fā)光報警電路接好，將的輸出端接到基本邏輯電平開關上，然后開啟開關，觀察二極管時否發(fā)光，在閉合開關，觀察二極管是否發(fā)光。</p><p><b>　　第6章

35、元件清單</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄一原理圖</b></p><p><b>　　附錄二封裝圖</b></p><p><b>　　附錄三PCB圖</b></p><p

36、><b>　　參考文獻</b></p><p>　　閻石. 數字電子技術基礎. 高等教育出版社；</p><p>　　康華光. 電子技術基礎：數字部分. 高等教育出版社；</p><p>　　余孟嘗. 數字電子技術基礎簡明教程. 高等教育出版社；</p><p>　　楊志忠. 數字電子技術基礎. 高等教育出版社；&