30秒定時(shí)器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　設(shè)計(jì)報(bào)告書目錄</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的1</b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)思路1</b></p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)過程1</b></p><p>　　3.1、系統(tǒng)方案論證

2、1</p><p>　　3.2、模塊電路設(shè)計(jì)2</p><p>　　四、系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果5</p><p>　　五、主要元器件與設(shè)備5</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)體會(huì)與建議5</p><p>　　6.1、設(shè)計(jì)體會(huì)5</p><p>　　6.2、設(shè)計(jì)建議6</p>

3、<p><b>　　七、參考文獻(xiàn)6</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、熟悉集成電路的引腳安排。</p><p>　　2、掌握芯片的邏輯功能及使用方法。</p><p>　　3、了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。</p><p&

4、gt;　　4、了解減計(jì)數(shù)顯示電路的組成及工作原理。</p><p>　　5、熟悉減計(jì)時(shí)顯示電路的設(shè)計(jì)與制作。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)秒脈沖電路。</p><p>　　2、設(shè)計(jì)減計(jì)數(shù)電路。</p><p>　　3、設(shè)計(jì)譯碼和數(shù)碼顯示電路。<

5、;/p><p>　　4、設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路。</p><p>　　5、設(shè)計(jì)整體框圖及連接電路圖</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)過程</b></p><p>　　3.1、系統(tǒng)方案論證</p><p>　　30秒定時(shí)器總體方框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 30秒定

6、時(shí)器總體方框圖</p><p>　　其工作原理為：計(jì)數(shù)器完成30秒計(jì)時(shí)功能，而控制電路是直接控制計(jì)數(shù)器的清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)、譯碼顯示等功能。操作直接清零開關(guān)時(shí)能夠使計(jì)數(shù)器清零并且使數(shù)碼顯示器顯示00；當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，控制電路應(yīng)封鎖時(shí)鐘信號(hào)CP（脈沖信號(hào)），同時(shí)計(jì)數(shù)器完成置數(shù)功能，譯碼顯示電路顯示30秒；當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)斷開時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)；當(dāng)暫停/連續(xù)開關(guān)閉合時(shí)，控制電路封鎖時(shí)鐘信號(hào)CP，計(jì)數(shù)器處于封鎖

7、狀態(tài)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；當(dāng)暫停/連續(xù)斷開時(shí)，計(jì)數(shù)器連續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。</p><p>　　3.2、模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　秒脈沖電路如圖2所示</p><p>　　用555定時(shí)器與一個(gè)雙D觸發(fā)器相連，通過調(diào)節(jié)電阻R1、R2的阻值大小使其輸出1Hz的秒脈沖。</p><p><b>　　圖2 秒脈沖電路</b><

8、;/p><p>　　30秒減計(jì)數(shù)電路如圖3所示</p><p>　　計(jì)數(shù)器74HC192是具有異步清零、異步置數(shù)功能的雙時(shí)鐘十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器，當(dāng)B接+5V時(shí)，CR為高電平，計(jì)數(shù)器清零；當(dāng)B接地時(shí)，CR為低電平，LD’為低電平時(shí)，D0到D3端輸入的數(shù)據(jù)d0到d3被置入計(jì)數(shù)器，Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0,當(dāng)CR為低電平，LD’為高電平時(shí)，如果CPd為高電平，由CPu輸入計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)行

9、加計(jì)數(shù)；如果CPu為高電平，有CPd端輸入計(jì)數(shù)脈沖，則進(jìn)行減計(jì)數(shù)；如果CPu和CPd端都為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)狀態(tài)器保持不變。用兩片74HC192實(shí)現(xiàn)30秒定時(shí)器的計(jì)數(shù)。當(dāng)B接地時(shí)同時(shí)閉合A，LD’=0，計(jì)數(shù)器置30秒。A斷開時(shí)，LD’=1，計(jì)數(shù)器工作，CPd端輸入計(jì)數(shù)脈時(shí)，進(jìn)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，BO1，BO2同時(shí)輸出低電平。</p><p>　　圖3 30進(jìn)制減計(jì)數(shù)器</p><p>

10、;　　譯碼和數(shù)碼顯示電路如圖4所示</p><p>　　4511為BCD七段鎖存數(shù)碼驅(qū)動(dòng)器，其輸入端A,B,C,D分別接計(jì)數(shù)器輸出端Q0，Q1，Q2，Q3，輸出端a~g分別接數(shù)碼顯示器的七段a~g。數(shù)碼顯示器選用七段共陰極半導(dǎo)體顯示器。譯碼器和顯示器之間分別串入七個(gè)限流電阻，以防電流過大而燒壞數(shù)碼管。</p><p>　　圖4 譯碼和數(shù)碼顯示電路</p><p>

11、　　時(shí)序控制電路如圖5所示</p><p>　　開關(guān)C打向2時(shí)，U7C輸出高電平，控制門U7D打開，秒脈沖信號(hào)可以通過控制門U7D使計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)數(shù)；開關(guān)C打向1時(shí)，U7C輸出低電平，U7D門關(guān)閉，秒脈沖被封鎖，計(jì)數(shù)器處于鎖存狀態(tài)。計(jì)數(shù)器進(jìn)行30秒倒計(jì)時(shí)后，十位計(jì)數(shù)器和個(gè)位計(jì)數(shù)器同時(shí)借位，U9A，U9B均為低電平，控制門U7A輸出低電平，二極管發(fā)光，同時(shí)U8A門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器 不再進(jìn)行計(jì)數(shù)，并顯示00。</p

12、><p>　　圖5 時(shí)序控制電路</p><p><b>　　四、系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果</b></p><p>　　1、組裝調(diào)試30秒定時(shí)器電路，如圖6所示</p><p>　　圖6 30秒定時(shí)器電路</p><p>　　2、用示波器觀察555定時(shí)器經(jīng)過分頻后得到的一個(gè)秒脈沖，調(diào)節(jié)電阻R1，R2得到1H

13、z的秒脈沖。如圖7所示：</p><p>　　圖7 秒脈沖波形圖</p><p>　　3、時(shí)序控制電路調(diào)試：將開關(guān)C打向2側(cè)，秒脈沖信號(hào)加入到控制門U7D輸入端，用示波器觀察U8A輸出端是否有秒脈沖輸出。</p><p>　　通過觀察,可得U8A輸出端也有秒脈沖，波形如圖8所示。</p><p>　　圖8 U8A輸出端的秒脈沖</p

14、><p>　　4、30秒減計(jì)數(shù)器調(diào)試</p><p>　?。?）、當(dāng)開關(guān)A閉合，B接1端時(shí)，計(jì)數(shù)器置30秒，如圖9所示：</p><p><b>　　圖9</b></p><p>　?。?）、開關(guān)B打向2側(cè)，檢測(cè)計(jì)數(shù)器清零，發(fā)光二極管發(fā)光，如圖10所示：</p><p><b>　　圖10&

15、lt;/b></p><p><b>　　5、整機(jī)調(diào)試。</b></p><p>　　經(jīng)過調(diào)試，該電路可以實(shí)現(xiàn)從30到00秒的減數(shù)計(jì)數(shù)，減計(jì)數(shù)到00時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光，并且可以通過暫停/連續(xù)開關(guān)對(duì)減計(jì)數(shù)進(jìn)行控制。如圖11所示</p><p><b>　　圖11</b></p><p>　　五、主

16、要元器件與設(shè)備</p><p>　　數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱或EDA軟件QuartusⅡ。</p><p>　　集成電路 74HC192—2片，4511BD—2片，74HC74D—1片。</p><p>　　555定時(shí)器—1片,4011BD —５片，4069BCL—3片.。</p><p>　　電 阻 RPACK_VARAIABLE_2

17、5;7 — 2只， 4.758MΩ—2只。 100Ω—2只，10kΩ—3只。</p><p>　　電 容 10nF—2只。</p><p>　　其 它 發(fā)光二極管—1只，共陰極顯示器—2只。</p><p>　　單刀雙擲開關(guān)—兩個(gè)，開關(guān)—1只。</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)體會(huì)與建議</p><p><

18、b>　　6.1、設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　通過這次對(duì)30秒定時(shí)器的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也了解了關(guān)定時(shí)的基本原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路要先用仿真軟件仿真成功之后才可以進(jìn)行實(shí)際接線。看似簡(jiǎn)單的電路，但有時(shí)候就是無法運(yùn)行出結(jié)果，在平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師就在我們旁邊指導(dǎo)我們?cè)撛趺醋?，但很多時(shí)候我們都忽略了“為什么這樣做”，導(dǎo)致對(duì)原件的功能、作用和用法一知半解，在處理很多細(xì)節(jié)

19、時(shí)，考慮不周，出現(xiàn)了很多小問題。比如在選取原件型號(hào)時(shí)不考慮其在固定電壓下能否正常工作，這就會(huì)導(dǎo)致電路無法正常工作。所以，在連接仿真電路圖時(shí)選取元件是很關(guān)鍵的一個(gè)步驟，要在了解各元件工作機(jī)制的基礎(chǔ)上選擇應(yīng)用哪個(gè)。通過這次學(xué)習(xí)，我對(duì)Multsim仿真軟件有了更近一步了解，應(yīng)用起來也更加順手。</p><p><b>　　6.2、設(shè)計(jì)建議</b></p><p>　　我希望

20、老師在我們動(dòng)手制作之前應(yīng)先告訴我們一些關(guān)于所做電路的資料、原理，以及如何檢測(cè)電路的方法，還有關(guān)于檢測(cè)芯片的方法。這樣會(huì)有助于我們進(jìn)一步的進(jìn)入狀態(tài)，完成設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊志忠. 數(shù)字集成電路[M]. 北京：水利電力出版社，1995；</p><p>　　[2] 楊志忠. 數(shù)字電