30s定時(shí)電路課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　電子工程系課程設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)： 電子信息工程技術(shù) </p><p>　　課程名稱(chēng)： 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　課題名稱(chēng)： 30s定時(shí)電路 </p>&

2、lt;p>　　設(shè)計(jì)人員： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2015年 1月 5 日</p><p>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)評(píng)閱頁(yè)</p><p>　　課題名稱(chēng)：30s

3、定時(shí)電路</p><p><b>　　班 級(jí)： </b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：</b></p><p&

4、gt;　　考核成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽名：</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　《30s定時(shí)電路 課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)</p><p>　　一、課題名稱(chēng)：30S定時(shí)電路</p><p><b>　　二、技術(shù)指標(biāo)：</b></

5、p><p><b>　　要求：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：王艷</b></p><p>　　學(xué) 生：賴(lài)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(shí)代的進(jìn)步，電子行業(yè)的發(fā)展，定時(shí)器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但傳統(tǒng)的定時(shí)器都是用發(fā)條驅(qū)動(dòng)式、電機(jī)傳動(dòng)式或電鐘式等機(jī)械定時(shí)器。電子定時(shí)器相對(duì)產(chǎn)痛定時(shí)器來(lái)說(shuō)，體積小、重量輕、造價(jià)低、精度高、壽命長(zhǎng)、而且安全可靠、調(diào)整方便、適于頻繁使用。該電子定時(shí)器滿(mǎn)足對(duì)電器的電源進(jìn)行控

7、制，同時(shí)要方便用戶(hù)對(duì)電子定時(shí)器的操作。最大時(shí)間能達(dá)到30s。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是完成30s計(jì)時(shí)器，顯示30s倒計(jì)時(shí)功能。系統(tǒng)設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停/連續(xù)功能；在直接清零時(shí)，數(shù)碼管顯示器全部顯示為“0”；計(jì)時(shí)器為30s遞減計(jì)時(shí)其計(jì)時(shí)間隔為1s；計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不滅燈，同時(shí)發(fā)光二級(jí)管，停止減計(jì)數(shù)等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：秒脈

8、沖發(fā)生器、控制電路、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示電路、74HC192</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 任務(wù)設(shè)計(jì)及要求1</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的1</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)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(shè)計(jì)及元件參數(shù)選擇3</p><p><b>　　3.1顯示電路4</b></p><p>　　3.2減計(jì)時(shí)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(diào)試與檢測(cè)8</p><p><b>　　5.1檢測(cè)8</b></p><p><b>　　5.2性能測(cè)試9</b></p><p><b>　　5.3調(diào)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(xiàn)14</b>

13、;</p><p>　　第1章 任務(wù)設(shè)計(jì)及要求</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　一、根據(jù)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(shè)計(jì)與制作；</p>&

14、lt;p>　　四、進(jìn)行電路的檢測(cè)、調(diào)試，直到電路能達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　?。?）具有30S減計(jì)時(shí)顯示功能；</p><p>　?。?）減計(jì)時(shí)時(shí)間間隔為1S；</p><p>　?。?）具有外部操作開(kāi)關(guān)，用以控制計(jì)數(shù)器的置30S，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，暫停計(jì)時(shí)

15、和連續(xù)計(jì)時(shí)；</p><p>　?。?）減計(jì)時(shí)到0（顯示00），發(fā)出報(bào)警信號(hào)（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(jì)定時(shí)器用控制電路、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器構(gòu)成，在控制電路相同下，計(jì)數(shù)器時(shí)可選用190計(jì)數(shù)器，完成30秒減計(jì)時(shí)功能。在譯碼顯示器的選擇時(shí)，可選用共陰極的七段顯示數(shù)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(shí)，選用CC14547芯片。在計(jì)數(shù)器選用時(shí)，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(jì)時(shí)到0，并通過(guò)譯碼器和數(shù)碼顯示器顯示出相應(yīng)的時(shí)間。它主要由部分秒脈沖電路、控制電路、30秒減計(jì)數(shù)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(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器。兩種芯片都有預(yù)置數(shù)功能。74ls190沒(méi)有清除功能,74ls192有清除功能.74ls190是單時(shí)鐘脈沖,有加/減控制端控制加減,74ls192是雙時(shí)鐘,即有加時(shí)鐘端和減時(shí)鐘端。74ls190有使能端,高電平時(shí)禁止計(jì)數(shù),74ls192無(wú)此控制端。因此根據(jù)以上三個(gè)方案的比較，最終決定選擇方案三，此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)及元件參數(shù)選擇</p><p><b>　　3.1顯示電路</b></p><p>　　譯碼器將各級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行二十進(jìn)制編碼，并驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管用十進(jìn)制符號(hào)顯示出來(lái)。</p><p>　　CC14547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)器的輸出端Q0，Q1，Q2，Q3；輸

20、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（選用集成雙列排阻），以防止電流過(guò)大而燒壞數(shù)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(jì)時(shí)電路</b></p><p>　　計(jì)數(shù)是一種最簡(jiǎn)單基本的運(yùn)算，計(jì)數(shù)器就是實(shí)現(xiàn)

21、這種運(yùn)算的邏輯電路，計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能，同時(shí)兼有分頻功能，計(jì)數(shù)器是由基本的計(jì)數(shù)單元和一些控制門(mén)所組成，計(jì)數(shù)單元?jiǎng)t由一系列具有存儲(chǔ)信息功能的各類(lèi)觸發(fā)器構(gòu)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(jì)數(shù)電路是由兩片74ls192級(jí)聯(lián)形成。CT74LS

22、192是同步雙時(shí)鐘加減法計(jì)數(shù)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(shí)開(kāi)啟，為0時(shí)關(guān)閉，其優(yōu)先級(jí)最高； LD端為異步置數(shù)端，低電平觸發(fā)，即為1時(shí)關(guān)閉，為0時(shí)開(kāi)啟；UP和DWN分別為加法

23、時(shí)脈沖輸入端和減法時(shí)脈沖輸入端，高電平有效；A,B,C,D為數(shù)據(jù)輸入端，高電平有效；QA,QB,QC,QD為輸出端；CO和BO 分別為進(jìn)位和借位輸出端。</p><p>　　圖3.2.2 74ls192構(gòu)成的30s減數(shù)計(jì)數(shù)器</p><p>　　其原理是：當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于接地端1時(shí)，置數(shù)端開(kāi)啟，整個(gè)電路處于置數(shù)狀態(tài)；數(shù)據(jù)通過(guò)P3口輸入到74ls192芯片。當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于接端3時(shí)，置數(shù)端關(guān)閉，電路

24、處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，則從30開(kāi)始減法計(jì)數(shù)，到0時(shí)停止。當(dāng)其與作為譯碼器的CC4511相連時(shí)，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(gè)上拉電阻Ru，經(jīng)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(gè)門(mén)電路和一

25、個(gè)LED發(fā)光二極管組成，其輸入端分別和減計(jì)數(shù)器借位輸出端和相連。由于在減計(jì)數(shù)過(guò)程中，和中至少有一個(gè)輸出高電平1，輸出高電平，LED熄滅，同時(shí)打開(kāi)。當(dāng)暫停/計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)打在“計(jì)數(shù)”側(cè)時(shí)，輸出高電平，秒脈沖通過(guò)、和送到個(gè)位減計(jì)數(shù)器CC74HC192(1)的減計(jì)數(shù)輸入端,進(jìn)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)開(kāi)關(guān)打在“暫?！眰?cè)時(shí)，輸出低電平0，使關(guān)閉，秒脈沖封鎖，減計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)，顯示的數(shù)字保持不變。如開(kāi)關(guān)再次打在“計(jì)數(shù)”側(cè)時(shí)，則計(jì)數(shù)器接著進(jìn)行減計(jì)數(shù)。</p>

26、;<p>　　和是個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器的借位輸出端，是 暫停/連續(xù)開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)打向“計(jì)數(shù)”時(shí)，輸出高電平，控制門(mén)打開(kāi)，秒脈沖信號(hào)可以通過(guò)控制門(mén)使計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)數(shù)；開(kāi)關(guān)打向“暫?！睍r(shí)，輸出低電平，門(mén)關(guān)閉，秒脈沖信號(hào)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，和均為低電平，控制門(mén)輸出低電平，二極管發(fā)光，同時(shí)門(mén)關(guān)閉，計(jì)數(shù)器不再進(jìn)行計(jì)數(shù)，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(dāng)電路接通電源之后，在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來(lái)回翻轉(zhuǎn)——振蕩，于是在輸出端產(chǎn)生矩形脈沖，加到計(jì)數(shù)器CC74HC192減計(jì)數(shù)輸入端，在CP到之前，計(jì)數(shù)器已具備顯示30的功能，每到來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器遞減一位，直到遞減到00時(shí)警電路開(kāi)啟紅燈變亮，同時(shí)譯碼器接到計(jì)數(shù)器觸號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯3

28、0</p><p><b>　　秒定時(shí)功能。</b></p><p><b>　　第5章 調(diào)試與檢測(cè)</b></p><p><b>　　5.1檢測(cè)</b></p><p>　　電路組裝調(diào)試之前首先要對(duì)所用元器件進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)方法：</p><p>　　二極管引腳極性的檢測(cè)</p><p><b>　　判別正、負(fù)電極 </b></p><p>　　觀(guān)察外殼上的的符號(hào)標(biāo)記。通常在二極管的外殼上標(biāo)有二極管的符號(hào)，帶有三角形箭頭的一端為正極，另一端是負(fù)極。印有色環(huán)的一端為負(fù)。 </p><p>　　(b)觀(guān)察外殼上的色點(diǎn)

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

31、為共陽(yáng)極。否則為共陰極。 </p><p><b>　　5.2性能測(cè)試</b></p><p>　　在實(shí)驗(yàn)箱上組裝定時(shí)器，組裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按圖連接引腳，注意走線(xiàn)整齊，布局合理，器件的懸空端、清零端、置1端要正確處理。調(diào)試步驟和方法如下： </p><p>　　1、用示波器檢測(cè)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(shí)觀(guān)察，顯示器示數(shù)為30；S3打向2時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。 </p><p>　　3、當(dāng)30秒計(jì)數(shù)完成后，二極管發(fā)光，顯示器示數(shù)為0-0。說(shuō)明此電路功能完好。</p><p><b>　　5.3調(diào)試</b></p><p>　　1.顯示電路的調(diào)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(kāi)關(guān)上，按照二進(jìn)制輸入數(shù)字，觀(guān)察顯示器上顯示的數(shù)字與輸入二進(jìn)制時(shí)否相同。</p><p>　　2.減計(jì)數(shù)的調(diào)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(kāi)關(guān)上，然后令LD=1,CR=0，UP=1，=00000011,然后觀(guān)察顯示器上一開(kāi)始有沒(méi)有顯示三十，即二進(jìn)制碼00110000，若沒(méi)有顯示則應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。顯示三十

34、后，將DWN端接1s脈沖，觀(guān)察顯示器有沒(méi)有按照減法從三十進(jìn)行遞減。若將LD=0，則為置數(shù)。</p><p>　　3.控制電路的調(diào)試：將二極管和電阻接到串聯(lián)電路中去，觀(guān)察二極管在正偏和反偏的時(shí)候有沒(méi)有正常，然后將各元器件按照控制發(fā)光報(bào)警電路接好，將的輸出端接到基本邏輯電平開(kāi)關(guān)上，然后開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，觀(guān)察二極管時(shí)否發(fā)光，在閉合開(kāi)關(guān)，觀(guān)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(xiàn)</b></p><p>　　閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社；</p><p>　　康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)：數(shù)字部分. 高等教育出版社；</p><p>　　余孟嘗. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程. 高等教育出版社；</p><p>　　楊志忠. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社；&