word文檔可自由復制編輯<<數(shù)字電子技術(shù)>>課程設(shè)計報告題目：數(shù)字倒計時設(shè)計專業(yè)：通信工程年級：2011級學學生姓名聯(lián)系電指導老師：完成日期：2013年5月20日word文檔可自由復制編輯摘要本課程設(shè)計利用了七段共陰顯示數(shù)碼管、74LS192芯片、74LS48芯片、蜂鳴器、電容、開關(guān)、電阻、74LS00芯片、74LS10芯片、NE555芯片、發(fā)光二極管、三極管、16腳底座、14腳底座、8腳底座等元件，完成了數(shù)字倒計時設(shè)計，這個設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)具有顯示計時功能，設(shè)置外部操作開關(guān)，啟動和暫停/連續(xù)功能，計時器為遞減計時，計時間隔為1S，計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號。本設(shè)計具有成本低，使用的元件少，制作簡單，計時準確、精確、穩(wěn)定，使用簡單方便的特點。關(guān)鍵詞：七段共陰顯示數(shù)碼管；74LS192芯片；NE555芯片。ABSTRACTThiscourseisdesignedtousethesevenparagraphsYinshowsthatdigitaltube,74ls192,74ls48chip,buzzer,capacitors,switches,resistors,74ls00,74ls10chip,NE555chip,lightemittingdiode,triode,14,16footbase,8feetbaseelementetc,completedadigitalcountdowndesign,thisdesigncanbeachievedwithdisplaytimerfunction,settheexternalswitchoperation,startandpause/continuousfunctions,timerfordecreasingtiming,timingintervalof1s,diminishingthetimertimingtozero,thedigitaldisplaycan'tdestroythelamp,photoelectricalarmsignalatthesametime.Thisdesignislowcostandusinglesscomponent,makesimple,timeaccurate,precise,stable,simpletouseconvenientcharacteristic.Keywords:7,atotalofYinshowsthatdigitaltube;74ls192chips;NE555chips.word文檔可自由復制編輯目錄TOC\o"1-3"\h\u3779摘要 I22305ABSTRACT I200901設(shè)計要求及方案選擇 194771.1設(shè)計要求 186541.2方案選擇 1183442理論分析與設(shè)計 2269192.1原理方框圖 2216172.2硬件電路的設(shè)計 270042.3NE555芯片簡介 3257502.4脈沖發(fā)生電路的分析及設(shè)計 458342.5計數(shù)器電路的分析及設(shè)計 468382.6顯示電路的分析及設(shè)計 5286442.7控制電路的分析及設(shè)計 7200692.8報警電路的分析及設(shè)計 878643系統(tǒng)測試 8224573.1調(diào)試所用的基本儀器清單 8224573.2調(diào)試結(jié)果 8224573.3測試結(jié)果分析 824174總結(jié) 10192675參考文獻 1132726附錄1：元件清單 12word文檔可自由復制編輯1設(shè)計要求及方案選擇1.1設(shè)計要求具有顯示計時功能，設(shè)置外部操作開關(guān)，啟動和暫停/連續(xù)功能在直接清零時，要求數(shù)碼顯示器滅燈，計時器為遞減計時，計時間隔為1S，計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號。1.2方案選擇方案一：基于AT89S52單片機的數(shù)碼管顯示模塊顯示的倒計時器。主要是以單片機來控制，用按鍵來設(shè)定倒計時初始時刻的值，按鍵來進行倒計時初值的選擇。此電路對于倒計時器中的LED數(shù)碼管示器來說，采用以軟件為主的接口方法，即不使用專門的硬件譯碼器，而采用軟件程序進行譯碼。由于所用元件多，成本較高，制作比較復雜，運用不夠方便，因此在本次課程設(shè)計中不適合采用此方案。方案二：由集成邏輯門與RC組成的時鐘源振蕩器或由集成電路NE555定時器與RC組成的多諧振蕩器作為時間標準信號源，在數(shù)碼管上顯示。由于本次設(shè)計要求用NE555定時器和多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，它的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準確程度和校對性，且數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，容易設(shè)計，并且所用元件少，成本較低，制作比較簡單，運用方便，效率比較高，對電源的損耗較少，準確程度和校對性夠好，因此在本次課程設(shè)計中采用此方案。

圖1NE555芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2理論分析與設(shè)計2.1原理方框圖圖2原理方框圖2.2硬件電路的設(shè)計本課程設(shè)計電路由脈沖發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼顯示電路、輔助時序控制電路和報警電路等五個部分組成。其中計數(shù)器和輔助時序控制電路是系統(tǒng)的主要部分。利用數(shù)碼顯示管、十進制計數(shù)器、定時器、譯碼器、蜂鳴器、電容、開關(guān)、電阻、與非門、發(fā)光二極管、三極管、16腳底座、14腳底座、8腳底座等元件，制作計時器，實現(xiàn)具有顯示計時功能，設(shè)置外部操作開關(guān)，啟動和暫停/連續(xù)功能，計時器為遞減計時，計時間隔為1S。2.3NE555芯片簡介

555集成電路開始是作定時器應用的，所以叫做555定時器或555時基電路。以下為NE555管腳功能介紹：

1腳為地。2腳為觸發(fā)輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。

當觸發(fā)器接受上比較器A1從R腳輸入的高電平時，觸發(fā)器被置于復位狀態(tài)，3腳輸出低電平。

2腳和6腳是互補的，2腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入

電壓大于2

Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。

4腳是復位端，當4腳電位小于0.4V時，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳都輸出低電平。

5腳是控制端。

7腳稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實高（或低）、7腳稱為虛高。圖3NE555的內(nèi)部功能原理框圖和內(nèi)部管腳圖2.4脈沖發(fā)生電路的分析及設(shè)計為了給計數(shù)器74LS192提供一個時序脈沖信號,使其進行計數(shù),本設(shè)計采用555構(gòu)成的多諧振蕩電路(即脈沖產(chǎn)生電路),由555工作特性和其輸出周期計算公式可知,其產(chǎn)生的脈沖周期為:T=0.7(R1+2R2)C。因此,我們可以計算出各個參數(shù)通過計算確定了R1取15k歐姆,R2取68k歐姆,電容取C1為10uF、C2為0.1uF,這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖,且其輸出周期為1秒。NE555定時器主要是通過外接電阻R和電容器C構(gòu)成充、放電電路，并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路、以及多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等脈沖波形產(chǎn)生和整形電路。圖4脈沖發(fā)生電路圖2.5計數(shù)器電路的分析及設(shè)計計數(shù)器是一個用以實現(xiàn)計數(shù)功能的時序邏輯部件，它不僅可以用來對脈沖進行計數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運算以及其他特性的邏輯功能。本次課程設(shè)計中選用74LS192來實現(xiàn)要求的減法計算功能，它由兩片74LS192的8421BCD碼遞減計數(shù)器構(gòu)成。74LS192是十進制計數(shù)器，即有“異步清零”和“異步置數(shù)”功能，且即有進位和借位輸出端。圖574LS192的管腳圖74LS192真值表：2.6顯示電路的分析及設(shè)計本電路由74LS48以及七段共陰顯示數(shù)碼管組成。如果把七段數(shù)碼管的每一段都等效成發(fā)光二極管的正負兩個極，那共陰就是把abcdefg這7個發(fā)光二極管的負極連接在一起并接地；它們的7個正極接到七段譯碼驅(qū)動電路74LS48的相對應的驅(qū)動端上。此時若顯示數(shù)字1，那么譯碼驅(qū)動電路輸出段bc為高電平，其他段掃描輸出端為低電平，以此類推。主要由74LS48芯片驅(qū)動七段數(shù)碼管譯碼器。圖674LS48管腳圖74LS48芯片是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器，A、B、C、D是BCD碼的輸入端；a、b、c、d、e、f、g是輸出端；試燈輸入端：當=0時，數(shù)碼管的七段全亮，與輸入的譯碼信號無關(guān)。本輸入端用于測試數(shù)碼管的好壞，動態(tài)滅零輸出端：當=1、=0且譯碼輸入為0時，該為輸出不顯示，即0自閉熄滅；當譯碼輸入不全為0時，該為正常顯示。本輸入端用于消隱無效的0。滅燈輸入/動態(tài)滅零輸出端：當作為輸入使用，且=0時，數(shù)碼管七段全滅，與譯碼輸入無關(guān)。當作為輸出使用時，受控于和：當=1且=0時，=0，其他情況下=1共陰數(shù)碼管在使用時要注意：是共陰極時，其管腳COM端接地；如果是共陽極時，其管腳COM端要接高電平。圖7譯碼顯示電路74LS48的功能表如下：2.7控制電路的分析及設(shè)計控制電路由74LS10以及74LS00構(gòu)成，可以完成以下功能：閉合“啟動”開關(guān)，計數(shù)器應完成置數(shù)功能，顯示器顯示所計數(shù)字，斷開開關(guān)，計數(shù)器開始進行遞減計數(shù)；當“暫停/連續(xù)”開關(guān)處于“暫?！睍r，計數(shù)器暫停計數(shù)，顯示器保持不變；當此開關(guān)處于“連續(xù)”時，計數(shù)器繼續(xù)遞減計時；當計數(shù)器遞減計數(shù)到零時?？刂齐娐窇l(fā)出報警信號，計數(shù)器保持零狀態(tài)不變，二極管發(fā)光。圖8控制電路真值表：1000100111100110100101100100100011100010100001100000013系統(tǒng)測試3.1調(diào)試所用的基本儀器清單所用儀器數(shù)量電源輸入設(shè)備1臺電源輸入線1條萬用表1個杜邦線若干3.2調(diào)試結(jié)果經(jīng)過多次調(diào)試，倒計時器獲得了成功，具有顯示計時功能，設(shè)置外部操作開關(guān)，啟動和暫停/連續(xù)功能時，要求數(shù)碼顯示器不滅燈，計時器為遞減計時，計時間隔為1S，計時器遞減計時到零時，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時發(fā)出光電報警信號。3.3測試結(jié)果分析利用原理圖設(shè)計工具繪制原理圖，并且生成對應網(wǎng)絡表，檢查零件的封裝問題，根據(jù)設(shè)計情況來修改或補充零件封裝；進入PCB系統(tǒng)設(shè)計，進行電路板布線，規(guī)劃電路板，主要是確定電路板邊框，包括電路板尺寸大小等等；對電路板的設(shè)計進行檢查，確保電路板不出現(xiàn)問題，再進行打印到銅板上，經(jīng)過腐蝕，只留下電路圖，打孔之后安裝元件后進行焊接。按設(shè)計的電路板及其原理圖在面板上放好各個模塊的元器件接好實際電路圖并焊接好電路板，檢查電路是否接線正確，然后對各個模塊進行功能校正，再接