可预置定时器显示报警系统设计

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1、、概述这次的课程设计任务是设计一个可预置的定时器显示报警系统。该可预置的定时器显示报警系统可用于任意定时系统，要求是设计电路时预置30秒的时间,在这30秒内，完成从预置的30秒减到0秒报警或是预置0秒计数到30秒报警，并且要求每隔5秒显示一次时间，即要显示30秒，25秒，20秒，15秒，10秒，5秒，0秒时，同时系统能准确地预置和清零。木次课程设计可以采用电路仿真软件Multisim来设计电路，或者是采用VHDL语言编写程序，并在MAX+pluslI平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证，或编写

2、单片机程序并在单片机上进行仿真。综合上面的方法，我选择用电路仿真软件来完成课设要求。二、方案论证设计一个可预置的定时报警系统，可以实现每5秒显示一次，同时可以准确地预置和清零。方案一：先用555芯片生成频率为1HZ的脉冲信号，用这个信号接在后面需要计数的芯片上。然后用两片74LS192级联，来设计一个0到30的加法计数器，使之每隔一秒计数一次，再通过74LS47芯片编译成7段数码管所识别的高低电平，用它的输出来驱动共阳极数码管，来显示时间。最后用比较器来实现每隔五秒后来显示一次。原理框图如图1所示：

3、图1方案一原理图方案二:利用VIIDL语言编写程序，生成相应的模块，最后在整体的电路形成屮实现预置报警功能，相关的电路生成思路和方案一一致。在本次综合课程设计屮，选用方案一来实现课程设计的要求。利用相关芯片可以降低题口设计的难度，且可以降低设计成本，并能顺利实现电路功能。二、电路设计1.脉冲产牛电路该脉冲产牛电路是利用555定时器牛成多谐振荡电路，来产牛频率为1HZ的脉冲信号。在接入VCC之后，电容C1开始充电，当C1两端电压到达2/3VCC时充电完成，并开始放电，当C1两端电压降到1/3VCC时，

4、放电完成，接下来乂开始放电，周而复始不断循环。C1充电与放电产牛振荡，并最终从U。端输出脉冲信号。根据C1的充电与放电的时间可求岀输出脉冲信号的周期充电时间：T1=(R1+R2)XClXln2放电时间：T2=RlXClXln2总的振荡周期为T二T1+T2二(R2+2XR1)XC1Xln2利用以上公式可计算相应的电容和电阻,其中Rl=50kQ,R2=10kQ,Cl=13.1pF,C2二10nF。脉冲电路如图2所示:VCCC113.1R210kQRSTDTSVCCOUTTHRTRI8NC210nFvcc

5、4U1R3AAA20Q5LED1LM555CN0图2脉冲产生电路2.计数电路计数器选用的是双时钟方式的十进制可逆计数器74192芯片，74192芯片的引脚图如图3所示：a0QGVOT¥二QNOU374LS192D图374LS192芯片引脚图所用的74LS192芯片，是在当LOAD',CLR端均为0时，计数器处在置数的位置。在CLR二1时，计数器可以清零。最终在LOAD'二1,CLR=O,UP=1时，且有上升沿脉冲加到DOWN端时，则计数器进行减法计数。74192芯片的功能表如表1所示：表174LS1

6、92芯片功能表输入输出CLRLOAD'UPDOWNABCDQaQbQcQd1XXXXXXX000000XXABCDABCD011tXXXX计数减01t1XXXX计数加由74LS192的功能表所知，需要两片74LS192芯片来实现30到0的计数功能，U1为高位片U2为低位片，具体的芯片连接电路如图4所示：VCC5V1141■XFG1入—Cj十§衣KX：Adn-soU174LS192D§§00AdnA20s?24LS192D0图4由74LS192芯片组成的31进制计数电路2.预置，清零屯路当LOAD'二

7、0,CLR=O时，计数器处在置数状态，因十位数和个位数计数器四位数据输入端上的DCBA端分别为0011和0000,因此预置数为30。在CLR二0时，LOAD，二0为置数状态，而在LOAD，二1时为计数状态，因此当双掷开关接上端时，屯路置数30,双掷开关接至下端时计数器开始减数。数字减到0后，电路会默认从99开始递减，因此需要开关来控制它的置数端和置零端，來达到电路的功能。30秒预置数电路如图5所示：图530秒预置数电路U274LS192DU174LS?2DioA8»A8/30§8moa50uu>

8、09-5U8将双掷开关接至计数器的CLR端即可实现清零功能，当双掷开关接至上端,即CLR二0时，计数器开始进行减法计数，在当双掷开关接至下端即CLR=1时，计数器清零。清零电路如图6所示：VCC5VXFG1QBioQAdflAOVOTQ0m：「；：co0174LSl?2D§ISS88S8OH<00OQUd弟AA*-£OU274LS192D2.数值比较电路74LS85芯片组成的数值比较系统，可以进行数字的选取，选择出在0到30的5的倍数，进而触发74LS47芯片的控制端