课程设计-倒计时

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1、<<30秒倒计时计数器>>课程设计报告题目：30秒倒计时计数器课程设计专业：电气工程及其自动化年级：09级学号：0910617035学生姓名：xxx联系电话：1897xxxx指导老师：李x完成日期：2011年7月13日15基于30秒倒计时计数器设计摘要本设计是一个由外部操作开关控制的倒计时计数器。显示30秒倒计时功能，系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在清零时，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。在许多领域中计时器均得到普遍应用，如在体育比赛、定时报警器、交通信号灯

2、等等，由此可见计时器在现代社会中何其重要。整个电路的设计借助Multisim10.0.1仿真软件和数字逻辑电路相关只是，并在Multisim10.0.1下设计和进行仿真，得到了预期效果。关键字：计时器；数码显示器；Multisim15目录摘要II1设计要求及方案选择11.1设计要求11.2方案选择12理论分析与设计32.130秒倒计时计数器电路的分析及设计32.1.1计数电路42.1.2报警电路42.1.3脉冲电路52.1.4控制电路62.1.5译码显示电路73电路设计93.1硬件电路的设计93.2软件的设计103.3电路PCB排布114系统测试124.1调试所用的基本清单124.2调试结果1

3、24.3测试结果分析135总结14参考文献15151设计要求及方案选择1.1设计要求（1）具有显示30秒计时功能。（2）设置外部操作开关：控制计数器的直接清零、启动和暂停/连续功能。（3）计时器为30秒递减计时，计时间隔为1秒。（4）直接清零时，要求数码显示器灭灯。（5）计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。1.2方案选择本设计中，我和我的同组人提出了两个脉冲信号发生电路的方案，方案如下：方案一是采用555构成的多谐振荡电路（即脉冲产生电路），其电路原理图如下图1-1。15图1-1　方案一的秒脉冲发生电路方案二是用555构成的多谐振荡器直接产生频率为1Hz的秒脉冲，原理图

4、见图1-2：图1-2方案二的555多谐振荡器方案选择：本设计对秒脉冲精度要求并不是很高，相比较之下方案一的秒脉冲会稳定些，但因为电路加入了74LS161用于异步清零法分频而使电路变得复杂许多，而本次课设都是采用软件仿真的方式来验证最后结果的，因此不会存在因为元器件的误差而使结果受到影响的情况，因此没有必要用复杂的电路来替代简单电路就可以完成的功能的电路。所以本次课程设计采用第二种方案来产生1Hz的秒脉冲。2理论分析与设计152.130秒倒计时计数器电路的分析及设计总体思路：选用2个74LS192，它是加、减十进制计数器，并且选用了555多谐振荡器，它的作用是产生一个1Hz的方波信号来作为秒脉冲

5、，作为它的cp脉冲。又因为我们要选用2片计数器构成2位计数的状态，固要采用计数器的级联的方法，因为要加快速度的运行，我们选用的是并行进位的级联。因为每个片子以及各种元件均需要一个5V的直流电源来驱动，故我们还需要用一个5V的变压器，整流桥与一个三端稳压器来设计一个电源。因为我们要的是以秒为单位的计数器，所以我们需要的是1Hz的cp信号，这个可以由555多谐振荡器来完成。555多谐振荡器的功能就是你可以调节它的电阻和电容来得到不同频率和不同占空比的脉冲信号。然后还需要两个74LS48译码器与两个共阴数码管来对计数器所记得数进行翻译和显示。当倒计时显示进行到00这个数字得时候就报警，以二极管光亮来

6、表示；这个可以直接利用74ls192高位片借位输出端13输出低电平即30秒递减到0时就发出光报警达到课设题目要求。由此分析得出30秒计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和控制电路等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。计数器译码显示秒脉冲发生器光报警电路控制电路外部操作开关图2-1系统总模块图2.1.1计数电路计数电路选用两片中规模集成电路74LS192进行设计，74LS19215是十进制计数器，具有“异步清零”和“异步置数”功能，且有进位和借位输出端。两片74LS192构成预置数的三十进制递减计数器，计数器十位接成三进制，计

7、数器个位接成十进制，置数端A、B、C、D通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预置数为（001100000）2=（30）10，只有当低位端发出错位脉冲，高位计数器才做减计数。1片74LS192构成1秒减计数电路（即个位）。74LS192的引脚图和功能表如图所示。它的计数原理是：使加计数脉冲信号引脚CPu=1，计数脉冲加入个位74LS192引脚CPD脚，当减计数到零时，个位74LS1