Uc按指数规律下降，当Uc<2/3VCC时比较器A1输出由0变为1，R-S触发器的RD=SD=1，Q的状态不变，Uo的状态仍为低电平。
t=t2时刻，Uc下降到1/3Vcc，比较器A2输出由1变为0，R-S触发器的RD=1，SD=0，触发器处于1，定时器输出Uo=1。
此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。
通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出Uo=1，电容放电时Uo=0，0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。
多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。
图1-6555多谐振荡器原理图
振荡周期T=T1+T2。
T1为电容充电时间，T2为电容放电时间。
充电时间T1=（R1+R2）C㏑2≈0.7（R1+R2）C；放电时间T2=R2C㏑2≈0.7R2C；矩形波的振荡周期T=T1+T2=㏑2（R1+2R2）C≈0.7（R1+2R2）C。
因此改变R1、R2和电容C的值，便可以改变矩形波的周期和频率。
对于矩形波，除了用幅度、周期来衡量外，还有一个参数：
占空比q，q=（脉宽tw）/（周期T）。
图1-7多谐振荡器的工作波形
1.2.2方案二
图1-8方案二电路图
192为可预置的十进制同步加、减计数器。
192的清除端是异步的。
当清除端（MR）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能。
192的预置是异步的。
当置入控制端LD为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（D0～D3）相一致的状态。
192的计数是同步的，靠CPD、CPU同时加在4个触发器上而实现。
在CPD、CPU上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
当进行加计数或减计数时可分别利用CPD、CPU，此时另一个时钟应为高电平。
当计数上溢出时，进位输出端Co输出一个低电平脉冲，其宽度为CPU低电平部分的低电平脉冲；当计数下溢出时，错位输出端Bo输出一个低电平脉冲，其宽度为CP低电平部分的低电平脉冲。
当把Co和Bo分别连接后一级的CPD、CPU，即可进行级联。
图1-9计数器40192管脚图
在40192集成计数器的逻辑功能如图1-9所示，表中↑表示时钟脉冲的上升沿，从表中可以看出，不管是加法计数过程，还是减法计数过程，都是在计数时钟脉冲上升沿触发的。
在计数过程中，必须使清零端接低电平，预置数端接高电平，当脉冲出现上升沿时计数器实现计数功能。
表1-10计数器40192功能表
石英谐振器简称为晶振，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。
这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与田英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。
利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC（线圈和电容）谐振回路、滤波器等。
由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信设备中。
石英谐振器按引出电极情况来分有双电极型、三电极型和双对电极型几种。
石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件，如彩电的色副载波振荡器、电子钟表的时基振荡器及游戏机中的时钟脉冲振荡器等，石英晶体成本较高，故在要求不太高的电路中一般采用陶瓷谐振元件。
石英晶体振荡器摘要性能指标：
标称频率：
振荡器输出的中心频率或频率的标称值。
可选频率范围：
我们所能提供的某种规格的振荡器的可实现的频率输出。
频率温度稳定度：
在指定温度范围内振荡器的输出频率相对于25°C时测量值的最大允许频率偏差。
老化：
在确定时间内输出频率的相对变化。
占空比：
反映输出波形的对称性，也就说，在一个周期内，高电平与低电平所占比例之比。
上升时间：
方波从低电平转换为高电平的时间。
下降时间：
方波从高电平转换为低电平的时间。
谐波：
振荡器在相对于输出频率谐振点处的抑制。
图1-11石英晶体振荡器电路图
1.2.3方案三
在发现用单稳态很难达到延迟和频率变化的效果后，而且压控振荡电路的输入不能直接用电压幅度（幅值）可变的交流电压源。
于是我们换思路思考，决定把555压控振荡器换成另一压控振荡电路，即电压—频率转换电路（参考模电P466电路）。
该压控振荡器由一个积分电路和一个比较器组成。
原理是利用积分运算电路输出电压的变化去控制压控振荡器输出频率的变化（开关断开后脉冲波频率渐渐变小），数码显示计数频率渐渐变慢。
当经过5到10秒的时间后，电压达到一定值时，也就是说超过压控振荡器可控电压范围后，振荡器失效，计数停止。
从而就实现了电子骰子的功能要求。
但是在Multisim仿真过程中，遇到了问题。
单独仿真积分电路时输入直流，输出也是直流，幅值没有变化，这与理论不符，说明在Multisim中仿真不出我们想要的结果。
在Multisim仿真中，电压—频率转换（压控振荡器），可以仿真出来脉冲波，问题是它的脉冲波略有失真，并没有比我们先前使用的555压控振荡器的脉冲波的波形好看，所以这个方案无法用Multisim仿真软件实现。
该方案理论上是可以实现的，但是可能是Multisim仿真软件自身存在着问题，所以无法实现。
图1-12电路原理图
图1-13积分型电路图
1.2.4方案选择
经过分析，在计数器芯片的选择上，因为74161和74192功能上基本相近，区别只是在置数控制端上，74161为同步预置数，而74192为异步预置数。
电骰子的数值在1至6之间，所以不能采用反馈置零法和反馈清零法，故在电骰子的制作中要使用置数功能，所以首要考虑的就是置数功能。
74161为同步置数，在反馈是只要将输出Q2Q3通过与非门接到74161的置数端即可。
74192为异步置数，在反馈时要将输出Q1Q2Q3通过与非门接到74192的置数端。
其他部分两种芯片的使用方法基本相同，由于两输入与非门更加使用，故使用74161芯片。
通过555定时器制作时钟脉冲方便简单，只需外接电阻电容即可制作成需要的脉冲。
所以经过综合分析，选用方案一。
2硬件设计
2.1计数器与数码管的设计
显示部分采用七段数码管和七段显示译码器7448一起实现，将数码管与七段显示译码器7448按照图2-1的方式连接，然后将七段显示译码器7448的四个输入端连接到计数器74LS161的四个输出端即可。
图2-1数码管显示电路
在计数器的设计中，因为电骰子窑实现1到6的循环变化，所以要是计数器实现1到6的六进制循环，采用反馈预置数的方式。
把计数器的输入端置数D3D2D1D0=0001，将计数器的输出端Q2和Q3通过与非门连接到计数器芯片的置数端，低电平有效。
因为74LS161为同步置数，当计数器加计数至6时，Q2和Q3都为高电平，通过与非门后为低电平，当下一个脉冲上升沿到来时，计数器完成置数，输出端杯置数为0001，数码管显示为1，这样就完成了从1到6的循环计数。
图2-2计数器与数码管连接图
2.2时钟脉冲信号的设计
时钟脉冲信号的产生由555定时器和电阻、电容构成。
将2、6端并联，再与RC构成的充放电电路的串联点连接，将7端接到放电点。
其中电容C2起稳定输出电压的作用。
在电骰子的电路中，时钟脉冲控制计时器芯片74LS161实现加法计数功能，所以对时钟脉冲的频率要求不高，只要保证频率足够大，使数码管显示数字不能被人眼分辨即可，所以只需要50Hz左右即可满足要求。
电容C1的充电时间T1=（R1+R2）C㏑2；
放电时间T2=R2C㏑2；
矩形波的振荡周期T=T1+T2=㏑2（R1+2R2）C；
频率f=1/T；
选择电阻R1=1kΩ，R2=1kΩ，C1=10uF，得出f=1/㏑2（R1+2R2）C1≈48Hz。
图2-3时钟脉冲电路
2.3整体设计
在之前的设计中，我们已经讨论了计数器的设置和显示数码管的连接方式，并且制作了基于55定时器的时钟脉冲，下面我们需要完成的工作就是把这些部分连接到一起。
在确定如何完成掷骰子的动作方面，我们考虑使用开关，因为开关方便，易于操作。
那么如何实现像现实生活中的掷骰子的效果，即在1至6这六个数字中随机的产生一个数字呢？
因为计数器74LS161是上升沿触发的计数器，所以不论当计数器74LS161的CLK端是高电平还是低电平，计数器都不会实现计数功能，而是保持之前的数字不变。
我们就利用这个原理，将时钟脉冲和一个单刀双掷开关通过与门连接起来，然后将与门的输出送到计数器74LS161的CLK端。
将单刀双掷开关的两端分别连到高电平和地。
这样，当开关掷向高电平时，高电平与时钟脉冲相与，与门输出仍为时钟脉冲，计数器74LS161实现计数功能，在1到6之间循环计数；当开关掷向地时，低电平与时钟脉冲相与，与门输出为低电平，计数器74LS161保持之前的状态，数码管静态显示之前计数器输出的数字。
这样，一次掷骰子的过程就结束了。
图2-4整体设计电路
3.调试检测
电路接线完成后，首次或者多次调试不成功是很正常的现象，这就需要我们掌握一些调试的小技巧和方法。
1．检查电路
任何组装好的电子电路，在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否有错误。
对照电路图，按一定的顺序逐级对应检查。
特别要注意检查电源是否接错，电源与地是否有短路，二极管方向和电解电容的极性是否接反，集成电路和晶体管的引脚是否接错，轻轻拔一拔元器件，观察接点是否牢固，等等。
2．通电观察
一定要调试好所需要的电源电压数值，并确定电路板电源端无短路现象后，才能给电路接通电源。
电源一经接通，不要急于用仪器观测波形和数据，而是要观察是否有异常现象，如冒烟、异常气味、放电的声光、元器件发烫等。
如果有，不要惊慌失措，而应立即关断电源，待排除故障后方可重新接通电源。
然后，再测量每个集成块的电源引脚电压是否正常，以确信集成电路是否已通电工作。
3．静态调试
先不加输入信号，测量各级各管脚直流工作电压是否正常。
直流电压的测试非常方便，可直接用电压表或万用表测量。
一般对晶体管和集成电路进行静态工作点调试。
4．指标测试
电子电路经上述过程调试正常之后，便可对课题要求的技术指标进行测量。
测试并记录测试数据，对测试数据进行分析，最后做出测试结论，以确定电路的技术指标是否符合设计要求。
如有不符，则应仔细检查问题所在，一般是对某些元件参数加以调整和改变。
若仍达不到要求，则应对某部分电路进行修改，甚至要对整个电路重新加以修改。
因此，要求在设计的全过程中，要认真、细致，考虑问题要更周全。
我们选的课题电路比较简单，因此很快就完成了接线，但调试花了我们很大一部分时间。
最初做电源时，我们尝试了用晶振做，但调试结果非常不令人满意，频率很不稳定，用手碰一下就会极大的影响其频率，最后我们摒弃了这种方法，改用555定时器构成的多谐振荡器来做，效果很好，因此采用了这种方法。
接线过程中还多次出现数码管显示数字不正常的现象，后来发现是导线或芯片与面包板接触不良造成的，但这些问题都在我们反复的调试下得到了解决。
结束语
课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
回顾起此次课程设计，我感受颇多。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，后悔平时学习中的眼高手低；同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计提高了我们的逻辑思维能力，使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大进步，加深了对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常用逻辑器件的了解。
同时经过这次课程设计，我知道了平时要养成多查阅资料的好习惯，不要遇到不懂的就问别人，只有经过自己的一番努力思考再与老师或同学讨论，才能真正的学到知识。
当你拿到一个任务但却无从下手时，不妨将任务细分成若干小任务，然后各个击破，逐一拿下。
当我们发现问题时，不要急于求救于别人，我们要自己进行独立的思考和分析，不要躲避问题，要正视你遇到的问题，因为你所遇见的问题将成为你以后学习的宝贵经验。
只要全身心的投入到一件事中，并且要做成功，你就一定会有收获。
有的人觉得自己做不出来，就网上搜一个了事，我想说的是，你放弃一次黑暗中摸索的经历，就放弃了一次成长的机会！
如果你付出了，没有收获。
那只能说，是你付出的不够多。
同时，相互讨论共同研究也是很重要的，集体的力量才是伟大的。
总的来说，通过这次课程设计，我受益匪浅，了解了电路设计的方法与步骤，学习了很多调试电路、排除电路中出现的故障的方法，我想这些经验与教训在以后的学习和工作中都是用得着的。
参考文献
[1]吴友宇.数字电子技术基础.北京：
清华大学出版社，2009
[2]阎石.数字电子技术基础.北京：
高等教育出版社，1998
[3]吴友宇.模拟电子技术基础.北京：
清华大学出版社，2009
[4]CharlesK.AlexanderandMatthewN.O.Sadiku.FundamentalsofElectricCircuits.北京：
清华大学出版社，2000
[5]邱关源.电路.北京：
高等教育出版社，2006
附录
实验所需元件
电子器件
数量（个）
计数器74LS161
1
数码管
1
七段显示译码器7448
1
与非门74LS00
1
14位二
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