30秒定时器.docx

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30秒定时器

一、设计任务及要求：

1、设计任务：

设计一个具有计时与显示功能的30秒定时器逻辑电路。

2、要求：

1、30秒计时功能，两位数字显示，及时间隔为1秒；

2、进行30秒减计时，每次减计时结束后，发光二极管点亮，显示器显示00；

3、设置外部开关，可使定时器直接清零，启动计时、暂停/连续计时。

指导教师签名：

年月日

二、指导教师评语：

指导教师签名：

年月日

三、成绩评定：

指导教师签名：

年月日

四、系部意见：

系部盖章：

年月日

设计项目成绩评定表

设计报告书目录

一、设计目的1

二、设计思路1

三、设计过程1

3.1、系统方案论证1

3.2、模块电路设计2

四、系统调试与结果3

五、主要元器件与设备3

六、课程设计体会与建议4

6.1、设计体会4

6.2、设计建议4

七、参考文献4

一、设计目的

1、熟悉集成电路的引脚安排。

2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。

3、了解面包板结构及其接线方法。

4、了解30秒定时器的组成及工作原理。

5、熟悉30秒定时器的设计与制作。

二、设计思路

1、设计秒脉冲电路；

2、设计减计数电路；

3、设计译码和数码显示电路；

4、设计时序控制电路；

5、组装整机电路。

三、设计

3.1系统方案论证过程

30秒定时器总体方框图：

图3-1

30秒定时器主要有秒脉冲发生器、控制电路、计数器、译码显示电路四部分组成。

计时器完成30秒减计时功能，而控制电路是直接控制计数器的清零、启动计时、暂停/连续计数、译码显示等功能。

操作直接清零开关时能够使计数器清零并且数码显示器显示00；当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（脉冲信号），同时计数器完成置数功能，数码显示电路显示30；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停/继续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号CP，计数器处于封锁状态，计数器停止计数；当暂停/继续断开时，计数器连续累计计数。

3.2模块电路设计

1、秒脉冲电路：

图3-2

该电路的功能是给电路提供1Hz的脉冲信号。

使用32768Hz的石英晶体进行十五级二分频获得秒脉冲，4060最大可实现十四级二分频就可得到1Hz的脉冲信号。

其中4060是14级二进制计数器，

和

分别为时钟的输入和反时钟输出端，

引脚输出的是十四级二分频后的脉冲。

输出的脉冲输入到双D触发器74HC74的时钟端，D和

引脚连接可实现二分频，Q引脚输出1Hz的脉冲。

2、减计数电路：

图3-3

减计数器如图所示，计数器74HC192具有异步清零、异步预置功能的双十钟十进制同步加/减计数器，当接+5V时，CR为高电平，计数器清零；当接地时，CR

为低电平、为低电平时，端输入的数据被置入计数器，当CR为低电平时，为高电平时，如果为高电平，由端输入计数脉冲，进行加计数；如果为高电平，由端输入计数脉冲，进行减计数；如果和端都为高电平，计数器保持状态不变。

用两片74HC192实现30秒定时器计数，如图所示。

当接地，同时启动开关合上时，两片74HC192的，计数器置30秒。

当断开时，计数器工作，端输入秒脉冲时，进行减计数。

当计数器减计数到0时，同时输出低电平0。

3、译码和数码显示：

图3-4

译码器将各级十进制计数器的计数结果进行二-十进制译码，并驱动数码管用十进制符号显示出来。

4511为BCD七段锁存数码驱动器，其输入端A、B、C、D分别接计数器

、

、

、

；输出端a~g分别接数码显示器的七段a~g。

数码显示器选用七段共阴极半导体显示器。

译码器和显示器之间分别串入七个限流电阻，以防止电流过大而烧毁数码管

4、时序控制电路：

图3-5

、

是个位和十位计数器的借位输出端，是暂停/继续开关。

开关打向2时，输出高电平，控制门打开，秒表脉冲信号可以通过控制门使计数器进行减计数；开关打向1时，输出低电平，门关闭，秒脉冲信号被封锁，计数器处于锁存状态。

计数器进行30秒计数时后，十位计数器和个位计数器同时借位，均为低电平，控制门输出低电平，二极管发光，同时门关闭，计数器不再进行计数，并显示00。

四、系统调试与结果

1、组装调试30秒计数器电路。

2、可预置时间的定时电路，并进行组装和调试。

当输人1Hz的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，当减计时到零时，能输出低电平有效的定时时间到信号。

3、调试时序控制电路。

4、30秒计数器的联调，注意各部分电路之间的时序配合关系。

然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。

图4-1

五、主要元器件与设备

数字电路实验箱或multisim10软件集成电路4511BD-5V—2片，74HC192-4V—2片，74LS00D—5片，74LS04D—3片。

电阻：

510Ω—14只，1KΩ—9只，4.7kΩ—l只，5.1kΩ—l只。

100kΩ—l只，10kΩ—1只，3kΩ—1只，50Ω—3只。

电容：

0.1uF—1只，10uF—2只，100uF—1只。

发光二极管—1只。

其它。

六、课程设计体会与建议

6.1、设计体会

在这一周的电子技术课程设计里，我完成了30秒定时器的设计，基本实现所有功能，通过这短短一周的实践，锻炼了自己动手设计软硬件的能力，在编写程序以及调试过程中遇到了很多问题，在同学和老师的帮助下，我发现问题的所在，并进行修改，按时完成设计内容。

通过这次对30秒定时器的设计，让我了解了设计电路的基本步骤。

并且，我对Multisim10软件也有了更进一步的理解与掌握。

所以，在今后的学习中，我还得加强设计能力与动手能力。

6.2、设计建议

我建议学校今后能够提供实物元件，让我们完成元件的组装，这样会对加强我们对电路原理的理解，并锻炼了动手能力。

七、参考文献

[1]《电子技术课程设计》杨志忠主编华沙康光荃副主编。

[2]《应用260例数字集成电路》兰吉昌主编