30s倒计时重点讲义汇总Word文档下载推荐.docx
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2.1设计思路3
2.2电路组成与介绍3
3硬件电路设计4
3.1555定时器4
3.2计数器—完成30S计时功能5
3.3单元译码显示电路5
3.4触发器5
4主要参数计算与分析7
5调试过程8
5.1实验调试8
5.2测试结果分析8
6结论9
7参考文献10
8附录11
附录一74LS19211
附录二元器件清单12
附录三方案总图13
1设计任务与要求
1.1设计任务
1.11掌握555定时器的功能
1.12了解74ls192减法计数器的功能
1.13掌握触发器的应用
1.14掌握调试电路的方法
1.15掌握电路设计的基本思想和流程
1.2基本要求
1.21具有显示30s计时器功能
1.22设置外部操作开关，控制计数器的清零，启动和暂停/连续功能
1.23计时器为30s递减时，计时间隔为1s
1.24计时器递减到0时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号
1.25在直接清零时，要求数码管显示器灭灯
2设计方案
2.1设计思路
原理图如下图所示。
该图包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路（简称控制电路）和报警电路等5个部分。
其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成30秒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/连接计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。
秒脉冲发生器30s计数器单元译码显示
外部操作信号控制电路报警电路
图2.1
以上功能在本实验中均可实现。
2.2电路组成与介绍
555定时器、两片74LS192、两片74LS48、两个七段共阴极数码管等组成，报警电路由发光二极管组成，控制电路由门电路和开关组成。
555定时器：
产生周期脉冲。
74ls192：
是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清零和指数等功能。
74ls48：
七段数码管译码器驱动器。
3硬件电路设计
3.1555定时器
产生的信号是电路的时序脉冲和定时标准，但本设计对此信号的要求并不是太高，电路可以采用555集成电路构成。
用555集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟。
555电路如下，其中接口3作为输入信号输入整个电路。
另外该电路是仿真实验所得，在实际操作中，10uf是用两个22uf电解电容串联所代替。
图3.1
3.2计数器—完成30S计时功能
它是由两片74LS192的8421BCD码递减计数器构成。
74LS192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。
当需要进行多级扩展连接时，只要将前级的端接到下一级的CP+端，端接到下一级的CP-端即可。
此计数器预置数为（00110000）8421BCD=（30）10。
只有当低位1端发出借位脉冲，高位计数器才做减计数。
当高，低位计数器全为零时，且CPD为0时，置数端2，计数器完成并行置数，在CPD端的输入时钟脉冲作用下，计数器进入下一轮循环减计数。
接线图如下：
图3.3
3.3单元译码显示电路
图如下：
共阴极四段萤光数码管显示系统，它由译码/驱动器和共阴极萤光数码管组成。
图3.4
3.4触发器
将触发器应用到开关电路中能很好地对30s倒计时进行控制，当B开关打到右侧时，无论A开关打到哪，倒计时均未开始；
当B开关打到左侧时，A开关打到右侧开始倒计时，A开关打到左侧暂停计时。
4主要参数计算与分析
82421BCD码30进制数递减计数器是由74LS192构成的。
30进制数递减计数器的预置数为N=（00110000）8421BCD=（30）D。
它的计数原理是，每当低位计数器的BO端发出负跳变借位脉冲时，高位计数器减1计数。
当高、低位计数器处于全0，同时在CP=0的期间，高位计数器BO=LD=0，计数器完成异步置数，之后BO=LD=1，计数器在CP时钟脉冲作用下，进入下一轮减计数。
辅助时序控制电路，由与非门电路控制时钟信号CP的放行与禁止。
本实验设计要求计时间隔要为1s，所以其脉冲频率要为1Hz。
则555时钟脉冲发生器输出的脉冲信号为1Hz，令电容
为10uF，由
可令R5=51K、R6=47K,1Hz的脉冲信号经一个十进制的计数器后输出的频率为1Hz。
5调试过程
5.1实验调试
仿真成功后，取得仿真图，而后依据其进行电路连接。
在该次课设中，方案换过蛮多次。
究其原因，是因为未对要求进行充分细致的理解。
仿真过程中开始是不出结果，后改了一下，仿真成功了，很是高兴。
而在实验具体操作过程中，线路连接了很多遍，而期待中的就是不出现。
第一次连线还比较好，只是30S倒计时跑的比较快，虽然要求还未全达到。
不知其是碰巧还是什么原因。
后来多次连接，就是不出结果。
让人心浮气躁。
也许连接线路是一次性连接，没有仔细分析流程检查线路所导致。
后来更换了一个实验箱，把各芯片全部细致的检查了一下，都是好的。
然后按照重新仿真的线路图，也即是你看到的附录全图。
先连接555振荡器，测试其脉冲波正常，但走的比较快。
根据求频率公式，计算了一下。
由于没有10uf的电容，因而用两个22uf的电容串联所代替，结果比较满意。
接着连接好两片74LS192和四段共阴极显示系统，把信号接入，30S倒计时正常，一大步工作完成了。
然后，接入控制电路和报警电路。
先是清零电路，再是启动电路，达到了效果。
而后接入报警电路，暂停连续电路，完成。
5.2测试结果分析
将清零开关由接地连到+5V电源，即是两片74LS192用导线引出14—CLR接到+5V电源，达到清零LED灯亮报警的效果。
由两片74LS192用导线引出11—LOAD接地，即闭合启动开关，四段显示系统由00变为30，再断开启动开关，开始30S倒计时。
该过程中，断开连续开关，闭合暂停开关，计时停止；
断开暂停开关，闭合连续开关，则计时继续。
到零时，LED灯亮。
直到按下启动开关，灯才熄灭。
电路的关键是两片74LS192线路的连接，以控制30S倒计时。
而后是控制电路的接入。
该实验较好的完成了要求和达到了所要的效果。
6结论
通过该次实验，发现了很多问题。
要做好一件复杂一点的事情并不是那么简单的。
该课设不同于普通的上课过程中做的实验，它需要大量的准备工作。
首先是自己找资料，即是自学。
然后是仿真，自己把那实验中要做的先模拟出来。
列出需要的芯片和其他的器件，自己弄到实验箱上去。
最后才是连线。
复杂一点就是一点。
你将发现，连线需要的不是盲目，而是一步步的过去。
以前感觉理论与实践相差很远，现在发现仿真也是，要动手操作就是不一样。
在实验过程中，给我留下深刻印象的是启动部分。
电路的其他功能都实现了，唯独它。
30S倒计时至0时，灯稍微亮一下继续倒计时，不会停。
而后经过查资料发现只需引出74LS192的置数开关即可。
通过这次课程设计，让我认识到任何电路的设计都不是只存在一个电路中的。
它是由各个小模块组成的，因而在电路的设计中就必须注意将电路模块化。
这样才能有针对性的将问题解决。
7参考文献
[1]阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：
高等教育出版社，2005
[2]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计[M].北京：
电子工业出版社，2002
[3]赫鸿安,徐红媛.555集成电路实用大全[M].上海：
上海科学普及出版社,2005
[4]常春藤.基于Multisim12的电子系统设计、仿真与综合运用.人民邮电出版社.2008
[5]郁汉琪.数字电子技术实验与课题设计.高等教育出版社.1995
[6]唐颖.数字电路.重庆大学出版社.重庆.2004年
[7]毕满清.电子技术实验与课程设计（第三版）.机械工业出版社.北京.2006
8附录
附录一74LS192
74LS192功能表
74LS192引脚及时序波形图
附录二元器件清单
序号
类型
型号
数量
1
芯片
74LS48
2
74LS192
3
555
6
电阻
51kΩ
7
47kΩ
8
10kΩ
4
9
10Ω
10
电容
22uf
11
0.1uf
12
二极管
发光二极管
15
实验箱
附录三方案总图
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