武汉理工大学数电课设报告可预置的定时显示报警电路Word格式.docx
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学生姓名：
岳朋杰专业班级：
电信1204
指导教师：
曾刚工作单位：
题目：
可预置的定时显示报警电路
初始条件：
具备电子电路的基础知识和设计能力；
具备查阅资料的基本方法；
熟悉常用的电子器件；
熟悉电子设计常用软件的使用；
要求完成的主要任务：
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1、设计定时显示报警电路；
2、预置时间最大30S；
3、数码管显示时间；
4、掌握数字电路的设计及调试方法；
5、撰写符合学校要求的课程设计说明书。
时间安排：
十九周一周，其中2天原理设计，3天电路调试
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
目录
摘要1
1芯片的简单介绍2
1.1十进制计数器（74LS192）2
1.2非门（74LS04）3
1.3三输入与非门（74LS10）3
1.4译码器（CD4511）4
1.5定时器5555
2单元电路设计5
2.1脉冲发生电路6
2.2报警电路7
2.3控制电路7
2.4译码显示电路8
2.5计数电路8
3仿真与调试9
4心得体会13
参考文献14
摘要
本次《数学电子技术基础》课程设计为可预置的定时显示报警电路，以逆向分析的思路对芯片、参数进行选择，然后在仿真的基础上制作实物予以调试，使其达到技术要求。
本次《数学电子技术基础》课程设计说明书主要从四个方面进行论述：
课程设计所需芯片有关理论知识的简要介绍；
以性能指标为基础设计单元电路；
设计、仿真整体电路；
对实物进行调试，对调试结果进行分析，验证是否达到技术要求。
关键词：
74LS系列芯片引脚图功能表计数报警
1芯片的简单介绍
本次《数学电子技术基础》课程设计为可预置的定时显示报警电路，通过分析，本次课程设计所需芯片有十进制计数器（74LS192）、非门（74LS04）、三输入与非门（74LS10）、译码器（CD4511）、555定时器。
下面对芯片有关理论知识进行简要介绍。
1.1十进制计数器（74LS192）
74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列如图1所示。
图174LS192引脚图
图中：
为置数端，CPU为加计数端，CPD为减计数端，
为非同步进位输出端，
为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，MR为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
其功能表如表1所示。
表174LS192功能表
输入
输出
MR
CPU
CPD
P3
P2
P1
P0
Q3
Q2
Q1
Q0
1
×
d
c
b
a
加计数
减计数
1.2非门（74LS04）
74LS04是6非门（反相器），内部含有6个COMS反相器，74LS04的作用就是反相，把1变成0，把0变成1。
74LS04其引脚排列如图2所示。
图274LS04引脚图
1.3三输入与非门（74LS10）
74LS10是三输入与非门，内部含有3个COMS与非门，74LS10的作用是：
当三个输入端输入全部为1时，输出才为0，其他情况都为1。
74LS10其引脚排列如图3所示。
图374LS10引脚图
1.4译码器（CD4511）
CD4511是七段显示译码器，CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。
各引脚的名称：
其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；
5、4、3分别表示LE、BI、LT；
13、12、11、10、9、15、14分别表示
。
a、b、c、d、e、f、g。
左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。
其引脚图如图4所示。
图4CD4511引脚图
当输入8421BCD码时，输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。
有效输入为0000—1001，当输入为1010—1111六个状态时，输出全为低电平，显示器无法显示。
CD4511设有三个辅助控制端LE、
、
，以增强器件功能。
功能表如表2所示。
表2CD4511功能表
十进制
或功能
输入
输出
字型
LE
DCBA
abcdefg
2
3
4
5
7
8
9
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1111110
0110000
1101101
1111001
0110011
1011011
0011111
1110000
1111111
1111011
消隐
锁定
灯测试
×
0000000
锁定在上一个LE=0时
1.5定时器555
555定时器是一种数字、模拟混合型的中规模多用途的集成电路，可由TTL电路或CMOS电路构成，它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路。
其引脚图如图5所示。
图5555定时器引脚图
其中，1接GND；
2为触发端；
3为输出端；
4为复位端；
8接Vcc；
7为放电端；
6为阈值端；
5为控制端。
2单元电路设计
本次《数学电子技术基础》课程设计可预置的定时显示报警电路，整体电路分为脉冲发生电路、译码显示电路、控制电路、计数电路、报警电路等五部分，如图6所示。
现对各个部分进行分析设计。
图6整体电路设计
2.1脉冲发生电路
本次课程设计所需的脉冲发生电路的性能指标为1Hz，在555定时器的基础上增加外围电路，使其满足指标要求。
脉冲发生电路图如图7所示。
图7脉冲发生电路
电容器C2的放电时间为：
电容器C2的充电时间为：
则工作频率为：
由性能指标
=1Hz,在不考虑占空比的情况下，取C2=2.2μF得：
R3+2R2=55KΩ
购买元件时，取R3=51KΩ，R2取为10KΩ电位器
2.2报警电路
可预置的定时显示报警电路采用减计数，当预置的时间到了之后，十位计数器的借位输出端输出低电平，通过反相器使其变为高电平，从而触发发光二极管发光报警。
报警电路图如图8所示。
图8报警电路图
R1为限流电阻，目的是保护发光二级管。
2.3控制电路
可预置的定时显示报警电路的预置和计数控制由开关控制，其中，为了达到性能要求，即最大计时为30s，在个位计数器前面加一个三输入与非门，当十位为3时，个位的输入只能输入低电平，从而满足课设要求。
预置控制电路如图9所示，计数控制电路如图10所示。
图9预置控制电路
图10计数控制电路
2.4译码显示电路
可预置的定时显示报警电路的译码显示电路由译码器CD4511和七段数码管组成，七段数码管为共阴极。
译码显示电路图如图11所示。
图11译码显示电路图
译码器CD4511的输出端QA—QG分别与七段数码管的输入端A—G相连，中间加限流电阻，作用是保护数码管。
2.5计数电路
可预置的定时显示报警电路的计数电路由异步十进制计数器74LS192与外围三输入与非门和非门共同组成。
计数电路图如图12所示。
图12计数电路图
可预置的定时显示报警电路的计数电路采用减计数，个位的借位输出端与十位的减计数端相连，当个位为00，触发十位减计数，从而实现可预置的定时的要求。
3仿真与调试
在单元电路设计的基础上进行各个单元电路的组合连接，在软件上进行仿真，然后再在仿真的基础上，制作实物进行调试。
图13置数仿真图
图14报警仿真图
图15置数实物图
图16报警实物图
4心得体会
这次课程设计中不仅验证了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。
在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。
学会了合作，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程．“千里之行始于足下”，我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
数学电子技术基础课程设计，这是我大学的又一个课程设计，对于我个人来说，意义重大。
在这次课程设计中，通过查找相关书籍和相关资料，我增长了不少相关知识。
阅读相关书籍后，确定各种电路的模型。
通过大量的演算，得出各类元件的参数，验算求证。
通过这次课程设计，我加强了自己掌握和理解书本知识的能力，培养了自己的实际动手能力与综合设计能力，并提高了自己的技术素质。
基本达到了了解数电课程设计的任务，明确了计数器、译码器和定时器的基本知识与应用，掌握了Multisim11.0仿真设计的基本方法。
加深了自己对数电这门课程的理解。
希望自己在以后的学习生活中不断加强自我学习的能力，努力完善自己。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础数字部分.高等教育出版社，2006年4月
[2]周新民.工程实践与训练教程.武汉理工大学出版社，2009年8月
[3]吴时何.电子技术基础数字部分.高等教育出版社，2008年4月
[4]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.电子工业出版社，2002年5月
[5]赵淑范.电子技术实验与课程设计.清华大学出版社，2006年8月
[6]张新喜.Multisim10电路仿真及应用.机械工业出版社出版，2010年2月
本科生课程设计成绩评定表
性性别
男
专业、班级
电信1204
课程设计题目：
课程设计答辩或质疑记录：
成绩评定依据：
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
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