可预置的定时显示报警系统报告剖析.docx
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可预置的定时显示报警系统报告剖析
沈阳工程学院
课程设计
设计题目：
可预置的定时显示报警系统
系别信息工程系班级通信本101
学生姓名陈兴卓学号15
指导教师于源/秦宏职称讲师/副教授
起止日期：
2012年6月11日起——至2012年6月21日
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
可预置的定时显示报警系统
系别信息工程系班级通信本101
学生姓名陈兴卓/李龙见/邵帅/武文捷
学号15/34/18/43
指导教师于源/秦宏职称讲师/副教授
课程设计进行地点：
B419
任务下达时间：
2012年5月25日
起止日期：
2012年6月11日起——至2012年6月21止
教研室主任曲延华2012年5月7日批准
可预置的定时显示报警系统
1设计主要内容及要求
1.1设计目的：
（1）掌握可任意预置时间的显示报警系统的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2基本要求
（1）设计一个可任意预置30秒的显示报警系统；
（2）要求预置30秒减到0秒报警（也可预置0秒加到30秒报警）；
（3）可控制的计数、锁存、译码、显示系统。
1.3发挥部分
（1）双报警电路（启动与报时各报警一次）
（2）单报警电路（到时报警一次）；
（3）每隔5秒显示一次时间（30秒、25秒，……，0秒显示），系统能准确地预置和清零。
2设计过程及论文的基本要求：
2.1设计过程的基本要求
（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：
（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；
（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2课程设计论文的基本要求
（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。
项目齐全、不许涂改，不少于3000字。
图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。
（2）装订顺序：
封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。
3时间进度安排
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
2012.6.11
布置课设题目讲解，分组
打分
2
2012.6.12
开题答辩
打分
3
2012.6.13
小组查找资料开始设计原理图
打分
4
2012.6.14
仿真软件学习，绘制原理图
打分
5
2012.6.15
仿真软件学习，绘制原理图
打分
6
2012.6.18
完成原理图主体
打分
7
2012.6.19
原理图仿真运行
打分
8
2012.6.20
布置报告要求
打分
9
2012.6.21
正式答辩
打分
10
2012.6.22
上交报告
打分
沈阳工程学院
数字电子技术课程设计成绩评定表
系（部）：
信息工程系班级：
通信本101学生姓名：
陈兴卓
指导教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2
工作能力
态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，
0.2
5
4
3
2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。
0.2
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.5
5
4
3
2
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计
指导教师签名：
年月日
评阅教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力
0.2
5
4
3
2
工作量
工作量饱满，难度适中。
0.5
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.3
5
4
3
2
评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分
加权分合计
评阅教师签名：
年月日
课程设计总评成绩
分
中文摘要
随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，数码产品走向生活的各个方面，数字电子技术已经成为反映以及影响当今科技技术发展的重要技术，可以预见在当今以及未来相当长的一段时间内，数字电子技术将会扮演越来越重要的作用。
同时掌握一定的数电知识直接决定我们未来的发展以及能走多远。
而且在现实生活中运用模电数电知识设计的电子产品成为社会生活中不可缺少的一部分，特别是在一些限时，或者危险时刻，作为一个提醒的重要工具。
在我们的学习、工作、生活中，报警器无处不在，然而要想将报警器发挥出更多更大的作用，就需要我们去探索，研究。
本设计为可预置的倒计时30秒的定时显示报警系统，在倒计时结束之后报警器发声报警。
采用555定时器构成的多谐振荡器产生高频脉冲信号，随后经过三个十进制分频器7490N分频成1HZ的脉冲信号，通过两个十进制计数器74LS190D，通过手控开关控制置数端设置成倒计时30秒的定时报警系统，在秒脉冲作用下，进行倒计数，依次倒数，用缓冲门缓冲数字信号，再经过两个数值比较器7485N，比较可逆计数器的个位和预置的0和5，使比较器相等时输出高电平，控制锁存器的使能端，从而达到秒个位为0或5的时候输出（即30秒,25秒，…… ，5秒,0秒），显示在显示器上，并在倒计时结束的时候发出报警。
本设计的发挥部分主要是每隔5秒才显示（通过两个数值比较器设置秒个位为0或5），系统能够准确的预置和清零。
关键词振荡器，分频，倒计时，报警
课程设计（论文）任务书…………………………………..……….………………..…………….I
课程设计（论文）成绩评定表…………………………………………………………………Ⅱ
1设计任务描述
1.1设计题目：
可预置的定时显示报警系统
1.2设计要求
1.2.1设计目的
（1）掌握可任意预置时间的显示报警系统的构成、原理与设计方法；
（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2基本要求
（1）设计一个可任意预置30秒的显示报警系统；
（2）要求预置30秒减到0秒报警（也可预置0秒加到30秒报警）；
（3）可控制的计数、锁存、译码、显示系统。
1.2.3发挥部分
（1）每隔5秒显示一次时间（30秒、25秒，……，0秒显示），系统能准确地预置和清零;
（2）单报警电路（到时报警一次）。
2设计思路
首先，经过对可预置定时显示报警系统的分析，我们所要设计的电路应包括这几个部分：
（1）产生脉冲信号。
为实现以秒为单位的定时，计数器工作需要CP脉冲信号，所以我们决定采用由555定时器组成的多谐振荡器产生1000HZ的高频脉冲信号，但是由于产生信号的频率过大，我们需要的是1HZ的脉冲信号来进行倒计时30秒，所以需要分频，分频电路运用的是由3个7490N芯片组成的三级十分频电路，将1000HZ的高频信号分成1HZ的脉冲信号。
（2）经过可逆计数器进行倒计时。
一般来说报警系统都是采用倒计时，所以我们决定采用两个十进制可逆计数器74LS190D完成此部分功能。
一个控制秒十位，将ABCD四个输入端接入0011，表示十位是三，另一个控制秒个位，将ABCD四个输入端接入0000，这样，倒计时30秒即设计完成。
（3）显示器显示倒计时时间，报警器发声报警。
将计数器74LS190D的输出端接到DCD-HEX显示器上，便会显示出倒计时30秒。
当计时达到要求后后需要发声报警，所以想到用比较器来实现，将计数器的输出与预置好数值的比较器进行比较，两数若相等的话就可以输出触发信号来激活报警器发出警报，当十位和各位都为零时，喇叭发声。
这样，可预置的定时显示报警系统的基本要求部分就完成了，下面是发挥部分：
基本电路是由30秒逐一减到1秒，现在决定让显示器每隔5秒显示一次时间，即30秒、25秒，……，5秒、0秒，这就需要用到锁存器和数值比较器来完成。
我采用的是两个7485N数值比较器与秒个位相连，一个与5比较，即B3、B2、B1、B0分别接0101，另一个与0比较，B3、B2、B1、B0分别接0000，当计数器74LS190D输出个位为0或者5的时候，经过一个或门74F32D，输出到锁存器74LS77W，如果满足要求，锁存器就正常输出，如果不满足，便停止输入，保存记忆，输出原来保持的数字，最后显示到显示器上。
以上是可预置的定时显示报警系统电路的设计思路
3设计方框图
4各部分电路设计及参数计算
4.1振荡器模块
选用555定时器组成的多谐振荡器，其输出频率为
（4.1）
由于频率太小不能起振，而频率过大又需要过多的分频器，而且555定时器组成的多谐振荡器产生的频率在1000Hz左右非常稳定，我将频率定为1000Hz，使用电阻分别为R1=3KΩ，R2=5.6KΩ，C=0.1µF,这样即得出设定的1000HZ频率。
（如图4.1）。
图4.1555定时器组成的多谐振荡器
4.2分频器模块
此电路产生秒脉冲为计数器提供计数秒脉冲。
分频电路运用的是由3个7490N芯片组成的三级十分频电路，将1000HZ的高频信号分成1HZ的脉冲信号，将第三个计数器的QD输出端接到计数器的脉冲端作为脉冲信号，即发挥了分频的作用（如图4.2）。
图4.2分频器电路
4.3计数器电路模块
倒计时30秒采用的是两个十进制可逆计数器74LS190D级联组成30进制（如图4.3所示），第一个控制秒十位，将ABCD四个输入端接入0011，表示十位是３，另一个控制秒个位，将ABCD四个输入端接入0000，表示个位是０，并将置数端连接到外部可控开关，当倒计时开始时，通过开关给一个低电平从而实现从30秒开始倒计时。
图4.3计数器电路
当分频器给它一个脉冲，计数器即开始工作，U/D端接低电平执行减数功能，为实现倒计时，那么就与低电平相连（由于需设计利用比较器控制锁存器来实现每隔五秒显示，信号在比较器一路被延时，故需在两计数器之间接两个非门起到缓冲作用）。
4.4锁存器控制电路模块
为了能够达到每5秒在显示器上显示一次时间的效果，需要加上锁存器，在这里我用了74LS77这个器件，其实它就是一个4块D触发器的集成产品，在器件上有四个控制端分别用来控制4个D触发器的工作状态，因为D触发器是输入什么输出就是什么，所以四个控制端就分别控制四个D触发器的D端是否与外电路向连，从而达到读取存入输出与将储存数据输出两种状态，在这部分里通过比较器比较信号控制使其每5秒开通一次以储存一次并将存入数据输出给译码器从而达到显示30、25、20、15、10、05、00这几个倒计时点的目的（如图4.4）。
图4.4锁存器电路
既然是每5
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