数电课设可预置的定时显示报警电路.docx
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数电课设可预置的定时显示报警电路
课程设计任务书
学生姓名：
专业班级：
指导教师：
工作单位：
武汉理工大学
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：
年月日
摘要
本课设是基于数字电子电路与逻辑设计课程的可预置的定时显示报警电路，围绕该课程设计题目，对报警电路的原理及组成部分进行了介绍，并且参照原理设计了实际电路，通过电路仿真测试，确定电路的正确合理，进行了实物的制作以及调试。
将实物调试的结果和理论仿真得出的结果进行了比较，得出结论。
在内容上，该定时报警电路涉及到了十进制递减计数器、置数控制电路、时钟信号控制电路、译码显示电路等，具体实现是由十进制加减计数器74LS192来完成设计，另外所需的芯片有二输入与非门74HC00，74LS48译码器，555定时器。
关键词：
预置、倒计时、报警
1.概述···························································3
2.电路原理
2.1.设计要求·····················································4
2.2.设计原理框图················································4
3.芯片介绍
3.1.芯片介绍····················································4
3.2.74LS192······················································4
3.3.74LS00·······················································4
3.4.74LS48·······················································6
3.5.555定时器···················································6
4.电路设计
4.1.单元电路设计···············································8
4.2.总电路设计··················································8
4.3.电路原理说明················································8
5.电路仿真
5.1.仿真电路图··················································9
5.2.仿真结果···················································10
6.心得体会·····················································11
参考文献
概述
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，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会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一个重要工具。
本课程设计的“可预置30秒的限时报警系统”，可用于各种电气设备或者报警控制中。
本设计主要能完成：
1.预置数为30秒时，其计时间隔为1秒，从而完成30秒倒计时功能，而且及时显示时间。
2.系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零和启动功能。
3.计时器递减到零时，数码显示管不灭灯，同时发出光电报警信号。
2.电路原理
2.1设计要求
30秒定时报警电路的具体功能与要求有：
能进行30秒计时，具有时间显示功能，有外部操作开关，可以控制计数器的启动与置数，计数器按递减方式进行，当计数器递减到零时，显示器显示00，计数器停止计时并发出警报。
2.2结构框图
30秒定时期的总体参考方案框图如图2.1，它包括时钟脉冲发生电路、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等部分组成。
时钟脉冲发生电路产生秒脉冲，计数器完成30秒计时，控制电路控制计时器的启动与置数，译码显示电路显示时间，报警电路完成报警功能。
图2.1
3.芯片介绍
3.1所需芯片
本次课设选用十进制加减计数器74LS192来完成设计，另外所需的芯片有二输入与非门74HC00，74LS48译码器，555定时器。
3.274LS192
74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器，其引脚图及功能表如下：
图3.2
输入
输出
MR
PL
CPU
CPD
P3
P2
P1
P0
Q3
Q2
Q1
Q0
1
x
x
x
x
x
x
x
0
0
0
0
0
0
x
x
d
c
b
a
d
c
b
a
0
1
↑
1
x
x
x
x
加数器
0
1
1
↑
x
x
x
x
减数器
表3.2
3.374HC00
74HC00是四个2输入与非门，其引脚图及功能表如下：
图3.3
输入
输出
A
B
Y
L
L
H
L
H
H
H
L
H
H
H
L
表3.3
3.474LS48
74LS48是七段数码管译码器驱动器。
其引脚图及功能表如下：
图3.4
图3.4
3.5555定时器
555定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成器件，其应用极为广泛。
其引脚图及功能表如下：
图3.5
输入
输出
阀值输入（VI1）
触发输入（VI2）
复位（RD）
输出（Vo）
放电管T
x
x
0
0
导通
1
1
截止
1
0
导通
1
不变
不变
表3.5
4.电路设计
4.1单元电路设计
本次课程设计的定时报警电路可由十进制递减计数器、置数控制电路、时钟信号控制电路、译码显示电路、报警电路、秒脉冲发生电路等几部分组成。
4.2总电路设计
图4.2
4.3电路原理说明
时钟信号脉冲由555组成的多谐振荡器来产生，置数开关接地时，计数器置数预置数为N=（00110000）8421BCD=（30）10，显示三十秒；当开关接到电源时，计数器从三十秒开始递减计数。
BO2通过一个反相器与LED相连，计数器计数时，BO2输出高电平，LED不发光；当计数器计时到零后，BO2输出低电平，这时LED就会发光，起到报警作用。
5.电路仿真
5.1仿真电路图
图5.1
5.2仿真结果
5.2电路初始置零
5.3电路倒计时
5.4倒计时结束，LED灯亮起
5.课程设计心得
为期一周的课程设计结束了，这次的课程设计要求我们制作一个可预置的倒计时显示报警装置，虽然已经有过一次课程设计的经历，但是还是有些问题出现。
课程设计的时间刚好处于期末考试前的一段时间，处于考试复习的需要，我们都加紧时间希望快一点做完这个设计，但是欲速则不达，这中间有关电路的设计和调试都有出现一些问题，我们组的成员就在一起慢慢讨论，慢慢一点一点去探索，去寻找解决方案，正是在这个过程中，我们学到了很多东西。
本次课设这不仅检验了我所学习的知识，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，学会了运筹帷幄，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少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．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。
课程设计结束了，虽然有了一定的成果出来，但是我意识到，这其实还远远不够，后面的路还很长，我要戒骄戒躁，虚心学习，不断地通过学习来充实自己，让自己变得更加强大。
只要我不断努力，我相信，我会去的更多的好成绩。
参考文献
[1]康华光电子技术基础高等教育出版社2006．
[2]欧阳星明数字系统逻辑设计电子工业出版社2004．
[3]罗中华数字电路与逻辑设计教程电子工业出版社2006．
[4]钟文耀电路设计入门与应用清华大学出版社2000．
本科生课程设计成绩评定表
姓名
龙江游
性别
男
专业、班级
电子信息工程、1204班
课程设计题目：
可预置的定时显示报警电路
课程设计答辩或质疑记录：
1．555定时器的作用？
答：
因为本装置为倒计时定时器，需要脉冲来实现计时，555定时器可以构成多协振荡器，通过调整电阻和电容的值可以输出1Hz的脉冲，实现计时。
2.如何实现自己预定时间？
答：
预置时间可通过短接74LS192的四个输入端来实现，将要置数的时间转换成二进制，对应的0端置地就可以了。
3.LED灯报警原理？
答：
在置数及倒计时阶段，BO端输出高电平，直到计时结束，输出低电平，经反相器反相后为高电平，使LED点亮，实现报警。
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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