数字电子课程设计倒计时.docx
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数字电子课程设计倒计时
湖南工程学院
课程设计
课程名称数字电子技术
课题名称通用倒计时系统的设计
专业
班级
学号
姓名
指导教师康迎曦
2011年11月18日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称:
数字电子技术
题目:
通用倒计时系统的设计
专业班级:
自动化0981
学生姓名:
刘娟学号:
18
指导老师:
康迎曦
审批:
任务书下达日期2011年11月7日星期一
设计完成日期2011年11月18日星期五
设计内容与设计要求
一、设计内容：
设计一个适于各类场合的通用倒计时系统，功能要求如下：
1、计时器的计时间隔为1S，其递减计数器的模在59分59秒至00分01秒范围内可预置设计一个倒计时电路，并具有时间显示功能。
2、外部开关要能实现，清零、启动和暂停/连续计时功能。
3、计数器减到0时，显示00并且以每秒1HZ闪动，并启动光电报警。
二、设计要求：
1、设计思路清晰，给出整体设计框图；
2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；
3、总电路设计；
4、在逻辑实验箱上安装调试电路；
5、写出设计报告；
a
主要设计条件
1、提供数字电子实验箱、直流稳压电源、示波器等
2、供74系列集成电路74LS00、74LS10、74LS48、74LS74、74LS160、74LS163、74LS192、NE555定时器、电阻、电容等元件。
说明书格式
1、课程设计封面；
2、课程设计任务书；
3、说明书目录；
4、设计总体思路，基本原理和框图；
5、单元电路设计（各单元电路图）；
6、总电路设计（总电路图）；
7、安装、调试步骤；
8、故障分析与电路改进；
9、总结与设计调试体会；
10、附录（元器件清单）；
11、参考文献；
12、课程设计成绩评分表。
进度安排
第一周星期一上午安排任务、讲课。
星期一下午---星期二下午查资料、设计
星期三---第二周星期二
1、测试元器件
2、测试单元电路
3、调试总电路
4、用EWB软件仿真，打印出图纸
第二周星期三——星期四
1、调试验收
2、写课程设计报告书
星期五答辩
参考文献
«数字电子技术基础»周良权编
«电子技术课程设计指导»彭介华编
«电子技术基础实验»陈大钦编
课程设计任务书1
一·设计总体思路，基本原理和框图6
1·1设计要求6
1·2设计思路6
1·3基本原理6
二·单元电路设计与论证、理论分析与计算8
2·1主要芯片的用法和功能8
2·2单元模块10
三·总体电路图12
四·电路仿真、安装、及测试方法与仪器14
4.1电路仿真14
4.2电路安装14
五·电路故障问题与改进14
六·总结与体会15
七·元件清单15
八·参考文献16
一·设计总体思路，基本原理和框图
1·1设计要求
1、设计一个适于各类场合的通用倒计时系统
2、计时器的计时间隔为1S，其递减计数器的模在59分59秒至00分01秒范围内可预置设计一个倒计时电路，并具有时间显示功能。
3、外部开关要能实现，清零、启动和暂停/连续计时功能。
4、计数器减到0时，显示00并且以每秒1HZ闪动，并启动光电报警。
1·2设计思路
本设计是脉冲数字电路的简单应用，设计一个适于各种场合59分59秒倒计时系统，具有时间显示功能，能够实现清零、启动、暂停和连续计时以及具有光电报警功能用七段数码管来显示时间。
次倒计时有启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发去电报警报信号。
本设计能够完成中途倒计时功能，能够使用与各种倒计时场合，具有广泛的实用价值。
倒计时的设计采用了模块化结构，主要包括三大块，即计时模块、译码显示模块、以及控制模块。
本设计中采用模块化思想，会使设计更加清晰、明了。
此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示、报警为主要功能。
1·3基本原理
59秒倒计时的总体框图于下，它包括递减倒计数器、译码显示管、报警电路和辅助时序控制电路等五个大体模块。
其中计数器和控制电路为主要模块。
主电路：
59秒倒计时。
59秒计数芯片74LS192的置数清零端共用一个开关，倒计时到零时，选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。
59分倒计时与59秒倒计时一样，把59分59秒合在一起就得到了我们所需要的倒计时59:
59。
1·4总体设计框图（59秒）
总体设计说明：
倒计时功能主要利用192递减计数芯片来实现，同时利用反馈和置数实现进制得转换，以实现分和秒不同的需要。
二·单元电路设计与论证、理论分析与计算
2·1主要芯片的用法和功能
1、芯片74LS192
74LS92是一块同步8421BCD码加、减计数器，具有直接清零、置数、加锁计数功能。
计数器选用74LS192进行设计比较简单。
74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器，CPu为加计数时钟输入端，CPd为减计数时钟输入端，LD为预置输入控制端，异步预置，CR为复位端，高电平有效，异步清除。
CO为进位输出，BO为错位输出。
如图为74LS192的引脚图：
CPu
CPd
LD'
CR
操作
×
×
×
1
清零
×
×
0
0
置数
↑
1
1
0
加计数
1
↑
1
0
减计数
1
1
1
0
保持
2、芯片74LS32
74LS32是四2输入或门，功能表如下图：
输入
输出
74LS32
A
B
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
3、芯片74LS00
74LS00是四2输入与非门，功能表如下图：
输入
输出
74LS00
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
4、芯片74LS08
74LS08是四2输入与门，功能表如下如下图：
输入
输出
74LS08
A
B
Y
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
2·2单元模块
1、倒计时电路
59秒倒计时电路，用两片74LS192分别做个位（低位）和十位（高）的倒计时计数器，由于本系统利用置数端LOAD来进行预置数，时钟脉冲分别通过两个与门才再输进个位（低位）的down端，当停止控制电路来停止信号时，截断时钟脉冲，从而实现电路的停止功能。
2报警电路图
三·总体电路图
四·电路仿真、安装、及测试方法与仪器
4.1电路仿真
电路采用Multisim11软件进行仿真，仿真前必须明白：
在仿真软件上能仿真出结果的设计电路并不代表在实际电路中能得到同样地结果；仿真不出结果的电路也不代表在实际电路中得不出结果，仿真只是给我们提供一个环境去验证一下自己的设计电路。
仿真的基本步骤：
1）用虚拟器件在工作区建立电路；
2）选定元件的模式、参数值及标号；
3）选择元件功能和参数；
激活电路进行仿真。
4.2电路安装
1）先检查所需元器件的好与坏；
2）注意安装元器件的排版，应尽量使电路接线清晰；
3）接的线尽可能紧，避免接触不良问题；
4）检查是否漏接、少接。
五·电路故障问题与改进
在一开始设计的电路中，倒计时到达00:
00后不能更好的停止，实现报警功能，在老师的指导下，进行了改进，接住在这一刻的时钟信号与BO用与门连接从而实现报警功能。
在电路板上有时会出现数字显示不全或不能按要求来完成所需要实现的功能，这是检查线路都没有接错或时接漏，这因为线路没有接紧而导致接触不良的问题。
六·总结与体会
在此次数电课程设计中，我们将所学的课本理论知识与实践相结合，成功圆满的完成了本次数电课程设计。
这次实习让我认识与学习到了许多，让我对一些数电中的元器件的功能更加的了解，理解的更加的透彻，并且使我对一些知识记忆的更加深刻。
同时让我感受到团队合作的重要性，一个大问题每个人分一点就是一个小问题，解决起来也就会变得更加容易。
要想做好一件事细心与耐心是不可缺少的，在接线的过程中你如果没有耐心是不可能把这件事完成，如果不细心很容易把电路给接错。
开始我们接第一遍电路时，因为细心不够导致有些线路接反了，从而使使整个电路都不能正常工作，
这两周的数电课程设计，让我感到时间过得很快，觉得生活很充实。
同时十分感谢老师对我们的细心指导与同学对我的帮助。
七·元件清单
74LS192
4个
74LS32
2个
74LS00
1个
74LS08
1个
开关
6个
时钟脉冲
1个
八·参考文献
«数字电子技术基础»周良权编
«电子技术课程设计指导»彭介华编
«电子技术基础实验»陈大钦编
电气与信息工程系课程设计评分表
项目
评价
优
良
中
及格
差
设计方案的合理性与创造性（10%）
硬件设计或软件编程完成情况（10%）
硬件测试或软件调试结果*（10%）
设计说明书质量（10%）
设计图纸质量（10%）
答辩汇报的条理性和独特见解（10%）
答辩中对所提问题的回答情况（10%）
完成任务情况（10%）
独立工作能力（10%）
出勤情况（10%）
综合评分
指导教师签名：
________________
日期：
________________
注：
表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：
封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
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