30进制计数器.docx

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30进制计数器

30进制计数器

《电子线路》课程设计报告

一、设计目的

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、交通信号灯、红绿灯,还可以用来做为各种药丸,药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。

本设计主要能完成：

显示30秒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为30秒递加计时其计时间隔为1秒；计时器递加计时到零时，数码显示器不灭灯。

二、设计要求

1、具有显示30秒计时功能：

（1）系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动；

（2）在直接清零时，要求数码管显示器灭灯；

（3）计时器为30秒递加计时，其计时间隔为1秒；

（4）计时器递加计时到30时，数码显示器不能灭灯。

2、设计任务及目标：

（1）根据原理图分析各单元电路的功能；

（2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；

（3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；

（4）写出完整、详细的课程设计报告。

三、原理框图

（1）总体参考方案：

30秒计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。

它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。

其中计数器和控制电路是系统的主要模块。

计数器完成30秒计时功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、译码显示电路的显示等功能。

图130秒计时器系统设计框图

秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。

译码显示电路由CD4026和共阴极七段LED显示器组成。

（2）设计方案

分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。

计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、译码显示电路的显示。

为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。

在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。

当启动开关闭合时，计数实现计数功能；当启动开关断开时，计数器不工作。

系统设计框图如图1所示。

如果根据实验所提供的参考器件，还可在秒脉冲发生模块上做些变化，前者产生的脉冲周期直接是1秒；如果让其产生的秒脉冲频率为10Hz，触发脉冲输出的方波周期为0.1秒，再将该脉冲信号送到由74LS161构成的十分频器，由74LS161输出的脉冲周期为1秒，再将该信号送到计数器74LS161。

如此就可得到两个方案，由于两方案原理相同，故本设计只采用方案一所述，即直接由555多谐振荡器产生脉冲周期为1秒的脉冲。

其电路如图2所示。

图230秒计时器

（3）时钟模块

为了给计数器74LS161提供一个时序脉冲信号,使其进行加计数,本设计采用555构成的多谐振荡电路（即脉冲产生电路）,其基本电路如图4所示.

其中555管脚图如下图3所示.由555工作特性和其输出周期计算公式可知,其产生的脉冲周期为:

T=0.7（R1+2R2）C。

因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了R1取15k欧姆,R2取68k欧姆,电容取C为10uF、C1为0.1uF,.这样我们得到了比较稳定的脉冲,且其输出周期为1秒.

图3555管脚图

图4555多谐振荡电路图

（4）实物模块图

图5

图6

译码显示模块

CD4026是一款同时兼备十进制计数和七段译码两大功能的芯片，通常在CP脉冲的作用下为共阴极七段LED数码管显示提供输入信号。

在一些无需预置数的电子产品中得到了广泛的应用，节约了开发成本。

由于CD4026输出端信号具有规律可循，经合理反馈后获得进位脉冲信号和本位清零信号，即可实现数字钟计时功能。

CD4026同时具有显示译码功能，可将计数器的十进制计数转换为驱动数码管显示的七位显示码，省去了专门的显示译码器。

CD4026的输出abcdefg直接与LED数码管连接。

CD4026的CR为异步清零端，CR=1时立即使计数器清零。

图8CD4511管脚图

✓2.共阴极七段LED显示器是较常用的显示数码管，但在使用时要注意的是：

1.看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，最好在焊之前用万电用表测一下它的极性，其管脚图如下图9所示，如果为共阴极的，其管脚COM端接地；如果为共阳极的，起管脚COM段要接高电平。

2.还要注意在数码管电路上加上一保护电阻，起限电流的作用。

图9共阴极七段LED显示器管脚图

四、安装与测试

1、电路的安装

电路安装要注意几个原则：

（1）先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊的等；

（2）布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起一定的屏蔽作用；

（3）最好分模块安装等等。

（4）此外焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊，因为有些器件，不能耐高温，比如焊接三极管时，电烙铁绝对不能停留太久。

图10正焊接的电路板

图11电路板正面

路，自己上网查找相关的资料等等、、、、、、在这个过程中，我学到了很多很多。

从通过理论设计，再到确定具体方案，再到安装实际电路，最后到调试电路、成型。

整个过程都需要我充分利用所学的知识进行思考、借鉴。

可以说，本次课设是针对前面所学的知识进行的一次比较综合的检验。

总的来说，这次课设虽然累，但非常充实。

在这次课程设计中，正确的思路是很重要的，只有你的设计思路是正确的，那你的设计才有可能成功。

因此我们在设计前必须做好充分的准备，认真查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。

如果说前面电路的理论设计是一件多么令人头痛的事，那么安装、焊接过程则是一个考验人耐心的过程，对电路的安装、焊接、分析、调试要一步一步来，不能急躁。

要做好本次的课程设计，熟练地掌握课本上的理论知识是前提。

这样才能对试验中出现的问题进行一定的分析和解决。

当然能完成本次设计，更离不开老师辛勤地指导，老师能在百忙中来指导本人，使我能更好地完成设计。

总之，感谢老师的指导！

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对设计的建议：

希望课程设计的实验室能提供可上网的电脑，这样在做课程设计的过程中，当我们遇到问题时，就能及时的查找资料。

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