最新 30进制计数器3.docx

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最新30进制计数器3

电子线路课程设计报告

题目：

30秒计数器的设计与制作

学年：

2012学年学期：

第二学期

专业：

计科班级：

10特色班

学号：

1042157101姓名：

丁作强

学号：

1042157108姓名：

凌谢翩

指导教师及职称：

王华本

讲师

时间：

2012年5月13日

安徽新华学院信息工程学院

摘要

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了30秒计时器。

此计时器功能齐全，可以直接清零、启动，同时应用了七段数码管来显示时间。

本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。

此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。

在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。

此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。

关键字:

计时器；数码显示；模块化

ABSTRACT

Thiscourseisdesignedtopulsedigitalcircuit'ssimpleapplication,designthe30secondstimer.Thetimerfunctiontobecomplete,canbedirectlyreset,start,atthesametime,theapplicationofthesesevendigitaltubetodisplaytime.Thedesignofthetimetocompletethefunction,realizedinmanyoccasionsatrackonthefunction,insociallifealsohavewidelyapplicationvalue.

ThetimerdesignUSESmodularstructure,mainlyfromthefollowingthreecomposition,namelytimermodules,controlmodule,anddecodedisplaymodule.Indesigningthetimer,modulardesignideas,makeadesignmoresimple,convenient,andfast.Thiscircuitisaclockproduced,thetrigger,countdowncount,decodingtheshowforthemainfunction,inthestructure,andonthebasisofmaincircuitstructureandauxiliarycircuittwoparts.

KEYWORDS:

timer;Digitaldisplay;modular

目录

摘要I

ABSTRACTII

1设计目的2

2设计要求2

2.1具有显示30秒计时功能：

2

2.2设计任务及目标：

2

3电路设计原理与单元模块3

3.1总体参考方案：

3

3.2设计方案3

3.3时钟模块4

3.4实物安装图6

3.5辅助时序控制模块7

3.6译码显示模块7

4安装与测试9

4.1电路的安装9

4.2电路的调试11

4.3实验过程中遇到的问题及解决方法11

5实验体会12

参考文献13

1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。

2设计要求

2.1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。

2.2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。

3电路设计原理与单元模块

3.1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3.130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CD4511和共阴极七段LED显示器组成。

3.2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3.230秒计时器

3.3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3.3555管脚图

图3.4555多谐振荡电路图

3.4实物安装图

图3.5实物安装图之一

图3.6实物安装图之二

图3.7实物安装图之三

3.5辅助时序控制模块

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

从系统的设计要求可知,控制电路要完成以下2项功能:

①操作“直接清零”开关时,要求计数器不灭灯，并且实现清零状态。

②闭合“电源”开关时,计数器应实现计数功能,显示器显示从00不断加到29字样;断开“电源”开关时,计数器不工作。

至于功能①的要求,可通过控制74LS161的异步清零端CR实现。

3.6译码显示模块

此模块主要是由吃到CD4511译码器和共阴极七段LED显示器组成，通过计数器加到译码器，从而实现共阴极七段LED显示器从0递加到30的计数显示功能。

1.CD4511是七段显示译码器，其管脚图如下图2-9所示。

现将各管脚功能介绍一下：

1A、B、C、D是BCD码的输入端；

1a,b,c,d,e,f,g是输出端；

1试灯输入端

：

低电平有效。

当

＝0时，

数码管的七段应全亮，与输入的译码信号无关。

本输入端用于测试数码管的好坏；

1动态灭零输入端

：

低电平有效。

当

＝1、

＝0、且译码输入为0时，该位输出不显示，即0字被熄灭；当译码输入不全为0时，该位正常显示。

本输入端用于消隐无效的0。

如数据0034.50可显示为34.5；

1灭灯输入/动态灭零输出端

：

这是一个特殊的端钮，有时用作输入，有时用作输出。

当

作为输入使用，且

＝0时，数码管七段全灭，与译码输入无关。

当RBOBI/作为输出使用时，受控于

和

：

当

＝1且

＝0时，

＝0；其它情况下

＝1。

本端钮主要用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。

图3.8CD4511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：

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。

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3.9共阴极七段LED显示器管脚图

4安装与测试

4.1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4.1正焊接的电路板

图4.2电路板正面

图4.3已焊好的电路板

图4.4工作中的电路板

4.2电路的调试

焊接完成后，不意味着我们的工作就完成了。

因为这是我们还不知道焊接好后的电路板能否正常工作，因此接下来我们要做的最重要的事就是---调试我们所焊接的电路板。

调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确，检查电源、地线、信号线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错。

再接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。

如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。

4.3实验过程中遇到的问题及解决方法

（1）接通电源后，发现电路板没有任何现象。

解决方法：

再次更加仔细的检查电路，看看是否有断路或接触不良。

经检查发现，是因为CD4511芯片接触不良所致。

（2）两个LED显示器都亮，就是不能实现计数功能。

解决方法：

查看CP信号是否已接入电路。

（3）电路能实现计数功能，但是计数速度很快，与设计每秒计数一次的设定不一致。

解决方法：

电容与电阻不符合设计所需，更换电容或是电阻。

5实验体会

本次课程设计是我所做过的课程设计中最有意义也是收获最大的一次。

因为在此次课程设计期间，都是我自己确定此次课程设计的题目，自己设计电路，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！

！

！

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。

参考文献

[1]王毓银.数字电路逻辑设计（脉冲与数字电路　第三版）.北京：

高等教育出版社,1999

[2]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.北京：

电子工业出版社,2002

[3]孙人杰.电路数据手册TTL电路.北京：

电子工业出版社,1989

[4]《中国集成电路大全》编写委员会.中国集成电路大全TTL集成电路.北京国防工业出版社,1985

[5]杨刚，周群.电子系统设计与实践.北京：

电子工业出版社,2005

[6]郁汉琪.数字电路实验及课程设计指导书.北京：

中国电力出版社,2007

[7]毕满清.电子技术实验与课程设计.北京：

机械工业出版社,2005

[8]林涛.数字电子技术基础.北京：

清华大学出版社,2006

[9]林涛.模拟电子技术基础.重庆：

重庆大学出版社,2003

[10]康华光.电子技术基础：

数字部分.4版.北京：

高等教育出版社,2000

[11]郑家龙.集成电子技术基础教程.北京：

高等教育出版社,2002

[12]路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化.北京：

清华大学出版社,2004

[13]黄正瑾.在系统编程技术及应用.2版.南京：

东南大学出版社,1999

[14]李良荣.现代电子技术设计：

基于Multisim7&Ultiboard2001.北京：

机械工业出版社,2004

[15]赵宝经,蒋建飞.大规模集成数-模和模-数转换器设计原理.北京：

科学出版社,1986

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