市话计时系统课程设计报告书.docx

1、市话计时系统课程设计报告书貝 录一、 设计要求 二、 设计框图 三、 分步设计 1、秒脉冲产生电路的设计 2、十进制2位计数器电路的设计 3、六十进制计数器电路的设计4、 数字时钟电路的设计 85、 计费金额电路设计 10市话的计费计时系统设计(EWB)一、 设计要求1、 每次通话前(拿起前)时、分、金额的显示器自动清零，但通话次数的显示器 不清零；2、 每分钟0.2元，每分钟计一次；3、 通话次数、时、分、金额的显示分别为 2位、1位、2位、3位；4、 具有手动清零功能。二、 设计框图三、分步设计1、秒脉冲产生电路的设计（1）、器件的功能介绍（参考“我爱微电论坛”）555集成时基电路称为集成

2、定时器，是一种数字、 模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密 特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。其电路类型有双极型和 CMO型两大类，两者的工作原理和结构相似。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极 型的电压是+5V+15V输出的最大电流可达 200mA CMO型的电源电压是+3V+18V555电路的工作原理555电路的部电路方框图如图1所示。它含有两个电压比较器，一个基本 RS触发器，一 个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KQ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器 A1同

3、相比较端和低电平比较器 A2的反相输入端的参考电平为厂-和仁。A1和A2的 输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复 位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于，7；- 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。5是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接 VCCVc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压 时，通常接一个O.Oluf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确

4、保参考电平的 稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。(2)、秒脉冲产生电路的设计图(参考数电教材 P354)设计参数计算：由CB555的特性参数可知，当电源电压取5V时，在100mA的输出电流下输出电压的经典值为 3.3V,所以取VCC =5V可以满足对输出脉冲幅度的要求。采用上图可知：Ri R2 2qRi 2R2 3故得到Ri=Fb 。T=( Ri +2R)CI n2=1s如果取C=10uf,则代入上式得到3RCI n2=1化简得：R=R=48KQ（3）、EWB运行结果和说明OhscxlloscpeV02Hmt baseTriqgfirChannel Ar ha

5、nn-l 日|3 诃 V&恥| 1 VjDI1v orReduceK pojition | oaoLeT | ozx 哥Y puttlon mjso puttion | 口Rivers BW | MB |EH 1 B| Bet 1AC D期lajuaSaoe由图得 ti=1.5315s t 2=11.5363s n=10t2 t1故 T 1.004sn周期为1s，每秒产生一个脉冲信号，符合设计要求。2、十进制2位计数器电路的设计（1）、器件的功能介绍（参考“我爱微电论坛”）74160,是一个4位二进制的计数器，它具有异步清除端与同步清除端不同的是，它不受时钟脉冲控制，只要来有效电平，就立即清零

6、，无需再等下一个计数脉冲的有效沿到来。具体功能如下：1.异步清零功能只要(CR的非)有效电平到来，无论有无 CP脉冲，输出为“ 0”。在图形符号中，CR的 非的信号为CT=0若接成七进制计数器，这里要特别注意，控制清零端的信号不是N-1(6)， 而是N (7)状态。其实，很容易解释，由于异步清零端信号一旦出现就立即生效，如刚出现 0111，就立即送到(CR的非)端，使状态变为0000。所以，清零信号是非常短暂的，仅是过 度状态，不能成为计数的一个状态。清零端是低电平有效。2.同步置数功能当(LD的非)为有效电平时，计数功能被禁止，在 CP脉冲上升沿作用下D旷D3的数据 被置入计数器并呈现在 Q

7、0- Q3端。若接成七进制计数器，控制置数端的信号是 N( 7)状态, 如在D0- D3置入0000,则在Q0-Q3端呈现的数据就是 0110。 (2)、十进制2位计数器电路的设计图设计说明同下面六十进制计数器(3)、EWB!行结果和说明电源时为了模拟秒脉冲信号得，CLR现在接高电平计数器正常运行，当计 CLR低电平 时清零。3、六十进制计数器电路的设计（1） 、器件的功能介绍同上设计“十进制2位计数器电路的设计”（2） 、六十进制计数器电路的设计图（参考“我爱微电论坛”）电借E3 王吟吟进位信号设计原理：同样由两片74160组成,原理基本相同,不同的是十位计数器（C2）选择Qc与QB做反馈

8、端，经与非门（NEND输出控制清零端（CLR）,接成六进制计数形式。将个位计数器的 RCO 端和十位计数器的QC QA端经过与门AND1和AND2由 CO端输出，作为六十进制的进位输出 脉冲信号。当计数器计数状态为 59时，CO端输出高电平，在同步级连方式下，容许高电位 计数器计数。图中与门起进位得作用，与非门起清零作用。方波电源是为了模拟555秒脉冲产生电路 这个电路将作为下面设计数字时钟得基本电路。（3）、EWB!行结果和说明 丄说明验证：本设计使用得信号f=5HZ、T=0.2s,经运行验证得:ti=11.9112s t 2=23.9112sT =t 2-t i=12sT*60=T所以进位

9、信号正确，设计可行。4、数字时钟电路的设计(1)、器件的功能介绍同上设计“十进制2位计数器电路的设计”(2)、数字时钟电路的设计图a止出Ltiy 二a口 IT-c+vu:噹誥兽74160活計冃c D E -L I T E -c _L Q Q u Q N A V R E J卫LKF皿 cLJ M B IE E _lIN览邦书 探旳壬戦;斗CUD BP (74DVCCF 二貼曲XQDCNTLCAF加吴牛设计原理：以2角为单位递增,、00011110000010XX0100010110XX100011XXXX100000/1XXX、00011110000XX0010XX011XXXX100XXX0X

10、X00XX0XXXX0XXX00011110000XX1011XX011XXXX100XXX0XX11XX0XXXX0XXX(3)、EWB运行结果和说明0, 1, 2, 3JK触发器产生一个4位二进制信号由显示器编译显示，第 3个JK触发器Q端口 产生一个进位信号送给十进制计数器，其电路同“数字时钟电路”“时”的部分。6、清零功能得设计(1)、器件的功能介绍与门：与门真值表ABY111100010000(2)、与门设计图清零电路电信63 王吟吟手动清零信号 I 一、卄数器清零信号挂下电话的信号丿 #(3)、EW陋行结果和说明设计目的：当有手动清零且挂下时给计数器一个清零信号四、整体设计1、各各

11、分系统组合当接通时由“ 555秒脉冲产生电路”产生秒脉冲信号：1、 送给“六十进制计数器电路” 秒脉冲信号作为计时用。2、 送给“十进制2位计数器电路” 一个脉冲使其计数。3、 “六十进制计数器电路”分进位信号送给“计费金额电路”计费 当挂下且按清零开关：1、 “六十进制计数器电路”电路清零。2、 “计费金额电路”电路清零。h 一 五：总结一周的课程设计很快过去了，总的来说收获不小。重新温习了 EWB软件的应用，复习很多数字电路和模拟电路的知识，学会分块设计和最后耦合电路的设计思想。但设计电路和实际生活中用的电路还有很大 的不同，不能完全的实际化。由此可见学习和生活运用还有很大的距离，在以后的学习应更加注意加强实 践环节。在此特别感谢蕾老师的孜孜不倦的教导。六：参考书、数字电子技术基础、我爱微电论坛