电子技术课程设计-定时器电路设计

定时器电路设计
、秒脉冲发生电路设计
秒信号发生器采用555定时器，定时器，555 555
定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

其成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器。

555定时器包括两个电压比较器，压比较器，三个等值串联电阻，一个三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管触发器，一个放电管 T 及功率输出级。

它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 。

其秒信号发生电路如下图所示：
图1.1
VCC 通过对R1、R2向电容充电。

电容上得到电压按指数规律上升，当电容上的电压上身到2/3VCC 时，输电压VO 为零，电容放电。

当电压下降到1/3VCC 时，输出电平为高电平，电容放电结束。

这样周而复始便形成了振荡。

我们要的周期是1秒，频率是1赫兹。

周期T 可以由下面
的公式可知：T ＝R1.R2lnC
选择了R75=15K ，R76=68K,C16=10uf 得1秒的震荡时间秒的震荡时间
2、启动/停止电路设计
启动/停止电路，我们选择了双组三控自锁开关停止电路，我们选择了双组三控自锁开关（（6
管脚）、与非门
电路和与门电路。

电路和与门电路。

自锁开关一组的公共端自锁开关一组的公共端5接经过一个与门（与门的另一输入端接来自报警系统到的信号，该不报警时为1）再接与非门的一
个输入端5，同组的另外两端分别接6接VCC 和5接GND ，555振荡器的输出端接与非门的剩下输入端4，自锁开关在没按下的时开关的5脚为0，只要与门的任意一个端输入0，
与非门的5脚为低门电路关闭，555的脉冲无法进入到计数电路，计数停止，反之为开启，此处我们实现了按键启动/停止，或定时时间到也可使之停止的功能。

电路图如下：使之停止的功能。

电路图如下：
图2.1
3、计时电路设计
计时电路，采用
74LS192.该芯片是同步10进制可逆计数器，具有双
时钟输入，可置数可清零。

时钟输入，可置数可清零。

本次设计中我们将74LS192接成十进制和六十进制，考虑到我们要倒计时。

所以我们将所有74LS192的UP 端在计数时保持高电平，在秒计数的个位的74LS192：秒信号输入接到DOWM ，秒计数的十位：将输入端输入端
的B,C 端接高电平（即输入端接成0110），秒十位的置数LD 端和借位端BO 连在一起构成6进制，再把秒个位的BO 和秒十位的DOWN 连在一起。

当秒脉冲从秒个位的DOWN 端输入的时候秒计数的192开
始从9减到0；这时，它的借位端BO 会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN ，秒十位的计数从6变到5，一直到变为0；当高低位全为零的时候，秒十位的BO 发出一个低电平信号，DOWN 为零时，置数端LD 等于零，等于零，秒十位完成并行置数，秒十位完成并行置数，秒十位完成并行置数，下一个下一个DOWN 脉冲来到时，脉冲来到时，计数器计数器进入下一个循环减计数工作中。

进入下一个循环减计数工作中。

对于分计数来说，道理也是一样的；只是要求，将分十位的输入端接成0101即（C 和A 接1，B ，D 接0），其他电路同上，因为在分计数的两块74LS192上都是00时，在下一个脉冲到来是，分个位先产生借位，然后秒个位变成9，与此同时分十位收到来自秒个位的脉冲而使BCD 变为5，变成59 符合要求，如果接成6就变成69，因此在将分十位的输入端接成0101（5）。

对与小时的话我们直接成两个10进制。

电路图如下：路图如下：
4、显示电路设计
显示电路采用了4片一位的共阴极七段数码管（如图3.3.2所示），来分别显示分钟计时的十位和个位，小时的十位和个位完成预置和显示功能。

数码管的驱动电路采用的共阴极的七段译码器74LS4874LS48，，它内部有上拉电阻，可以直接与共阴极的数码管相连接。

数码管相连接。

由于数码管只用显示由于数码管只用显示0—9的数字，则LT LT、、LBI LBI、、BI/RBO 三个脚都接高电平，三个脚都接高电平，A A B C D 四个输入端连接四个输入端连接74LS192的输出，就能显示出预置的时间和定时的剩余时间。

其连接电路图如图2.3.1所示：所示： 此外根据要求秒要用一个发光二极管显示。

我们从此外根据要求秒要用一个发光二极管显示。

我们从VCC 接一个10K 电阻再接发
光二级管，再接到秒个位的74LS192的脉冲输入端DOWM
，在DOWM为低时发光二级
DOWM，在
管就亮，从而使发光二极管随输入脉冲一闪一亮，显示秒的变化。

如图4.2
图4.1
图4.2
5、预置时间电路设计
预设时间电路我们采用三控（6路）不自锁开关，经过试验电容按
键消抖比不上SR触发器消抖，因此采用SR触发器按键消抖，提高精
度。

SR的S端接不自锁开关6端同时再接一个10K电阻到VCC，SR
的R端接不自锁开关的同组非公共端4也是接10K电阻到VCC，SR的
输出端，再经过一个与非门接到接74LS192的UP端，其他的也如此。

在没有按下时,SR位10出0，按下时01出1，再经与非门所以会再UP
下图5.1
，下降沿的变化，来预置时间。

端出现1——0。

1——0，下降沿的变化，来预置时间。

考虑到计数器在正常工作时，禁止调时间并且保持74LS192的UP
端保持为高电平，我们加入了按键自锁电路，即在SR输出端接到一个
门电路的一个输入端，在暂停/启动开关的另一组三控开关的公共端2接到与门的另一个输入端上，如图1.1，暂停/启动开关的1接GND ，2接VCC ，即可，如图1.1在启动模式时与SR 想连的门电路关闭，禁止调时间。

调时间。

此外，在分的十位上，为了避免在预置时间时出现大于6以上的数，我们增加了清零电路。

如图5.2
图5.1
图5.2
BCD码的B和C经与门再经或门连接到分十位的74LS192的
CLK上，在BCD从0加到6时，CR端产生高电平进行清零
6、报警电路
报警电路我们将用与门接成SR触发器，将小时十位的74LS192的
借位端BO接R端，S端接来自启动/ 停止自锁开关的公共端6，构成
SR的与门U7的8管脚连接到暂停启动电路中德与门U19的2端（产
（清零）和发光二极管
生停止信号），反向器4输出俩接MR（清零）和发光二极管
BO端平时是高，定时时间到时，差生负跳变，在计数状态时启动/ 停
输出0再经反相
止自锁开关的公共端6是高电平，因此SR为10状态
状态
器变为1，亮二极管产生报警。

7、复位电路设计
复位电路,将除分十位的74LS192的MR 要经或门连接外要经或门连接外 ，其余的74LS192的复位MR 端连起来，再加上按键和两个电阻，和10uf 的电容接成上电复位脉冲输入如下图7.1
复位按键的输入脉冲经过与门复位按键的输入脉冲经过与门
连接到与非门U7A 的1端，时十位的借位BO 接到U7A 的2端。

复位按键没有被按下时，为低取反后为高，时十位的借位BO ，在没有借位信号时为高，经过与非门使74LS192的清零CLR 为低，不产生清零，当按键按下时或定时时间到时CLR 为高，产生清零，产生清零，
7.1
2.2总设计电路图。

2.3总设计系统图。

2.4 总设计仿真图
显示电路 计数电路计数电路 暂停/启动启动 复位电路复位电路 报警电路报警电路 预置时间电路预置时间电路 1秒脉冲产生电路生电路
2.5 实物图
八、收获、心得体会和建议
查找教材，资料，相应软件，为了这次课程设计，我们在图书馆查找了大量的相关资料，终于被我找全了和本次课程设计相关的不懂问题。

相关资料，终于被我找全了和本次课程设计相关的不懂问题。

根据所分析的系统的电路原理图，结合系统的设计要求，在WEWB32环境下进行元器件之间的连线和编译与仿真，及时检查元器件的放置、连线是否有错误。

行元器件之间的连线和编译与仿真，及时检查元器件的放置、连线是否有错误。

根据交通灯系统的控制要求，经过实验，排除所有实验中的错误并实现了预定的功能。

的功能。

在老师的指导下，通过学习定时器系统控制器的设计的实验，学习一种设计电子的软件，增加了我们对电子设计的了解。

子的软件，增加了我们对电子设计的了解。

通过这次课程设计我们对于EDA 技术多多少少有了一些了解，技术多多少少有了一些了解，EDA EDA 技术发展迅速，有着广阔的应用前景，设计面广，内容丰富，它用软件的方法设计硬件；用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；在设计过程中可用有关软件进行各种仿真；系统可现场编程，在线升级；整个系统可集成在一个芯片上，体积小，功率低，可靠性高。

个芯片上，体积小，功率低，可靠性高。

EDA EDA 技术以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方法，以计算机，大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合及优化，逻辑布局布线，逻辑仿真，直至特定目标芯片的适配便宜，逻辑映射，编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。

其中大规模可编程器件是利用EDA 技术进行电子系统设计的载体，硬件描述语言是利用EDA 技术进行电子系统设计的主要表达手段，软件开发工具是利用EDA 技术进行电子系统设计的智能化的自动化设计工具，实验开发系统则是利用EDA 技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。

设计的下载工具及硬件验证工具。

此次实验不但提高了我们实践的能力和理论水平，而且对于我们认识掌握各种操作技巧具有重大意义，使我们的综合素质得到了很大的提高。

当然，通过这次实习，对我的影响远不只以上这些，它对我在以后的学习和生活中将会起到不可估量的作用。

因此，学校安排的这次课程设计的目的显然会在我们这些人上得到体现。

的作用。

因此，学校安排的这次课程设计的目的显然会在我们这些人上得到体现。

主要自己得到一次很好的锻炼机会让自己得到了进步。

主要自己得到一次很好的锻炼机会让自己得到了进步。

最后，我建议学校多搞些这样的设计，在锻炼我们的同时还丰富了我们的生活，还建议在今后的设计报告中，提供一些好的报告让我们参考，谢谢！还建议在今后的设计报告中，提供一些好的报告让我们参考，谢谢！
九、参考文献
1 孟贵胥孟贵胥,,王兢王兢..数字电子技术数字电子技术..大连理工大学出版社大连理工大学出版社
2 夏宇闻夏宇闻..复杂数字电路与系统的Verilog-HDL 设计技术设计技术..北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社.. 1998
3 毕满清主编毕满清主编..电子技术实验与课程设计电子技术实验与课程设计..第二版第二版..北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2001 2001
4 张克农编张克农编..数字电子技术基础数字电子技术基础..北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，200320032003
5 谢云等编谢云等编..现代电子技术实践课程指导现代电子技术实践课程指导..北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2003 2003
6 李国丽，朱维勇，栾铭编著李国丽，朱维勇，栾铭编著.EDA .EDA 与数字系统设计与数字系统设计..北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2004 2004
十、附录
元器件清单。