数字定时电路

05、设计一个数字定时电路

一、设计要求

可在九十分钟范围内任意设定定时时间（分钟）。按定时启动按键后，以秒为单位进行倒计时，多余一分钟，两位数字显示分钟时间，不足一分钟时两位数字显示秒针时间。当时间剩余为零时，蜂鸣器发出10秒蜂鸣警报，定时过程中有一指示灯以1HZ的频率闪烁，设有复位功能，能随时按复位键复位清零

二、设计方案：

1.设计原理及设计方案选择

此设计为倒计时器的设计，所以首先要选用一种倒计时器芯片，经过查阅资料，最终我选74LS192N芯片，由于74LS192N芯片设有借位输出端BO，所以将借位信号输入到另一个芯片中既可实现两位数的倒计时，设定时间功能由开关控制，在实现此功能时，将时钟脉冲电源与芯片断开，则手动每点一次开关，就退一位，从而实现设定数的功能。在分钟到1时，则显示秒钟时间，既显示01分钟后两数码管变成60秒并继续倒计时，且倒计时频率加快。由于一分钟显示过后两数码管均变成零，所以设计一个门电路使只有在两数码管均为零时输出为零，并将其输入到十位芯片的置数端，事先将十位端芯片的输入端按二进制置“6”，则在01分钟过后可以显示成60秒。而由于显示分钟与显示秒钟时数字所走的频率不相同，所以设定两个时钟脉冲电源，将它们分别与一个与门相连接，在分钟结束后，通过信号的控制使信号的输入由一个电源转化到另一个电源。如下图

初始时，a线为低电位，b线为高电位，则V1可以输出信号，而V2不能输出信号：当分钟结束后，将使十位芯片置“6”的信号输入给一计数器，则a，b两线电位调换，此时V2输出信号，而V1停止输出信号，从而达到了改变频率的目的。当秒钟也走到零时，蜂鸣器发出10秒钟的警报声，这个10秒钟的时间由555定时器设定，将555定时器接成单稳态触发器的形式，既可实现此功能。

2.元器件选择及参数计算

两个数码管，两个74LS192N芯片，一个74LS161N芯片，一个555定时器，四个与门，四个与非门，十二个非门，五个开关，一个蜂鸣器，两个电容，一个电阻。

其中一个电容为0.01μF，作用为接地防止干扰的引入，由单稳态电路输脉冲宽度可得

Tp=1.1RC，由于Tp=10秒，所以RC=9.0909.则我选定R=9090.9Ω，C=1mF。但由于仿真的局限性，理论数据不能正确的体现出来，所以电路中数据均为使仿真可以更好运行的值。

三、设计电路：

四、设计总结：

1.调试过程中遇到的问题

在第一次运行中，在设定好了时间后，点开始按钮，计时器保持原状态，不进行倒计时。

2.对所遇到问题的分析、处理、解决方法

一个电源，则此时仍能良好运行。所以问题出在两个电源的

输出上，此时两电源的接法如左图所示。我将一个指示灯接

在两电源输出端上，发现指示灯一直处于灭的状态，这说明

时钟脉冲电源没有发出信号，在观察了左图，并仔细分析后，

我发现了问题所在，由于同时只有一个电源发出信号而另一

个信号为零，但将两个与门的输出端连接后就像当于与的关

系，而任意时刻都有零的存在，所以不能输出任何信号。解

决方法如右图。在两个与门上各加一个非门，并将它们再接

在一个与门上，既可解决所遇到的问题。

3.设计收获和心得体会

通过这个设计，我了解了课堂上没有学到的一个新的芯片74LS192N的使用方法，并且了解到了两个不同电位的线不能接在一起的事实。

在这个设计中我体会到完全自己动手动脑的好处，因为此前的设计都有现成的芯片给我们用，而

我们也学习过如何使用它们，这在无形中就降低了我们自己动手动脑的能力，而在这个设计中，从

头到尾均是由我自己选的器件，从中我受益匪浅。