30秒定时器

安康学院电子技术课程设计报告书

课题名称：30秒定时器

姓名：

学号：

院系：电子与信息工程系

专业：

指导教师：

时间：

课程设计项目成绩评定表设计项目成绩评定表

课程设计报告书目录

设计报告书目录

一、设计目的 (1)

二、设计思路 (1)

三、设计过程 (1)

3.1、系统方案论证 (1)

3.2、模块电路设计 (2)

四、系统调试与结果 (5)

4.1秒脉冲电路的测试 (5)

4.2减计数和译码电路的测试 (6)

4.3控制电路的测试 (7)

4.4整机电路的测试 (9)

五、主要元器件与设备 (10)

六、课程设计体会与建议 (10)

6.1、设计体会 (10)

6.2、设计建议 (10)

七、参考文献 (11)

一、设计目的

1、熟悉集成电路引脚安排。

2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。

3、学习用Multisim进行电路的仿真调试。

4、培养独立对电路进行分析和纠错的能力。

二、设计思路

1．设计秒脉冲电路

2．设计减计数电路

3．设计译码电路

4．设计控制电路

三、设计过程

3.1、系统方案论证

30秒定时器总体方框图如图1所示

图1 30秒定时器总体方框图

其工作原理为：计数器完成30秒计时功能，而控制电路时直接控制计数器

的清零，启动计数，暂停/连续计数，译码显示等功能。操作直接清零开关时能够使计数器清零并且使数码显示器显示00；当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP(脉冲信号)，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30秒；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号CP,计数器处于封锁状态，计数器停止计数；当暂停/连续断开时，计数器连续累计计数。

3.2、模块电路设计

秒脉冲电路

如图2，利用555定时器和外接原件构成多谐振荡器。THR和TRI直接相连，电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1和R2向C充电，以及C通过R2向DIS端放电，使电路产生振荡。最后接D触发器进行2分频，同时对波形进行整形。

图2 秒脉冲电路图

30秒减计数电路

计数器74HC192是具有异步清零、异步预置功能的双时钟十进制同步加\减计数器。当J1接5V时，CR为高电平，计数器清零。当J2接地时，LD为低电平，计数器置数30。

当CR为低电平，LD为高电平，UP为高电平，由DOWN输入计数脉冲，

计数器进行减计数。当UP和DOWN都为高电平时，计数器保持当前状态。减计数电路如图3所示。

译码电路

图4 译码电路

译码电路如图4。译码器将各级十进制计数器的计数结果进行二十进制编码，并驱动数码管用十进制符号显示出来。4511为BCD七段锁存数码驱动器，其输入端A、B、C、D分别接计数器的输出端Q0，Q1，Q2，Q3；输出端A~G 分别接数码显示器的七段A~G。数码显示器选用七段共阴极半导体显示器。译

码器和显示器之间分别串入七个限流电阻（选用集成双列排阻），以防止电流过大而烧坏数码管。

控制电路

图5 控制电路图

控制电路如图5所示。U1A和U2B的输入端是个位和十位计数器的借位输出端，J1是暂停\连续开关。开关J1打向右时，U6输出高电平，控制门U7打开，秒脉冲信号可以通过控制门U7使计数器进行减计数；开关J1打向左时，U6输

出低电平，U7关闭，秒脉冲信号被封锁，计数器处于锁存状态。计数器进行30秒倒计时后，十位计数器和个位计数器同时借位，U1A和U2B的输入端均为低电平，控制门U4输出低电平，二极管发光，同时U8关闭，计数器不再进行计数，并显示00。

四、系统调试与结果

4.1秒脉冲电路的测试

依照图2使用频率计测试秒脉冲电路的输出频率，结果如图7。频率基本符合要求。

图6 秒脉冲电路的测试图

图7 秒脉冲电路的输出频率

4.2减计数和译码电路的测试

将减计数电路和译码电路进行连接，如图8。

使用Word Generator代替秒脉冲电路，给Word Generator设定为1Hz的频率。

经过测试，该电路可以进行启动、减计时、直接清零的功能。

图8 减计数和译码电路的测试图

4.3控制电路的测试

控制电路的测试电路如图9。

使用Word Generator代替秒脉冲电路，给Word Generator设定为1Hz的频率。同时用示波器观察输出波形。

经测试，秒脉冲信号可以通过，示波器图像如图10。

图9 控制电路的测试图

图10 控制电路输出图

4.4整机电路的测试

图11 整机电路的测试图

将四部分电路按图11连接。经测试，该电路可以完成30秒正常计时，并且在计时完成时，二极管长亮。在计时过程中，可以暂停、继续、直接归零。完全符合设计要求。

五、主要元器件与设备

集成电路：74HC192两个，4511两个，74HC74一个，4011一个，4069一个。

其它：集成双列排阻（270Ω*7）两个，555时基电路一个，七段共阴极半导体显示器两个，LED一个，直流电源、电阻、电容、开关若干。

六、课程设计体会与建议

6.1、设计体会

通过这次对30秒定时器的设计，我深刻体会到自己知识的匮乏，自己原来所学的东西只是一个表面性的，理论性的，根本不知道现实中还存在很多问题。设计一个简单的电路，要考虑的问题比考试时考虑的还要多！一开始我遇到很大的麻烦，在老师同学的帮助下，逐渐有了眉目。这也让我了解了设计电路的程序，以及关于定时器的基本原理与设计理念，更重要的是设计电路还要考虑它的前因后果，什么功能需要什么电路实现，更要考虑它的可行性。

总之，通过这次实习，不仅使我对所学知识有了一个新的认识，而且提高了我考虑问题，分析问题的能力，是我的综合素质有了一个很大的提高。

6.2、设计建议

我希望老师在我们实训开始时能先告诉我们一些设计电路的原理，基本思