10秒倒计时器的电子课程设计要点

机械与电子工程学院

课程设计报告

课程名称数字电子技术课程设计设计题目10秒倒计时器的设计所学专业名称电子信息工程

班级

学号

学生姓名

指导教师

2014年6月3日

任务书

设计名称：10秒倒计时器的设计

学生姓名：指导教师：

起止时间：自2014 年 5 月21 日起至2014 年 6 月4 日止

一、课程设计目的

1).熟悉集成电路及有关电子元器件的使用;

2).了解计时器主体电路的组成及工作原理;

3).学习数字电路中基本555定时器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。

二、课程设计任务和基本要求

设计任务：

1).设计好完整的操作方案。

2).对电路的原理进行简要分析。

3).在Multisim仿真软件中绘制出完整仿真电路图。并且尽可能地使整

个电路简洁、整齐、一目了然。

4).对设计的电路进行调试，完成课程设计应达到的目的.

基本要求：

1）具有10秒倒计时功能；

2)设置外部操作开关，控制计时器的直接清零/复位、开始和暂停/连续计数功能；

3)计时器计时间隔为1秒；

4)计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，保持并闪烁光电报警。

5计时器暂停计数时，数码管闪烁提醒；

指导老师评价表

目录

摘要与关键字．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1倒计时器组成及原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.1倒计时计数器组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

1.2工作原理 (3)

2.拟定设计方案 (4)

2.1用Multisim进行仿真计 (4)

2.2设计实现数码管示 (4)

2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 (4)

2.4设计实现减法计数功能 (5)

2.5设计实现二位数减法计数功能 (5)

2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 (5)

2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电5

2.7.1清零/复位电路 (5)

2.7.2暂停/继续计数电路 (6)

2.7.3启动电路 (7)

2.8设计实现闪烁报警电路 (8)

3.功能说明总结…………………………………………

4.课程设计小结 (9)

参考文献 (10)

附录一

附录二

摘要与关键词

摘要：

电子秒表是现实生活中的很常见的装置，常见的电子秒表种类很多，其主要运用于运动中。数字式电子秒表是常见的电子秒表中的一种，它有显示更直观等好处。本次课程设计采用现代数字电路设计方法应用Multism进行设计并仿真。从总体设计框图开始，将设计任务逐步分解，直到可以用标准的集成电路部件实现，然后将各部件联结成系统，通过Multism进行设计的分析综合和时序仿真验证。本文在原理简要处，还加入了程序设计中用到的几种集成元件的管脚图，以及简单介绍了这些元器件所能实现的功能。先后设计出了计秒、计分和计时电路，并完成了初步的调试与仿真。最后，在分析时序仿真结果的基础上，对设计电路进行进一步的修改和完善，已达到对设计电路正确运行且学会运用Multism电路设计与仿真的目的。操作步骤与解释：（1）启动仿真电路，可观察到数字时钟的秒位开始计时，计数到60后复位为0，并进位到分计时电路。（2）观察到数字时钟的分位开始计时，计数到60后复位为0，并进位到时计时电路（3）开关J1可控制时计时电路的方式选择。（4）控制键可控制秒脉冲直接引入时、分计数器。（5）出现整点，即时计数器发生变化。

关键字：

计数器; 555定时器;多谢振荡器；课程设计

1 倒计时器组成及原理

1.1倒计时计数器组成

倒计时计数器选用TTL集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下：

图1

1.2工作原理

当电路工作时，由555定时器组成多谐振荡器，选取适当的电容使振荡周期为1s；用两片减法计数器芯片级联组成二位数计数器，用七段数码管显示计数；控制电路通过控制减法计数器的控制端实现对电路保留、启动、清零/复位和暂停/继续计数功能的控制；利用JK触发器的翻转状态特性和译码器BI/RBO 端的控制实现闪烁报警功能。

2拟定设计方案

2.1用Multisim进行仿真设计

M ultisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。Multisim中提供了丰富的硬件数据可供选择，它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。通过Multisim可以及时仿真实现电路设计功能并及时发现存在的问题进行改正，可以确保设计的电路能够正常实现应有的功能。

2.2设计实现数码管显示

选取共阴极七段红色数码管作为显示器，译码器选择74LS48N，将译码器的LT、RBI端直接接高电平，BI/RBO也接高电平，将七段数码管的七个引脚分别接100Ω电阻后于译码器输出端相连，在译码器输入端输入电平实现了数码管显示功能。

2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能

如图2，用555定时器、电容电阻组成多谐振荡发生器，C1选择1uF，图中C1为100nF为仿真实验用数据，C2选择10nF，电阻均为5.1kΩ，由周期计算公式：

T≈0.7（R1+2R2）C1 ≈ 1s