数电课程设计--十秒倒计时定时器

辽宁师范大学《数字电路》课程设计
（09级本科）
题目：定时器1 学院：物理与电子技术学院
专业：电子信息工程
班级：
班级学号： 14 姓名：张宁
指导教师：赵静邱红张卓
完成日期：2011 年 10 月 27 日
一．设计内容及要求
10秒的倒计时定时器，倒计时要求用数码显示，当定时到1秒时，有声音提示，提示声音为秒，当倒计时到0时停止计数
二．总体方案设计
由设计内容及要求，我设计了一个以NE555构成的多谐振荡电路，来发出一秒间隔的脉冲；用74LS192进行倒计时，通过74LS47连接一个数码显示器；由74LS192发出的高低电平经过逻辑电路变化，连接74LS121来控制蜂鸣器在1秒时响。

三．单元模块设计.
1.以NE555构成的多谐振荡器
图1 图二NE555的震荡器在本电路中的周期T=C(R1+R2)=1S
图三。

图三为多谐振荡电路R1和R2，C的值确保震荡周期为1秒，图三的右下角为复位电路，与下一部分一同介绍。

2.倒计时电路
图四
图五
由74LS192的真值表图四可以看出，若想让元件工作在减计数状态MR，PL非，CPu的值必须分别为0，1，1。

由要求可以看出，192的初始必须是九，所以加了一个复位电路，确保初始值是9.计数器输入端P0,1,2,3对应接高低低高电平。

Q0，Q1,Q2,Q3为计数器输出端接到74LS47上。

NE555的3号管脚与74LS192的4浩管脚相连。

一秒发出一个脉冲，74LS192开始倒计时。

图六
4.逻辑电路
逻辑电路的作用在于将74LS192输出为一，即Q3Q2Q1Q0=0001时输给报警电路一个负脉冲。

图七
图八
图九
图九管脚功能描述:
管脚3（A1）、4（A2）是负边沿触发的输入端；
管脚5（B）是同相施密特触发器的输入端，对于慢变化的边沿也有效；
管脚10（C ext）和管脚11（R ext/C ext）接外部电容（C x），电容范围在10pF～10μF之间；
管脚9（R int）一般与管脚14（V CC，接＋5V）相连接；如果管脚11为外部定时电阻端时，应该将管脚9开路，把外接电阻（R x）接在管脚11和管脚14之间，电阻的范围在2～40kΩ之间。

其他管脚：管脚7（GND）、管脚2、8、13为空脚。

74LS121集成单稳态触发器的输出脉冲宽度t W，决定于C x 的充电时间常数，可用t W≈估算。

为了得到高精度的脉冲宽度，可用高质量的外接电容和电阻。

当1秒时LS121的A2接收到一个负脉冲，且A1,B都接高电平，对应真值表，Q输出高电平，经过三极管放大使蜂鸣器响起，通过公式t W≈将时间定为秒。

四．完整电路图
五．焊接调试
焊接过程不多赘述，在调试过程中，上电以后数码管显示
为1，按下复位开关，数码管显示为九，不会倒计时。

多次试验后，手动将NE555的2，3号管脚想接点触，手动触发，显示器开始计数。

说明电路除了震荡电路的部分好用。

换一个NE555后现象依然，确定不是集成块坏了，而是电路出了问题，检查后发现是一个二极管焊反了，导致不能发出秒脉冲。

将二极管方向改变后，得出实验现象： 10秒的倒计时定时器，倒计时要求用数码显示，当定时到1秒时，有声音提示，提示声音为秒，当倒计时到0时停止计数。

不过与标准相比有些误差，计数过快，数字变化快，达不到一秒钟，判断原因在于计算误差和元器件误差。

实验至此完成。

六．参考文献
七．心得体会
这是我第二次做电路设计，有了上一次低频电子线路设计的经验，在Protel 99se的使用，转印，腐蚀，打孔方面很熟悉，没有什么障碍。

而在元器件的运用上，对好多74LS 系列的集成块不是很了解，只能根据要求到网上，到工具书上边做边查询，不过对74系列的集成块有了全新的认识。

我做的是一个10秒倒计时定时器，在生活中应用广泛。

比如烤面包机，豆浆机，微波炉等家用电器中就有这样的定时电路，不过更高端一些。

做完本次设计后，我对定时器有了更深的理解，了解了工作原理对更高深的也就没有了之前的神秘感，为将来的工作打下了基础。

这些天虽然辛苦，但是
看着自己制作的电路板，总有一种满足感。

这也是大部分电子发烧友疯狂喜欢设计，焊接各种产品的原因吧。

通过这次设计实践，我学会了很多，包括元器件，集成块的辨识，设计PCB的注意事项及格局布线。

但是我最喜欢的环节就是焊接了，那是一种实实在在做一个东西的感觉，并且这个东西会带给你无限的惊喜。

在碰到困难的时候，几个人讨论一下，上网查询一下，最主要还是从老师那里咨询。

在这里我要感谢知道我们设计的赵静，邱红，张卓老师，这次设计实践对我能力有很大的提高。