十秒计时器

课程设计(论文)说明书

题目：10秒计时器

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2012年9月6日

摘要

本次课程设计主要设计一个十秒计数器，由NE555构成多谐振荡器，产生一个稳定的脉冲信号，将该信号输入至由74LS192制作的计数器，计数器工作，利用门电路，使计数器计数到最大值发光二级管发出报警信号，同时计数器停止计数。手动清零。设计主要包括原理图的设计、仿真的成功和PCB图的正确设置和接线。做出板子并调试成功。

关键词：NE555； 74LS192；74LS00；74LS08；74LS48；开关；电容；电阻；

目录

1课设内容 (5)

2实验设计 (5)

2.1十秒计时器的设计介绍 (5)

2.2计时器的系统框图 (6)

3实验原理及论证 (6)

3.1计时器脉冲模块 (6)

3.2 计时器计数模块 (7)

3.3 计数器译码和显示模块 (8)

3.4 计数器发光报警模块 (8)

4 计时器的制作与调试 (9)

4.1 第一块板 (9)

4.2 第二块板 (9)

4.3 第三块板 (9)

5 心得体会会 (10)

6 参考文献 (11)

7附录…………………………………………………………………………

1 课设内容：

（a ） 设计任务：制作一个10秒计时器 （b ） 设计要求：

1) 有秒计时显示功能；

2) 置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能； 3) 计时器为秒递减或递加计时器，其计时间隔为1s ；

4) 计时器递减到零或最大值时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。

2 实验设计

2.1 十秒计时器的设计介绍

10秒计时器是一个简单的秒计数器，由NE555构成多谐振荡器，产生一个稳定的脉冲信号，该信号的周期为1s 。将该信号输入至由74LS192制作的计数器，触发计数器开始工作，计数器计数到9时，利用74LS00的两个与非门，使发光二级管可以发出报警信号，同时利用74LS00或上多谐振荡器，使计数器计数到9时有高电平返回74LS192的脉冲引脚，实现在9时数码管不灭灯并发出报警信号。在计数器与多谐振荡器之间加上开关实现暂停和连续，并在计数器清零端加上开关实现清零功能。

2.2 系统框图

→ → →

↓ ↓

1秒脉冲电路

电源模

块

从0到9计数模块

译码模块

数码显示模块

计数到最大值发光报警电路

3 实验原理及论证

3.1 计时器脉冲模块

由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2和脚6直接相连。，仅存两个没有稳态，仅存两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电以及C通过R2向放电端Ct放电，使电路产生震荡。电容C在1/3Vcc到2/3Vcc之间充电放电。

信号参数计算公式:

T=t1+t2 ； t1=0.7(R1+R2)C ； t2 =0.7R2C ；

注意：555电路要求 R1、R2均应大于或等于1KΩ，但R1+R2应能小于或等于3.3MΩ

计算：

设计要求时间间隔为1秒，则要1Hz的脉冲，周期为1秒，使T等于1；计算如下：

1=0.7*（47000+47000）*10*0.000001+0.7*47000*10*0.000001

原理图如图3.1：

图3.1 计时器脉冲模块

3.2 计时器计数模块

74LS192为模十计数器，要求做10秒计时器，从0变化到9，则把555输出端接到加法脉冲CPu，提供脉冲，复位端接上低电平，预置引脚和减法计数脉冲接上高电平，使计数器可以开始工作，从0变化到9，在多谐振荡器和计数器之间加上开关，实现10秒计时器的暂停和连续，在复位端接上开关，开关另一边接上高电平，实现清零功能.

原理图如图3.2：

图3.2 计时器计数模块

3.3 计时器译码和显示模块

74LS192进行计数的时候采用8421BCD,从0000变化到1001，数码管要显示从0变化到9的十进制显示则需要译码器进行译码，本次设计采用74LS48驱动共阴七段数码管使数码管工作，从0显示到9.

原理图如图3.3：

图3.3 计时器译码和显示模块

3.4计时器发光报警模块

从74LS192的Q0和Q3接线出来。经过两个与非门74LS00，当计数器计数到1001时，实现输出高电平。发光二级管的一端接地，当输出高电平时，发光二极管有电压差，发亮实现报警。设计要求增大到最大值时显示器不能灭灯，则在555输出端的开关一端与从74LS192的Q0和Q3接线出来与非过后的一端一起经过一个与门74LS08使计数器计数到9的时候给计数器的加法脉冲端一个低电平，停止计数，数码管显示停留在9。

如图3.4：

图3.4 3.4计时器发光报警模块

4 计时器的制作和调试

4.1 第一块板

制作：

从8月21号到27号一直在查资料，画原理图和仿真，确定仿真正确之后，画PCB，经过老师的检查，确定PCB设置可以，于是开始准备制作板子，因元件没有到，所以自己去买了板子，打印PCB之后去腐蚀和打孔。

调试：用单片机驱动，测试基本功能是否实现，不能实现用万用表测试是否有短路和虚焊问题。

出错原因：

开关和滑动变阻器封装不对，自己改了封装，因为太多跳线和虚焊导致数码管的变化不稳定。于是放弃。

结论：以后在打印PCB之前确定封装的正确！

4.2 第二块板

制作：

重新改了电路图，在74LS00的Q0到Q3接发光二极管，以灯的发光来确定74LS192的正常工作，封装，因之前有虚焊问题所以在焊接的时候比较小心，尽量避免虚焊。

调试：用单片机驱动，测试基本功能是否实现，不能实现用万用表测试是否有短路和虚焊问题。

出错原因：

因没加电阻电流太大灯全部烧坏，我把全部的灯去掉用焊锡连上，导致电路短路。不得已放弃！

结论:以后记得要加电阻分流分压！

4.3 第三块板

制作：

因为时间关系，到第三块板的时候已经是周三了，为了进度，且为了让电路可以实现基本功能，把电路多余可以不要的的电阻和电灯去掉，晚上通宵去腐蚀打孔焊接。为了节省资金，把之前焊接了的元件拔下来，经过测量确定可以正常工作，焊接到第三块板。

调试：用单片机驱动，测试基本功能是否实现，不能实现用万用表测试是否有短路和虚焊问题。

结果:

第三块板可以正常工作，可是工作的时候比实际妙表慢，计时器变化到9时，实际秒表变化到了11秒，稍有误差！且S2本接高电平，可是S1断开时复位端悬空即相当接高电平，S2显得多余！