方便预置的倒计时数显定时器实验报告
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一、内容提要
在人们日常生活中，或大众关心的某项活动中，或电器使用过程中，常常需要一个倒计时计时器，用以醒目的显示要做的事件所剩下的时间，提醒人们做好准备。报告主要讲述了方便预置倒计时器工作原理以及其各个组成部分，记述了我们在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。
二、设计要求及主要指标
1.设置开始键。按动开始键倒计时开始，定时结束后声响提示。
2.设置预置键。定时时间可以在范围60妙任意预置，预置后的定时可重复使用
3.数字式显示剩余时间。
4.定时时间到自动进入预置状态，倒计时时预置键无效。
三、方案选择及电路工作原理
1）设计方案电路的结构框图
定时结束信号
两位十进制计数器
2）基本原理
倒计时数显式定时器电路由多谐振荡器—输出脉冲信号源、预置计数器（加法）、倒计时计数（减法）、D触发器、数码显示管和声响提示电路构成。
四、单元电路设计计算
1）多谐振荡器—输出脉冲信号源
时基电路要求送出频率为1s 的方波脉冲。 选用555定时器完成上述功能
图1. 555的管脚图和功能表
1
2 3 4
5
6 7 8 OUT
555
DIS GND Vcc CO
TH TR
R D
(a) 管脚图
（b ）功能表
TH 1 R D
T 0
1 OUT 0
1
导通 >V CO 或 V CC
3
2 TR
> V CO 或 V CC
3
1 2
1 不变
3 2 > V CO 或 V CC 3 1 2 1 不变 ⨯ ⨯ ⨯ < V CO 或 V CC 3 1 2 1 0 1 导通 截止 由定时器555内部结构得知，2个比较器出发输入端6和2是接在一个端点上并跟电容C 连接，这个端点上的电容电压c u 变动，会同时导致两个比较器的输出电平改变，使RS 触发器的输出改变。电源CC U 经1R 和2R 给电容C 充电。当 c u 上升到 32CC U 时，6U =2U =3 2 CC U , 输出电压o u 为低电平，放电管T 导通，电容C 经2R 、放电端⑦放电，c u 开始下降，当下降到31CC U 时，6U =2U =3 1 CC U ， 输出电压o u 为高电平。同时放电管T 截止，放电端⑦断开，电源CC U 又经1R 和2R 给电容C 充电，使c u 上升。这样周而复始，电容电压c u 形成了一个周期性充电放电的指数波形，输出电压o u 就形成周期性的矩形脉冲。 占空比Q=1/2。 取频率f =1s ，C = 47μF ，则 15R k =Ω。 2）预置计数（加法） 1.432f RC = 74LS190的管脚图和功能表见图2所示， 74LS190为十进制计数器，CTEN 为计数允许端，当允许端为低电平时，计数器允许计数。MAX/MIN 为最大/最小输出端（也称进位/借位信号输出端）。当计数器作加法计数，且Q D Q C Q B Q A =1001时，MAX/MIN=1，有进位输出；当计数器作减法计数，且Q D Q C Q B Q A =0000时，MAX/MIN=1，有借位输出。当计数器溢出时，MAX/MIN 输出端产生一个宽度为一个CLK 周期的正脉冲，同时RCO 也形成一个宽度等于时钟低电平部分的负脉冲，上述正脉冲或负脉冲的后沿比产生溢出的时钟脉冲上升沿稍微滞后，它们可作为级联信号来用。 3）倒计时计数（减法） 图2. 74LS190/191的管脚图和功能表 （a ）管脚图 1 2 3 4 5 6 7 12 11 10 13 14 15 16 D B C CLK Q C Q B Vcc Q D Q A A CTEN 74LS190/191 9 8 GND MAX/MIN D/U LOAD RCO （b ）功能表 图3. 74LS192的管脚图和功能表 （a ）管脚图 1 2 3 4 5 6 7 12 11 10 13 14 15 16 D B C CLR Q C Q B Vcc Q D Q A A DOWN 74LS192 9 8 GND UP LOAD BO CO （b ）功能表 74LS192的管脚图和功能表见图3所示，74LS192为十进制计数器，也为双时钟计数器，加法计数脉冲和减法计数脉冲来自两个不同的脉冲源。注意：加到两个时钟 端的计数脉冲在时间上应该错开。当计数器作加法计数，且Q D Q C Q B Q A =1001时，有 进位输出，CO端产生一个宽度等于时钟低电平部分的负脉冲；当计数器作减法计数， 且Q D Q C Q B Q A =0000时，有借位输出，BO端产生一个宽度等于时钟低电平部分的负脉 冲。