数字式定时开关的设计毕业设计(论文)word格式

课程设计说明书

课程设计名称：数字电路课程设计

课程设计题目：数字式定时开关的设计

学院名称：信息工程学院

专业：通信工程班级： 090423

学号： 09042306 姓名：高易通

评分：教师：张小林

20 11 年 9 月 20 日

数字电路课程设计任务书

20 11 －20 12 学年第 1学期第 2 周－ 3 周

题目数字式定时开关

内容及要求

〖基本要求〗

设计并制作一数字式定时开关，此开关采用BCD拨盘预置开关时间，其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED数码管显示。此开关预置时间以后通过另一按钮控制并进行倒计时，当时间显示为0时，开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动扬声器报警。

〖提高要求〗 l)输出部分加远距离(100m)继电器进行控制

2）延长定时时间 3)探讨提高定时精度的方法

进度安排

1.仿真、画PCB线路板图、领元器件：2天；

2. 制作、焊接：1天

3．调试：2天

4. 验收：0.5天

5. 提交报告：2010-2011学年第一学期3～7周

学生姓名：高易通沈文杰

指导时间：第2～3周指导地点：E 楼 508 室任务下达20 11年 9 月 4 日任务完成20 11年 9 月 16 日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师张小林系（部）主任付崇芳

注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份

备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要

本次数字电路课程设计是一个数字式定时开关，数字式定时开关是由控制电路、脉冲发生电路、计数器、译码显示电路及报警电路五部分组成。此开关采用BCD拨盘预置开关时间，其最大定时时间9秒，计时是采用倒计时的方式通过一位LED数码管译码显示，通过拨码开关预置一个时间，再通过计数器倒计时方式进行计数，当达到某一个时间时，发出一个信号，进而来控制电器的工作，我们设计的就是当倒计时为0时，一直处于0状态，并且开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开泰，再按按钮，到计时开始。计时时间到驱动扬声器报警。

关键词：定时开关、报警、BCD码、译码显示

目录

第一章设计内容及要求 (1)

第二章系统设计方案及工作原理

2.1 方案一 (2)

2.2 方案二 (2)

2.3 系统组成 (3)

2.4 工作原理 (3)

第三章单元电路设计、参数计算、器件选择

4.1 控制电路 (4)

4.2 秒脉冲发生电路 (4)

4.3 计数器 (5)

4.4 译码显示电路 (6)

4.5 报警电路 (8)

第四章实验、调试及测试结果与分析 (9)

结论 (10)

参考文献 (11)

附录一 (12)

附录二 (13)

附录三 (14)

第一章设计内容及要求

一、课程设计要求

1、基本要求

设计并制作一数字定时开关，此开关采用BCD拨盘预置开关时间。其最大定时时间为9秒，计数时采用倒计时的方式并通过一位LED数码管显示。此开关预置时间以后通过另一个按钮控制并进行倒计时，当时间显示为0时。开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始，计时时间到驱动扬声器报警。

2、提高要求

1）输出部分加远距离（100m）继电器进行控制

2）延长定时时间

3）探讨提高定时精度的方法

图 1-1 数字式定时开关结构图

第二章系统设计方案及工作原理

2.1 设计方案一：

由一个555芯片及其电容、电阻构成一个多谐振荡器，通过选定两个电阻（47KΩ、50 KΩ）和两个瓷片电容（10μF，0.01μF）产生一个连续的秒脉冲信号，作为计数器的时钟秒脉冲。根据最大定时为9秒，定时预置可由四个单刀双掷开关控制输入预置数。CD40192实现减计数功能，输入端连四个开关，其输出连CD4511芯片输入实现译码功能，再由LED数码显示计数。

控制其功能。当时间显CD40192由置数端LD、清除端CR、减法计数端CP

D

示为“0”时，即CD40192输出为“0000”时，输出的四个低电平经门电路得到“1”高电平，加至报警电路鸣声报警。（原理图见附录一）

2.2 设计方案二：

74LS192具有和CD40192芯片相同的管脚与功能，且对应相同。据此我们采用两个芯片的对换来实行两种方案的选择。（原理图见附录二）

2.3 系统的组成

这一系统具体分为五大主要部分：控制电路、秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路、报警电路。这五部分都是环环相扣的，在整个电路中每个部分都不可或缺，功能各不相同，整个电路组装在一起，共同实现数字定时开关的功能。

2.4 工作原理

数字式定时开关由秒脉冲发生器、定时器、译码显示电路、报警电路以及一些门电路和开关按钮组成的控制电路所构成的。其工作原理是由555芯片构成的多谐振荡电路作为秒脉冲发生电路产生一个脉冲信号，并将此脉冲信号输入计数电路，计数电路由CD40192构成，利用CD40192的减计数端进行倒计数，计数范围是0—9，由于输入的脉冲信号的频率接近一秒，计数器是每一秒减一计数，再通过CD4511译码器进行译码并由LED共阴数码管显示。报警电路可由一个高电平信号驱动蜂鸣器报警。当译码器的输出端全为低电平时，数码管上显示的是“0”。而四个低电平信号经过一个非门电路可以得到一个高电平来驱动蜂鸣器。这个高电平还能够反馈到计数器的清零端，使得计数器停止计数并保持，数码管的显示停留在“0”。用到一个按钮开关控制计数器的清零端，使得再按按钮时，倒计时又开始，完成整个基本的循环要求，从而实现数字式定时开关的功能。