定时器课程设计

目录

1课程设计目的 (1)

2课程设计题目描述和要求设计要求 (1)

3课程设计报告内容 (1)

4心得体会 (8)

1课程设计目的

1）实现60秒倒计时定时，并有时间显示功能。

2）计时电路递减计时，每隔一秒钟，计时器减1。

2课程设计题目描述和要求设计要求：

3）实现60秒倒计时定时，并有时间显示功能。

4）计时电路递减计时，每隔一秒钟，计时器减1

3）根据电路图分析各单元电路的功能；

4）熟悉电路中所用的各集成块的管脚功能；

5 ）进行电路焊接及调试；

主要器件：NE555，74ls192，CD4511。

3.课程设计报告内容

3.1 设计原理、方案论证

设计一个60秒倒计时器，主要解决的问题是实现倒计时功能。所以必须要有一个脉冲，为确保产生的脉冲稳定，该设计采用555时基电路构成的多谐振荡器产生周期为1秒的脉冲。计数部分用74LS192芯片来实现，192芯片是8421码计时的，符合60秒读数的需要。译码部分采用cd4511芯片，cd4511是把8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出,显示十进制数。显示部分采用七段数码管。整个线路就是把以上几个主要的部分用导线连接焊接起来。

整个电路的设计借助于Multisim 2001仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 2001下设计和进行仿真，得到了预期的结果。

1）时钟模块

本设计采用555构成的多谐振荡电路（即脉冲产生电路），其内部管脚图如下图

.

通过计算可以确定参数的取值：T=(R1+R2)Cln2=1,若C=10uF,则3R1ln2=1,R1=R2=48KΩ，但在进行仿真时由于仿真结果变化较慢，可适当的改变电阻、电容的值。

2）计数模块

74LS192是一块同步8421BCD码加/减计数器，具有直接清零、置数、加锁计数功能。

计数电路由两片74LS192来构成。由于是做60s倒计时电路，所以计数CP脉冲应从CPD端（即DOWN端）输入，并且计数器的预置数（BCD码）应为01100000，其中个位片74LS192置为0000，十位片74LS192置为0110，即为十进制的60.它的计数原理是：只有当低位BO端发出借位脉冲时，高位计数器才作递减计数。当高、低位计数器处于全零，且CPD为0时，置数端LD为0，计数器完成并行置数

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。

CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。

LD为预置输入控制端，异步预置。

CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。

CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出

BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

其内部管脚图如下图

3）译码模块

CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。

CD4511是BCD锁存/7段译码器/驱动器，常用的显示译码器件。

CD4511引脚功能：

BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态是怎么样的，七段数码管都会处于消隐也就是不显示的状态。

LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。

LT：3脚是测试信号的输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入DCBA 状态如何，七段均发亮全部显示。它主要用来检测数7段码管是否有物理损坏。

A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。

a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。

4）共阴极七段LED数码管

共阴极七段LED数码管是比较常用的显示数码管，其管脚COM端一定要接地（如果使用的是共阳的，则COM端接高电平），且在实验时一定要加一个保护电阻限流（这里用了一个510Ω的电阻）。

1）其管脚图如下：

2）数码管使用条件：

a、段及小数点上加限流电阻；

b、使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定

c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA

3）数码管使用注意事项说明：

A、数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；

B、焊接温度：２６０度；焊接时间：５Ｓ

C、表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。

3.2 完整的电路原理图、软件仿真结果分析

电路图见附录。

该电路完成的是具有60秒倒计时功能的仿真。流程图如下所示：

在计数时使用了一个八输入的或非门产生置零信号来接到LD 端进行预置数。 3.3 安装调试方法和调试过程

按照仿真电路焊接电路，焊接电路时，电烙铁不可以在电路板上停留过长时间，不该短路的地方千万不要短路，否则调试时很可能烧坏芯片。注意焊接时：不要虚焊、漏焊以及过焊。 焊接电路时需注意一下几点：

1）同一块同类元器件应采用同一安装方式，即距离实验板表面的高度应该大体一致。

2）元器件的引线一般不宜剪的过短，以便重复利用。有时元器件完好，但往往由于布线不好，造成电路工作失常。这种故障不像脱焊、断线、接触不良、器件损坏那样明显，多以寄生干扰形式表现出来，很难排除。 电路调试

电路安装完毕后，必须经过调试才能正常工作。通常采用以下两种调试方法： （1）单元调试：把电路按照框图上的功能分成若干个单元分别进行调试，然后再完成各个单元电路调试的基础上逐步扩大调试范围，最后进行整个电路的调试。这种方法既便于调试，又能及时发现和解决问题。 （2）待整个电路安装完毕后，再对电路进行调试。

3.4 设计和调试过程中出现的问题及解决方法

这是第一次焊接电路，在这个过程中会遇到很多文题，这些问题是不可避免的。

时钟

计数器

BCD-7段译码器

LED 显示

用555多谐振荡器或门电路构成的多谐振荡器实现

T=1s

用74LS162实现模为60的计数，用BCD 码表示

M=60

用相应的LED 驱动芯片

用两个LED 显示