简易公用电话计数器电路设计说明书(完成)

中北大学

课程设计说明书

学生姓名:学号：

学院: 电子与计算机科学技术学院

专业: 微电子

题目: 简易公用电话计数器电路设计

指导教师：王红亮职称: 副教授

目录

1、课程设计目的 (2)

2、课程设计内容和要求

2.1、设计内容 (3)

2.2、设计要求 (3)

3、设计方案 (3)

3.1、设计思路 (3)

3.2、工作原理及硬件框图 (4)

（一）555振荡电路原说明 (4)

（二）19进制原理说明 (5)

（三）3分钟定时器原理说明 (6)

（四）通话次数计数器显示电路说明 (7)

（五）复位电路说明 (12)

3.3、硬件电路原理图 (12)

3.4、PCB版图设计 (14)

4、课程设计总结 (14)

5、参考文献 (15)

1、课程设计目的

（1）掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；

（2）学习简单电路系统设计，掌握Protel99的使用方法；

（3）掌握计数器、显示等中规模数字集成器件的逻辑功能和使用方法；

（4）学习掌握硬件电路设计的全过程。

2、课程设计内容和要求：

2.1、设计内容

（1）查阅所用器件技术资料，详细说明设计的公用电话计数器工作流程；

（2）电话计数器每3分钟计数一次；

（3）具有手动复位功能，显示通话次数；

（4）整理设计内容，编写设计说明书。

2.2、设计要求

（1）理解公用电话计数器设计流程和工作原理；

（2）设计方案电路原理图及PCB图；

（3）课程设计说明书。

3、设计方案

3.1、设计思路

当按下复位按键时，复位电路保证3分钟电路及二位十进制计数器同时清零，此时电话通话次数为零。当松开复位按键时，计时开始，此时由标准信号发生器产生的t=10s信号经过19进制计数器得到的t=180s脉冲输入100进制的计数器。此时555的振荡电路和19进制记数器每三分钟输出一个脉冲，该脉冲被送到计数译码器显示电路，便显示出通话时间。

如图1为该计时器的工作框图，主要有标准信号源，计数器，计数器译码显示等电路组成。

3.2、工作原理及硬件框图

一）标准信号源原理说明：

产生脉冲信号的电路很多，例如由集成门电路构成的多谐振荡器，由555定时器组成的方波发生器等。我选择555振荡器。

图2 标准信号源电路及19进制计数器上图为振荡器加入19进制计数器的仿真图。

（二）19进制计数器原理说明：

19进制计数器如上图，由两个74161组成。

T,P端劫高电平，RCO为进位端，Cr为清0端，QA,QB,QC,QD为输出端。

表1 74161功能表

（三）振荡电路和19进制计数器组成的3分钟计时器工作原理说明：

该电路是本系统的关键。

如图由555构成的振荡电路，R1=42.857K omh，R2=50K omh，

G1=0.01UF,C2=100UF.T=0.7(R1+2R2)=10s，即由555构成的振荡电路10s发出一个上升沿脉冲，当19进制计数器接受到脉冲开始计数，19次中间间隔18，每个间隔10秒，所以他们共同组成三分钟计时器，t=18*10=180S,即三分钟。

图3 三分钟定时电路

（四）通话次数计数器显示电路说明：

该电路由二位十进制计数器完成，即两片74160组成。

上图为一百进制计数器，三分钟计时器每三分钟发出一个脉冲，计数器计数一次最多记100次。

译码器选用OC门输出的七段显示译码器74LS48，显示器采用共阴极七段LED数码管。

将两片7448的输入端分别与100进制的两片74160输出端连起来，Q0-A,Q1-B,Q2-C,Q3-D。在将7448的七个输出与数码管的abcdefg对应连接。

表2 74160功能表

图4 通话时间显示电路

上图上面两个数码管显示通话个数，下面显示通话时间。

（五）复位电路说明：

根据设计要求，在每次通话之前一定要清零。

图5 复位电路

如图当按下开关计数器清零，显示器重新从0开始显示。

3.3、硬件电路原理图

当按下前面开关电路开始工作，按下几次上面数码管显示几次，即通话次数。下面数码管显示通话时间，每三分钟计数一次。第二个开关一端接地，一端连74161,74160的清0端实现复位。

3.4、PCB版图设计

4、课程设计总结

第一，接到任务以后进行选题。选题是设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目，这对

于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。好比走路，这开始的第一步是具有决定意义的，第一步迈向何方，需要慎重考虑。否则，就可能走许多弯路、费许多周折，甚至南辕北辙，难以到达目的地；因此选题时一定要考虑好了。

第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，在课程设计的过程中，较多的时间是用来查阅资料，因为还是第一次做电子课程设计，所以一般通过网上查阅和图书馆资料查阅，在此查阅期间，我学会了怎样使用超星阅读器和PDF阅读器。

第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。

第四，有了方向，就应该动手实现了。其实以前的三步都是为这一步作的铺垫。

本次课程设计，让我学到了很多东西。从对protel运用的不熟到熟练掌握，从对数电的理论知识运用到实际当中，这一切都离不开我的不断努力，更加对硬件电路的设计、调试和分析有了一定的了解。同时也认识到设计者必须有广泛的知识基础、缜密的思路以及认真地工作态度，这对我今后的学习和工作都将起到不可忽视的作用。

在实现彩灯循环的过程中，我认识到任何看上去不好实现的事，只有在经过了努力之后才能作好，有些封装，在PCB图中也找不到，必须自己画。同时我也从这次实验中，认识到基础知识的重要性，只有基础牢固，才能在学习综合的专业技能时得心应手。虽然我们对课本知识有所掌握，但在实际操作中，我依然碰到很多困难，在同学和老师的帮住下，它们得到了改正，非常感谢帮助我的老师、学长和同学们！

5、参考文献

（1）童诗白．模拟电子技术基础．北京：高等教育出版社，2002