数显声响倒计时电路设计报告分解

电子技术综合课程

设计

课程：电子技术综合课程设计

题目：数显声响倒时器

所属院(系) 专业班级

姓名学号：

指导老师

完成地点

2012年 10 月 5日

前言 (3)

1.1整体设计思路 (4)

1.2整体设计方案论证 (4)

方案一 (4)

方案二： (4)

2、各部分电路及其原理 (5)

2.1电源设计 (5)

2.2信号源 (5)

2.3 减法计数器 (7)

2.4 显示电路 (8)

2.5 开机复位电路 (8)

2.6 报警电路 (9)

3、系统安装与调试 (9)

4、总结与体会 (9)

附录1 总体电路图 (11)

附录2 元器件清单 (11)

附录3 参考文献 (11)

电子技术综合课程设计是对模拟电子技术基础和数字电子技术基础以及电路分析基础的综合应用，是考察我们对这三门基础课程的综合了解情况，同时也是对我们动手实践环节的一个检验，要求我们对电路的设计、基本电路的搭建、调试以及对元器件的性能有足够的认识，这样才能够完成电子制作的基本要求。电子综合课程设计是对同学们的以下几个方面的培养和锻炼：第一，培养学生团结协作的精神，众人拾柴火焰高，只有大家团结起来，集思广益，再大的困难都会迎刃而解；第二，让学生初步掌握电子线路的试验、设计方法。学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标；第三，培养勤于思考的习惯，作为电子专业的学生，我们必须要善于思考，勤于总结，同时通过设计并制作电子产类品，增强学生这方面的自信心及兴趣，激发同学们在这方面的潜能。

本课程设计介绍的是数字逻辑电路中以TTL集成电路为基础的数显，声响倒计时器，以电路的基本理论为基础，着重介绍电路的设计装调及性能参数的调试方法. 本课程设计应达到如下基本要求：

（1）综合运用电子技术课程中所学的理论知识独立完成一个数显、声响倒计时器的设计。（2）通过查阅手册和参考文献资料，培养寻找、分析和解决实际问题的能力。

（3）熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

（4）掌握电子电路的安装和调试技能。

（5）熟悉的使用各类数字电子仪器。

（6）学会撰写课程设计论文。

（7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

在本次课程设计过程中，得到了老师和同学的热情帮助，在此表示感谢。

1.1整体设计思路

总体思路：选用2个74LS192，它是加、减十进制计数器，并且选用了555多谐振荡器，它的作用是产生一个1Hz的方波信号来作为秒脉冲，作为它的cp脉冲。选用2片计数器构成2位计数的状态，采用计数器的级联的方法。用一个5V的直流电源来驱动，故我们还需要用一个变压器，整流桥与一个三端稳压器来设计一个电源。因为我们要的是以秒为单位的计数器，所以我们需要的是1Hz的cp信号，这个可以由555多谐振荡器来完成。555多谐振荡器的功能就是可以调节它的电阻和电容来得到不同频率和不同占空比的脉冲信号。然后还需要两个74LS48译码器与两个共阴数码管来对计数器所记得数进行翻译和显示。当倒计时显示进行到03，02，01这三个数字得时候就报警，以蜂鸣器响声来表示；这个可以用一个四输入与门来实现，四输入与门的四个输入分别为十位计数器的进位信号，多谐振荡器的输出端，个位的高两位经过或非输出端与低两位经过或门输出端。然后四输入与门的后面接蜂鸣器就可以完成报警功能。系统还能开机复位，包括计数器清零，从而达到课设题目要求。

1.2整体设计

方案一：

图1.2.1 整体设计方案一

方案二：

图1.2.2 整体设计方案二

方案论证：

方案一与方案二均可以实现本次设计，但是考虑到设计需要简单，而且要节省器材，综合比较方案二是比较合理的，故选用方案二。

２.各部分电路及其原理

2.1 电源设计

整流电路：整流电路一般分为半波整流和全波整流。半波整流具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到相当广泛的应用，其中桥式整流最为常用，单相桥式整流电路将变压器副边电压从交流变为直流电压。鉴于以上优点，本设计采用了桥式整流。

滤波电路：在整流滤波电路的输出端（即负载电阻两端），并联一个电容即得到电容滤波电路。滤波电容容量较大，利用其充放电作用，使输出电压趋于平滑。其中C3起滤波作用，C4的作用是改善电源的动态特性（即载负载电流突变时，可由C4提供较大的瞬时电流）采用大容量的铝解电容器。这种电容器的电感效应较大，对高次谐波的滤波效果较差，通常需要并联高频滤波电容器，其容量在0.01微法到0.1 微法之间即可。

稳压电路：我们采用了集成7805稳压器型稳压电路进行稳压，为后面的一切电路提供了稳定的电压。

电源部分电路图如下图2.1所示:

图2.1电源电路图

2.2信号源

利用555集成定时器，构成多谐振荡器用来产生1Hz的cp信号。555集成定时器管脚图如图2.2.1

图2.2.1 555集成定时器管脚图

附、555定时器的各个引脚功能如下：

1脚(VSS)：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

8脚(VCC)：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC 的范围为3 ~ 18V。一般用5V。

3脚(Q)：输出端Vo

2脚（TR）：低触发端

6脚（TH）：TH高触发端

4脚（R）：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚（CI）：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

7脚（D）：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

在555定时器中，其中1脚（GND）为接地端，2脚（TR）时低电平触发端（<1/3）,3脚（Vo）为输出端，4脚（R）是复位端，5脚为控制电压输入端，可改变上、下触发电位，不用时接0.01ημF电容倒地。6脚（TH）为高电平触发端（>2/3Vcc）,也称阀值端。7端（D）为放电端，8脚（Vcc=5V~18V）电源端。

（2）555定时器的几种功能：

多谐振荡器是一种自激振荡器，接通电源后不需外加触发便能产生矩形脉冲

a.只要RD=0,无论两个触发端为何状态，输出端Vo=0。

b.当RD=1,高电平触发端TH>2/3Vcc，低触发端TR>1/3Vcc时，D放电管导通，输出端Vo=0。

c.当RD=1，低触发端TR<1/3Vcc，D放电管截止，输出端Vo=1.。

d.当RD=1，而低触发端TR和高电平触发端TH的电平在1/3Vcc到2/3Vcc之间时，输出维持不变

我们用555定时器构成多谐振荡器,原理很简单,只要将施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回输入端即可.当接通电源以后,因为电容上的初始电压为0,所以输出为高电平,并开始经电阻R1向电容C充电,当充到输入电压为Vi=Vt+时,输出电压跳变为低电平,电容C 又经过电阻R2开始放电.当放至Vi=Vt-时,输出电位又跳变为高电平,电容C重新开始充电,如此周而复始,电路便不停的振荡.由Vc的波形求得电容C的充电时间T1和放电时间T2各为

T1=（R1+R2）CLn【(Vcc-VT-)/(Vcc-VT+)】=(R1+R2)CLn2

T2=R2CLn【(0-VT+)/(0-VT-)】=R2CLn2