倒计时器论文内容
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目录引言 (1)1 电路原理设计 (2)1.1 设计思路 (2)1.2 设计原理图 (2)2 各个电路设计分析 (3)2.1 多谐振荡电路 (3)2.2 计数电路 (4)2.3 译码电路 (6)2.4数码管结构及原理 (8)3 仿真电路 (9)4 电路总设计图 (10)4.1 计时部分 (10)4.2 译码部分及数码管显示部分 (11)4.3 总电路图 (11)4.4 PCB电路板 (12)5 安装与调试 (12)6 实物图 (13)7 结论 (14)谢辞 (15)参考文献 (16)引言本次实训课题为设计一个两位倒计时器,本次实训有着锻炼学生自主设计,自主学习,自己动手的意义与目的。
两位倒计时器设计参数要求达到0~99秒的倒计时,并要求能按键复位。
本次实训应解决数码管的封装与PCB的布线问题。
倒计时器的应用领域非常广泛,我们可以把它用在篮球比赛的倒计时,足球比赛的倒计时,抢答器中的倒计时,甚至是航天飞机的倒计时。
1电路原理设计要做成一个倒计时器,首先要理解怎么样才是一个倒计时器。
倒计时器是有“时”、“分”、“秒”组成,能实现时分秒的6位倒计时器。
本系统采用定时器、计数器、译码器、显示器、校时电路组成。
由LED 七段数码管来显示译码器所输出的信号。
采用了74LS 系列中小规模集成芯片。
总体的设计方案如下。
1.1设计思路:倒计时器,要实现倒计时,首先要给设定一个1秒钟的定时器,在这个电路上本组选用了555定时器来实现这个目的,经过555定时器,做成一个多谐振荡电路,做成1秒1次的脉冲以后,从输出端输出一秒一次的脉冲;其次,需要一个计数的芯片,在这方面,本组选用了74LS192,因为这个芯片,在上课的时候学过,并且原理比较熟悉,然后把1秒1次的脉冲接给计数器,实现倒着计数的功能,在置数端置成需要的数;然后,能实现倒着计数功能以后,就需要译码阶段,从计数器的输出端接入译码器的输入端,对应接入译码器,我们选择74LS48,4线-7段译码器来进行译码;最后通过译码器的7个输出端,对应的接到8位共阴二极管上,使输出有数字显示。
倒计时器倒计时器是一种常见的工具,它常常用来帮助人们计算时间,追踪某个事件或活动的剩余时间。
无论是在日常生活中还是在工作中,倒计时器都起到了至关重要的作用。
本文将从不同的角度探讨倒计时器的应用范围、原理和对人们生活的影响。
首先,倒计时器在日常生活中的应用非常广泛。
它可以用于厨房中烹饪的时间控制,帮助人们控制各种食品烹饪的时长,以确保食物的口感和风味。
此外,在进行体育锻炼时,倒计时器可以帮助人们控制每次的运动时间,确保锻炼的持续性和有效性。
此外,倒计时器还可以用于计划活动,例如宴会、聚会或旅行的倒计时,使人们能够更好地控制时间和准备。
除了日常生活,倒计时器在工作场景中也非常常见。
在会议或培训中,倒计时器通常被用来控制演讲者的发言时间,以确保会议的顺利进行。
此外,在项目管理和生产中,倒计时器常常用来跟踪任务的进展并确保项目按时完成。
通过倒计时器,团队成员可以更好地了解剩余时间,并且可以有效地规划和分配工作任务。
倒计时器的原理相对简单,主要是通过设置特定的时间间隔来逐渐减少时间的显示值。
它通常由电子元件或装置控制,以满足特定的需求。
一般来说,倒计时器包括一个显示面板、控制按钮和电路板。
用户只需通过按下按钮来设置倒计时的初始时间,然后倒计时器会自动逐渐减少显示的时间值,直到时间归零。
同时,倒计时器还常常配备警报器或提示音,以提醒用户倒计时结束。
倒计时器对人们的生活产生了重要的影响。
首先,倒计时器提供了一种有效的时间管理方式。
人们可以通过倒计时器更好地掌控时间,提高工作效率和生活质量。
其次,倒计时器培养了人们的时间意识。
在使用倒计时器的过程中,人们能够更好地把握时间,形成有效的时间规划习惯,并且具备更好的时间管理能力。
此外,倒计时器还能帮助人们追求目标,并创造一种紧迫感,促使人们更加专注、高效地完成任务。
然而,正如任何一项工具都有其优点和缺点一样,倒计时器也存在一些潜在的问题。
过度依赖倒计时器可能会让人们变得焦虑和紧张,无法自由地根据情况变化做出灵活的调整。
一AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示主要特性:·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命:1000写/擦循环·数据保留时间:10年·全静态工作:0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路2.管脚说明:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL 门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
HUBEI UNIVERSITY OF EDUCATION 高等教育自学考试毕业设计(论文)题目基于单片机倒计时系统专业班级电子信息工程0703班学号姓名指导教师姓名、职称所属助学单位湖北第二师范学院2011年 02月 28日毕业论文开题报告书基于单片机倒计时系统摘要摘要:来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并放映在显示器上,它可以分析压力过量程,并发出报警。
并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。
本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作,对于倒计时器中的LED数码显示器来说,我为了简化线路、降低成本,采用以软件为主的接口方法,即不使用专门的硬件译码器,而采用软件程序进行译码。
关键词:单片机;AT89C51;LED数码管显示器;keil C;晶体振荡器目录绪论 (9)1 课题背景 (10) (10)国内外研究现状 (10)课题研究方法 (11)2 硬件设计 (12)单片机简介 (12)单片机技术的发展 (12)单片机系统的应用 (13).2 单片机AT89C51 (14)AT89C51 的基本结构和引脚功能 (14)机器周期和指令周期 (17)LCD简介 (18)LCD显示器的基本结构和特点 (18)本章小结 (19)3 软件设计 (20)中断机制 (20)硬件中断和软件中断 (20)定时器/计时器 (21)定时器/计时器的结构 (21)定时器/计数器的计数信号 (21)程序结构类型 (22) (22) (25) (26) (26)4 软件设计 (28) (28) (28)C软件 (28) (29)、软、硬联接 (31) (31)结束语 (32)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)附录A (36)附录B (37)绪论随着人们生活水平的不断提高。
河南农业职业学院专科毕业设计(论文)题目倒计时系统设计学生姓名专业班级所在系指导教师倒计时系统设计摘要:本论文针对倒计时系统的设计的需求,介绍了MCS-51单片机的部分基本原理,如51单片机的接口功能、中断、定时器等等。
倒计时系统需要用到锁存器、矩阵键盘、LED数码显示器等主要模块,通过不同的模块之间相互作用,完成倒计时的初步硬件结构。
对于倒计时器中的LED数码显示器来说,我为了简化线路、降低成本,采用以软件为主的接口方法,即采用Keil uVision3软件程序进行译码。
关键词:倒计时器/单片机/矩阵键盘/Keil uVision3/LED数码显示器THE DESIGN OF COUNTDOWN SYSTEMABSTRACT:This paper focuses on the needs of the countdown system design, introduced the MCS-51 MCU of some of the basic principles.Such as the 51 single-chip interface functions, interrupt, timer and so on. Countdown system needs to use latch, matrix keyboard, LED digital display and other major modules, through interaction between different modules to complete the Countdown to the initial hardware. The countdown device in the LED digital display, In order to simplify the circuit, reduce costs, we adopt a software-based interface method, namely using Keil uVision3 software program for decoding.KEYWORDS:Counter-down,SCM,Matrix keyboard,Keil uVision3,LED digital display目录中文摘要 (II)英文摘要 (III)目录 (III)第一章引言 (2)1.1 课题开发的作用及意义................................. - 0 -1.2 发展方向............................................. - 0 - 第二章原理设计 ................................................ - 2 -2.1 设计任务与要求....................................... - 2 -2.2 方案设计与论证....................................... - 2 -2.3 系统框图............................................. - 2 - 第三章器件的选择及介绍........................................ - 4 -3.1 单片机AT89S51 ......................................... - 4 -3.1.1 主要功能特性 ..................................... - 4 -3.1.2 AT89S51的引脚说明................................ - 4 -3.1.3 单片机定时器的使用 ............................... - 7 -3.2 显示器件选择........................................... - 7 - 第四章硬件电路的设计......................................... - 10 - 第五章各部分电路介绍......................................... - 11 -5.1 复位电路.............................................. - 11 -5.2 时钟电路.............................................. - 12 -5.3 按键电路.............................................. - 13 -5.4 蜂鸣器电路............................................ - 13 -5.5 数码管显示电路........................................ - 14 - 第六章软件设计与流程图....................................... - 16 -6.1 倒计时器主程序流程图................................ - 16 -6.2 定时器0的中断程序流程图............................ - 17 -6.3 定时器1的中断程序流程图............................ - 18 - 第七章 PCB制板图及仿真图...................................... - 20 -7.1 PCB制板图 ............................................ - 20 -7.2 整体电路仿真图以及仿真结果分析........................ - 21 - 第八章安装与调试 ............................................. - 23 -8.1 电路安装.............................................. - 23 -8.2 电路调试.............................................. - 23 -8.3 性能测试与分析........................................ - 23 - 结束语 ........................................................ - 24 - 致谢 ........................................................ - 25 - 参考文献 ...................................................... - 26 - 附录 ........................................................ - 27 -第一章引言1.1课题开发的作用及意义随着社会的发展人们对时间的要求越来越精确,而倒计时的应用也越来越广泛比如;奥运会开幕式的倒计时,篮球比赛的倒计时器,还有爆破时用的倒计时器等等。
目录摘要 (1)第1章概述 (2)第2章电路设计方案 (3)总体电路设计方案 (3)单元功能模块设计 (4)秒信号发生器 (4)60分频器电路设计 (5)减法计数器 (6)译码显示电路 (9)执行电路 (11)第3章整机电路原理 (13)第4章仿真 (14)总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录1电路原理图 (19)附录2仿真图 (20)摘要本设计主要由减法计数器、译码显示器、秒信号发生器、分频器、执行路等构成,能实现倒计时、定时和控制执行电路工作的功能。
倒计时计数末了时,继电器动作,控制用电器动作。
其中时钟信号是由多谐振荡器产生的1Hz秒脉冲信号,而且秒脉冲信号可以通过分频器产生出1/60Hz的分脉冲信号,然后通过开关选择秒脉冲或分脉冲信号通过开关选择输入电路,对倒计时计数器进行触发,计数器由置数开关输入的预置数开始进行计数,其中数字由译码数码管显示,直到倒计时末了,产生信号使继电器工作,从而通过控制开关控制受控电器的开或关。
所以,此设计相当于构造了一个电器的控制开关,能够灵活定时电器的工作时间,从而使电器的开关更加方便。
关键词计数器;译码器;显示器;分频器第1章概述倒计时计数器的用途很广泛。
它可以用作定时,控制被定时电器的工作状态,实现定时开或者定时关,最长定时时间为99分钟。
他还可以用做倒记时记数,最长记时时间为99秒,而且有二位数码管显示记数状态,可以灵活的对受控电器进行定时开关。
倒计时计时器的核心器件是可预制数减计数器IC3、IC4,其初始数由拨码开关S1、S2设定,其输出状态由BCD码七段译码器IC1、IC2译码后驱动LED数码管显示。
门电路D1、D2产生秒信号脉冲,以及经IC5等60分频后得到的分信号脉冲。
由开关S4选择后作为时钟脉冲送入减计数器的CP端。
当按下启动按钮S3后,S1、S2设定的预置数进入减计数器,数码管显示出该预置数,然后计数器就在时钟脉冲CP的作用下减计数,数码管做同步显示。
毕业设计---倒计时器的设计与制作摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并反映在显示器上,它可以分析压力过量程,并发出报警。
并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。
本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作,对于倒计时器中的四位LED数码显示器来说,我为了简化线路、降低成本,采用以软件为主的接口方法,即不使用专门的硬件译码器,而采用软件程序进行译码。
关键词单片机,AT89C52, LED数码管显示器, keil C51,倒计时器ABSTRACTPermeate in the social realm along with the calculator in recent years, single slice the application of the machine just at constantly alignment thorough, arouse a traditional control an examination a day a new moon benefit renewal in the meantime.In solidly the hour the examination the single slice that controls with auto the machine the application the system, single slice machine usually Be a core parts to use, only single slice the machine aspect knowledge is not enough, return should according to concrete the hardware structure, and aim at concrete application the software of[with] the object characteristics combine to make perfect. Imitating many passage pressure systemses is to make use of pressure to spread the feeling machine to collect current pressure combine the reflection is on the display, it can analyze the pressure surfeit distance, erupting to report to the bine the adoption electronics steelyard principle can according to input the amount of money that the unit price computes an object accuratelyThis thesis discuss that pour the design and creation of the timer in brief, for pour four LED figures displays in the timer to say, I am for the sake of the simplification circuit,decline low cost, adopt to take software as the connect of lord a people's method, do not use specialized hardware to translate the code machine namely, but adopt the software procedure to carry on translating code.Keyword:single slice machine,AT89 S51,The LED figures tube display,Keil C51,Pour timer引言本文介绍以单片机和霍尔传感器为核心的车速里程表设计。
基于单片机倒计时定时器设计摘要在日常的生活和工作中, 倒计时定时器已成为人们日常生活中必不可少的物品,广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
倒计时定时器具有实用性高、成本低、功耗低、易操作等优点。
本文主要介绍了基于AT89C52单片机控制的倒计时定时器的设计。
文中阐述了设计该系统的一些基本背景、原理及系统的各部分组成等。
本次设计实现了在4位八段LED显示分秒、时间的设定、倒计时、复位、报警等功能。
关键字:倒计时定时器 AT89C52 报警Abstract:In our daily life and work, countdown timer has become essential to daily life.It is widely used in our family, stations, terminals, theaters, offices and other public places,also take a great convenience to people's lives, study, work and entertainment. Countdown timer has a character of practical and low-cost, low power consumption, easy operation and so on.This paper introduced the design of countdown timer based on AT89C52, and described the background, principles and the various parts of the system. The design has achieved the main function such as: time setting, time count-down ,resetting and alarm.Keywords: Countdown Timer AT89C52 Alarm目录第1章引言 (1)1.1选题背景 (1)1.2指导思想 (2)1.3方案论证与选择 (2)1.4系统概述 (4)第2章系统总体设计 (5)2.1模块功能实现与原理 (5)2.2计时精度 (6)第3章硬件及软件设计 (8)3.1主控模块 (8)3.1.1 AT89C52的基本知识 (8)3.1.2 AT89C52的内部结构 (10)3.1.3 AT89C52的引脚功能描述 (11)3.1.4 AT89C52的工作模式 (14)3.1.5 AT89C51的内部存储器.................................. 错误!未定义书签。
江苏信息职业技术学院毕业设计(论文)题目:电子倒计时定时器设计摘要随着时代的进步,电子技术的发展,倒计时定时器得到了越来越广泛的应用,给人们日常的生活、学习、工作、娱乐带来便利,电子定时器相比普通的定时器来事具有体积小、重量轻、造价低、精度高等特点。
本设计主要采用51系列单片机,通过硬件电路设计和软件编程设计来实现,硬件主要包括主控模块,时间显示模块,键盘设置模块,报警器模块的设计,软件编程主要采用C语言,虽然程序条数比较多,但是设计起来比较方便,可通过Keils软件进行调试。
此次倒计时定时器采用单片机AT89S51为核心,利用时钟芯片DS1302来显示一天的时间,系统通电后利用数码管自动显示当前时间,通过键盘可以调整时间,分别对时、分、秒进行加减,也可以通过键盘转换成倒计时模式,最大倒计时时间为59分59秒,而且误差很小,当倒计时为零时蜂鸣器进行报警,指示灯变亮,倒计时功能关闭则显示当前时间,操作简单方便。
关键词:时钟芯片;AT89S51;倒计时;DS1302目录摘要 (1)第1章绪论 (5)1.1课题的学术背景及其实际意义 (5)1.2相关领域的成果及存在的不足 (5)1.3课题来源及主要研究内容 (5)第2章倒计时定时器的结构、原理及设计方案 (7)2.1 单片机的发展概况 (7)2.2 51单片机的内部结构 (7)2.3 设计要求、方案及框图 (9)2.1.1设计要求 (9)2.1.2设计方案 (9)2.1.3设计框图 (10)第3章硬件电路设计 (11)3.1ATS89C51单片机介绍 (11)3.2时钟模块 (13)3.2.1DS1302简介 (13)3.2.2 (14)3.2.3时钟电路设计 (15)3.2.4时钟复位电路 (15)3.3键盘模块 (16)3.4显示模块 (17)3.4.1LED数码管介绍 (17)3.4.2 (19)3.5报警模块 (21)第4章软件程序设计 (22)4.1Keil软件介绍 (22)4.2软件程序流程图 (22)第5章系统调试 (25)结论 (30)参考文献 (31)附录 (32)附录1 主程序 (32)附录 2 电路原理图 (49)附录3 PCB图 (50)致谢 (51)第1章绪论1.1课题的学术背景及其实际意义倒计时定时器已经成为人们日常生活中必不可少的物品,随着技术的发展,广泛的应用于各个公共场所,给人们日常的生活、学习、工作、娱乐带来便利,但是由于原先简单的报时功能已经不能够被人们所满足,希望出一些新的功能新的产品来满足人们的需要,例如重要日子的倒计时、秒表等等,这些都能带来更大的方便。
目录第1章课程设计任务 (2)1.1倒计时器的特点及应用 (2)1.2 设计任务 (2)1.2.1 设计任务及功能 (2)1.2.2 主要参考器件 (2)第2章系统设计原理和方案分析 (3)第3章单元电路设计和仿真 (4)3.1 分频电路 (4)3.1.1 秒脉冲发生器的电路设计及仿真 (4)3.1.2 一分频电路的设计及仿真 (6)3.1.3 辅助控制电路的设计及仿真 (7)3.1.4 分频电路的仿真 (8)3.2 计数器模块 (9)3.2.1 74LS192的工作原理 (9)3.2.2 计数器电路仿真 (10)3.3 译码显示器 (10)3.3.1 74LS48七段显示译码器 (10)3.3.2 共阴极七段LED数码管 (11)3.3.3 译码显示器电路仿真 (12)3.4 总电路图仿真与实物图 (13)第4章硬件焊接与调试 (14)4.1 焊接 (14)4.2 调试方法 (14)4.2.1 排除逻辑故障 (14)4.2.2 排除元器件失效 (14)4.2.3 排除电源故障 (14)4.3 调试过程 (15)第5章心得总结 (16)参考文献 (17)附录 (18)第1章课程设计任务1.1倒计时器的特点及应用本系统是一个两位数的倒计时器,通过对在《数字电子技术》课上学习到的几种TTL芯片(主要是使用74LS系列)的设计,运用芯片的功能使其可以达到一秒一秒倒数的能力。
倒计时器在具有倒着数数的功能上,又设置了可以预置数(即可以从0–99中的任意数字开始倒计时)的功能,可以暂停和继续的功能,使倒计时器功能更加完善。
倒计时器在我们的日常生活中运用广泛,特别是在体育竞技比赛中经常需要用到倒计时器,例如篮球比赛的24秒控球时间就是运用倒计时器进行计时的。
1.2 设计任务1.2.1 设计任务及功能本系统由定时器、计数器、译码器、显示器等部分组成,由LED七段数码管来显示译码器所输出的信号。
通过对用555定时器构成的多谐振荡器、74LS192计数电路、74LS48译码电路等各个电路的分析来确定具体详细的电路设计计划。
确定电路设计后通过Multisim电路仿真画出画电路原理图,并根据原理图、查找出各芯片的管脚图画出电路布线图。
然后便是具体地安装、调试电路来进行试验,并在其过程中完成对元器件失效、逻辑故障等错误的排除工作,以加强学生的动手能力和对理论知识在实际运用时的理解。
1.2.2 主要参考器件1.分频电路:555定时器(一个)、芯片74LS192(一个)、芯片74LS00(一个)和按钮(两个)2.译码器:芯片74LS48(两个)3.计数器:芯片74LS192(两个)4.预置数:拨键开关(两个)和按钮(一个)5.其他材料:电路板(一块)、若干导线、锡条和电阻第2章系统设计原理和方案分析本系统采用定时器、计数器、译码器、显示器组成电路的电路来实现两位数的倒计时的功能。
采用了74LS系列中小规模集成芯片和LED七段数码管来显示译码器所输出的信号。
次系统先通过555定时器连接成多谐振荡器来实现产生秒脉冲的功能,从而输出10Hz的脉冲,并与一个RS触发器相连接,对脉冲实现暂停和连续输出的功能,接着连接一个芯片来构成1Hz的脉冲(此部分为分频电路),输出给芯片74LS192;再通过这两个74LS192芯片构成的计数器来实现倒着计数的功能,并在置数端置成需要的数;然后选择芯片74LS48进行译码;最后通过共阴极七段LED显示器使其显示数字。
图1 倒计时器设计思路第3章单元电路设计和仿真3.1 分频电路3.1.1 秒脉冲发生器的电路设计及仿真1.555定时器的基本原理:在比较器中,当正端的输入电压高于负端的输入电压时,比较器的输出为逻辑高电平;而当正端的输入电压低于负端的输入电压时,比较器的输出为逻辑低电平。
锁存器由两个与非门接成,以两个比较器的输出Vc1和Vc2的低电平作为它的置位和复位信号。
Td是一个集电极开路输出的放电三极管,锁存器的输出Q=1时Td截止,锁存器的输出Q=0时Td导通[1]。
图2 555定时器[2]555定时器可看作是一个带放电开关的RS触发器。
当VTR=VTH=0V,Y=1V;当VTH≤2/3VCC,VTR<1/3VCC,Y=1V;当VTH>2/3VCC,VTR≥1/3VCC,Y=0V;当VTH≤2/3VCC,VTR≥1/3VCC,Y维持原态;当VTH<2/3VCC,VTR≥1/3VCC,Y维持原态。
2.555定时器连接成多谐振荡器:多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。
“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。
多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。
在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号[1]。
图3 555定时器管脚图[2]图4 多谐振荡器电路和工作波形[1]由555定时器构成的多谐振荡器,R1、R2和C是外接定时元件,电路中将高电平触发端(6脚)和低电平触发端(2脚)并接后接到R2和C1的连接处,将放电端(7脚)接到R1、R2的连接处,外界控制输入端(5脚)通过C2接地。
在设计的倒计时器的电路中,555定时器构成的多谐振荡器为了满足输出0.1秒一次的脉冲(即振荡周期T=0.1S),因此在对555定时器进行设计时电阻R1=5.1K、R2=4.7K,电容C1=0.1uF、C2=10uF。
振荡周期T=(R1+2×R2)×C1×C2×ln2=0.100506S3.秒脉冲发生器的仿真:如仿真图可看出,在1秒的时间内555定时器输出了十个脉冲,因此0.1秒一个脉冲,该电路图设计正确。
图5 秒脉冲发生器仿真图3.1.2 一分频电路的设计及仿真图6 一分频电路的仿真图由于555定时器构成的是10Hz的脉冲,而最终倒计时器需要的是一秒一秒的倒计时,因此555定时器再连接一个74LS192芯片,即可构成1Hz的脉冲。
此时芯片74LS192只是作为输出1Hz脉冲的功能,输入的10Hz脉冲接,P0、P1、P2、P3和MR接地。
此系统为倒计时器,减计数端需接高电平。
3.1.3 辅助控制电路的设计及仿真倒计时器的辅助控制是指用一个RS触发器达到暂停与继续的功能。
[2]由RS触发器真值表和逻辑图可看出,R端为暂停端,S端为继续端。
初始情况,S、R都为高电平。
当按下S端按钮时,相当于S端此时接地(为低电平),而R端仍为高电平,即S=0、R=1,根据真值表RS触发器的逻辑功能为置1。
此时RS触发器的输出与555定时器的输出作为一个与非门的输入,因为两部分电路均输出高电平,经过一个与非门之后输出一个低电平,相当于此时无法供应脉冲给74LS192芯片(使74LS192构成一秒一次的脉冲)。
因此呈现暂停计数的状态。
同理,当S=1、R=0时,RS触发器的逻辑功能为0,与555定时器输出的脉冲经过一个与非门之后又形成了连续的脉冲,呈现继续计数的状态。
图7 RS触发器逻辑图[2]图8 辅助电路仿真图3.1.4 分频电路的仿真通过这个电路,可以达到输出1Hz的脉冲和暂停、继续脉冲的功能。
图9 分频电路仿真图3.2 计数器模块3.2.1 74LS192的工作原理74LS192是十进制可预置同步可逆递增/递减BCD计数器。
图10 74LS192的管脚图和逻辑符号[2]P0、P1、P2、P3是输入端;Q0、Q1、Q2、Q3是输出端;是加计数端,当作加计数操作时接高电平;是减计数端,当作减计数操作时接高电平;是非同步进位输出端;是非同步借位输出端;是置数端;MR 是清零端。
[2]从分频电路输出1Hz的脉冲后,进位(分频电路中的74LS192芯片从输出脉冲)给74LS192个位数的计数器。
由于此系统是倒计时器,因此输入的脉冲进入计数器都需接入减计数端。
由于我们要达到随便置数并倒计数的功能,将芯片74LS192的输入端P0、P1、P2、P3与拨键开关相连接,达到可以置数的功能,并通过按钮将预置数存入显示器。
端是预置数端,将三个74LS192芯片的相连再接入预置数按钮就可达到这项功能。
3.2.2 计数器电路仿真图11 计数器电路仿真图3.3 译码显示器3.3.1 74LS48七段显示译码器图12 74LS48管脚图和逻辑符号[2]A、B、C、D是译码输入端,a、b、c、d、e、f、g 是输出端,是灯测试输入端(低电平有效),是脉冲输入消隐端,是消隐输入(低电平有效)/脉冲消隐输出(低电平有效)。
芯片74LS48有实现7段显示译码器基本功能的输入(DCBA)和输出(Ya~Yg)端。
由74LS48真值表可获知芯片74LS48所具有的逻辑功能:根据74LS48的真值表,我们可以看出,要想将芯片74LS192输出的信号输入74LS48并由74LS48转换给共阴极七段LED显示器显示出数字来,LT、RBI、BI/BRO需接高电平,译码输入端A、B、C、D与芯片74LS192输出端Q0、Q1、Q2、Q3连接,输出端a、b、c、d、e、f、g与共阴极七段LED显示器的输入端一一相对应连接。
3.3.2 共阴极七段LED数码管LED数码管(LED Segment Displays)是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件,引线已在内部连接完成,只需引出它们的各个笔划,公共电极。
LED数码管根据LED的接法不同分为共阴极和共阳极两类。
因为芯片74LS48驱动的是共阴极七段LED数码管,所以选择共阴极的数码管。
图13 共阴极七段LED显示器引脚定义3.3.3译码显示器电路仿真此时要做到让显示器可以一秒一秒的跳数,并且可以暂停、继续和任意置数。
图14 译码显示器电路仿真图3.4 总电路图仿真与实物图图15 倒计时器仿真图第4章硬件焊接与调试4.1 焊接根据原理图画出来的实物布局图,再参照实物布局图将一个个芯片焊接到电路板上。
在焊接的过程中要尽量保证每根导线都拉直,不要出现相交叠的导线,以免两根导线短路造成电路板运行故障,存在的跳线就从板的正面焊接(电路板背面的导线去皮焊接,正面的不需去皮),务必要使整个电路板看起来美观、工整。
实物布局图见附录4.2 调试方法4.2.1 排除逻辑故障这类故障往往是由于在设计和加工制板过程中,工艺性错误所造成的。
主要包括错误线、开路、短路。
排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图,看两者是一致。
应特别注意电源系统的检查,以防止电源短路和极性错误,并重点检查芯片是否存在相互之间短路或与其它新号线路短路。
必要时必须利用数字万用表的短路测试功能,可以缩短排错时间。
具体操作就是用万用表的笔头触碰每一个接高电平和低电平的位置,如果存在短路万用表会鸣响。