30秒定时器课程设计报告
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安 康 学 院 电子技术课程设计报告书
课题名称： 30秒定时器的设计
姓 名： 学 号： 院 系： 电子与信息工程系
专 业： 电子信息工程
指导教师： 时 间： 2011年月日 课程设计项目成绩评定表
电子与信息工程系 2011年6月 设计项目成绩评定表 一、设计任务及要求： 1、设计任务： （1）、30秒计时功能，两位数字显示，计时间隔为一秒。 （2）、进行30秒减计时，每次减计时结束后，发光二极管点亮，显示器显示00。 （3）、设置外部开关，可使计时器直接清零，启动计时、暂停/连续计时。
2、要 求：
1、了解减计数电路的设计方法和工作原理。 2、用555定时器和双D触发器经分频后得到的一个秒脉冲。 3、时序控制电路调试：将开关S2打向2侧，秒脉冲信号加入到控制门G4输入端，用示波器观察G5输出端是否有秒脉冲输出。 4、30秒减计数器测试。 5、整机调试。 指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语：
指导教师签名： 年 月 日 三、成绩评定：
指导教师签名： 年 月 日 四、系部意见：
系部盖章： 年 月 日 课程设计报告书目录 电子与信息工程系 2011年6月 设计报告书目录
一、设计目的......................................................................................................... 1 二、设计思路 ......................................................................................................... 1 三、设计过程......................................................................................................... 1 3.1、系统方案论证 .......................................................................................................... 1 3.2、模块电路设计 .......................................................................................................... 2 四、系统调试与结果............................................................................................. 4
五、主要元器件与设备......................................................................................... 9 六、课程设计体会与建议................................................................................... 10 6.1、设计体会 ................................................................................................................ 10 6.2、设计建议 ................................................................................................................ 10 七、参考文献....................................................................................................... 10 30秒定时器设计
1 电子与信息工程系 2011年6月 一、设计目的 1、熟悉集成电路的引脚安排。 2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。 3、了解面包板结构及其接线方法。 4、了解减计数显示电路的组成及工作原理。 5、熟悉减计时显示电路的设计与制作。
二、设计思路 1、设计秒脉冲电路。 2、设计减计数电路。 3、设计译码和数码显示电路。 4、设计时序控制电路。 5、设计整体框图及连接电路图
三、设计过程 3.1、系统方案论证 30秒定时器总体方框图如图1所示。
图1 30秒定时器总体方框图 秒脉冲发 生器 计数器 译码显示
控制电路 外部操作开关 30秒定时器设计 2 电子与信息工程系 2011年6月 其工作原理为：计数器完成30秒计时功能，而控制电路是直接控制计数器的清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示等功能。操作直接清零开关时能够使计数器清零并且使数码显示器显示00；当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（脉冲信号），同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30秒；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号CP，计数器处于封锁状态，计数器停止计数；当暂停/连续断开时，计数器连续累计计数。
3.2、模块电路设计
秒脉冲电路如图2所示 用555定时器与一个双D触发器相连，通过调节电阻R1、R2的阻值大小使其输出1Hz的秒脉冲。
555_VIRTUALTimer
GND
DISOUTRSTVCCTHRCONTRI4.758MΩR14.758MΩR2100ΩRl10nFC10nFCfU10A74HC74D_4V1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3
~1PR4
VCC5V
VCC5V
GNDGNDVCC
VCC
54
321
图2 秒脉冲电路 30秒减计数电路如图3所示 计数器74HC192是具有异步清零、异步置数功能的双时钟十进制同步加/减计数器，当B接+5V时，CR为高电平，计数器清零；当B接地时，CR为低电平，LD’为低电平时，D0到D3端输入的数据d0到d3被置入计数器，Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0,当CR为低电平，LD’为高电平时，如果CPd为高电平，由CPu输入计数脉冲，进行加计数；如果CPu为高电平，有CPd端输入计数脉30秒定时器设计 3 电子与信息工程系 2011年6月 冲，则进行减计数；如果CPu和CPd端都为高电平时，计数状态器保持不变。用两片74HC192实现30秒定时器的计数。当B接地时同时闭合A，LD’=0，计数器置30秒。A断开时，LD’=1，计数器工作，CPd端输入计数脉时，进行减计数。当计数器减到0时，BO1，BO2同时输出低电平。
U174HC192D_4VA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14U274HC192D_4VA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14J1Key = BVCC5VVCC
5V
R110kΩ
J2Key = A
GND
VCC
GND
3
21VCC 图3 30进制减计数器 译码和数码显示电路如图4所示 4511为BCD七段锁存数码驱动器，其输入端A,B,C,D分别接计数器输出端Q0，Q1，Q2，Q3，输出端a~g分别接数码显示器的七段a~g。数码显示器选用七段共阴极半导体显示器。译码器和显示器之间分别串入七个限流电阻，以防电流过大而烧坏数码管。
U34511BD_5V
DA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~EL5~BI4~LT3U44511BD_5VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~EL5~BI4~LT
3
R2270 Ω RPACK 7R3270 Ω RPACK 7
U5ABCDEFGCKU6ABCDEFG
CK
GNDGND
VCC5V
GNDVCCGND323130292827262524232221201918171615141312111098765
图4 译码和数码显示电路 时序控制电路如图5所示 开关C打向2时，U7C输出高电平，控制门U7D打开，秒脉冲信号可以通30秒定时器设计 4 电子与信息工程系 2011年6月 过控制门U7D使计数器进行减计数；开关C打向1时，U7C输出低电平，U7D门关闭，秒脉冲被封锁，计数器处于锁存状态。计数器进行30秒倒计时后，十位计数器和个位计数器同时借位，U9A，U9B均为低电平，控制门U7A输出低电平，二极管发光，同时U8A门关闭，计数器 不再进行计数，并显示00。
U7A4011BD_5VU7B4011BD_5VU7C4011BD_5VU7D4011BD_5V
U8A4011BD_5V
U9A4069BCL_5VU9B
4069BCL_5VU9C4069BCL_5VR610kΩR410kΩJ3Key = CR8100ΩLED1VCC5VVCC5VVCC5VGND12VCCVCC
VCC
GND109
8
76543
21
图5 时序控制电路 四、系统调试与结果
1、组装调试30秒定时器电路，如图6所示
