9秒倒計(jì)時(shí)報(bào)警

1、實(shí) 習(xí)9 秒 倒 計(jì) 時(shí) 報(bào) 警摘 要本課程設(shè)計(jì)是脈沖數(shù)字電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用，設(shè)計(jì)了9秒倒計(jì)時(shí)報(bào)警器。此計(jì)時(shí)器用了七段數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間，用74ls192控制倒計(jì)時(shí)，用555芯片構(gòu)成的多諧振蕩器控制喇叭報(bào)警，需要配合試驗(yàn)臺(tái)使用。當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要由以下3個(gè)組成，即計(jì)時(shí)模塊、控制模塊、以及譯碼顯示模塊。在設(shè)計(jì)此計(jì)時(shí)器時(shí)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)起來(lái)更加簡(jiǎn)單、方便、快捷。此電路是一時(shí)鐘產(chǎn)生，觸發(fā)，倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)，譯碼顯示為主要功能，在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)造主體電路和輔助電路兩個(gè)部分。 關(guān)鍵詞：9秒倒計(jì)時(shí)報(bào)警 七段數(shù)碼管 74ls192 555芯片目 錄摘

2、要 2前言 41 電路設(shè)計(jì) 51.1方案論證及確定 51.2 電路原理圖及工作原理、參數(shù)計(jì)算 102電路制作 112.1電路板制作 112.2電路焊接及調(diào)試 12結(jié)束語(yǔ) 13參考文獻(xiàn) 14前 言電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。在許多領(lǐng)域中計(jì)時(shí)器均得到普遍應(yīng)用，諸如在體育比賽，定時(shí)報(bào)警器、游戲中的倒時(shí)器，交通信號(hào)燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機(jī)、還可以用來(lái)做為各種藥丸，藥片，膠囊在指定時(shí)間提醒用藥等等，由此可見(jiàn)計(jì)時(shí)器在現(xiàn)代社會(huì)是何其重要的。本設(shè)計(jì)主要能完成：顯示9秒倒計(jì)時(shí)功能，從外部手動(dòng)輸入單次脈沖，每輸入一

3、個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器減1，計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不滅燈，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。1電路設(shè)計(jì)1.1 方案論證及確定(1) 計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)及應(yīng)用隨著社會(huì)文明的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的電子技術(shù)在各個(gè)近代學(xué)科門類和技術(shù)領(lǐng)域占有不可或缺的核心地位。在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程中，數(shù)字電子技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。而計(jì)時(shí)器恰恰是數(shù)字電子技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，計(jì)時(shí)器是一個(gè)用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時(shí)序部件，它不僅可以用來(lái)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，還常用來(lái)做數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻，執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算，以及其他特定的邏輯功能等等。計(jì)時(shí)器的種類很多。按構(gòu)成計(jì)時(shí)器的各觸發(fā)器是否使用同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源來(lái)分，可以分為同步計(jì)時(shí)

4、器和異步計(jì)時(shí)器。根據(jù)計(jì)時(shí)制的不同，可以分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)時(shí)器。根據(jù)計(jì)時(shí)器的增減趨勢(shì)，又可以分為加法、減法和可逆計(jì)時(shí)器。還有可預(yù)置數(shù)和可編程序功能計(jì)時(shí)器等等。目前，無(wú)論是TTL還是CMOS集成電路，多有品種較齊全的中規(guī)模集成計(jì)時(shí)器，使用者只要借助于期間手冊(cè)提供的功能表和工作波形圖及管腳圖排列，就能正確地使用這些器件。(2) 基本要求 具有顯示9秒計(jì)時(shí)功能； 系統(tǒng)設(shè)有外部開(kāi)關(guān)，控制計(jì)數(shù)器重新置數(shù)到9； 計(jì)時(shí)器為9秒遞減計(jì)時(shí)，時(shí)間間隔手動(dòng)控制； 計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零時(shí)，數(shù)碼顯示器不能滅燈，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。(3) 設(shè)計(jì)任務(wù)及目標(biāo) 根據(jù)原理圖分析各單元電路的功能； 熟悉電路中所用到的各集成塊

5、的管腳及其功能； 進(jìn)行電路的裝接、調(diào)試，直到電路能達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)要求； 寫(xiě)出完整、詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告。(3) 主要參考器件555 74ls04 74ls192(4) 部分芯片介紹8421BCD碼遞減計(jì)數(shù)器模塊計(jì)數(shù)器選用匯總規(guī)模集成電路74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)便，74LS192是十進(jìn)制可編程同步加鎖計(jì)數(shù)器，它采用8421碼二-十進(jìn)制編碼，并具有直接清零、置數(shù)、加鎖計(jì)數(shù)功能。圖2-3是74LS192外引腳及時(shí)序波形圖。圖中、分別是加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)的時(shí)鐘脈沖輸入端（上升沿有效）。是異步并行置數(shù)控制端（低電平有效）， 、分別是進(jìn)位、借位輸出端（低電平有效），CR是異步清零端，D3-D0是并行數(shù)據(jù)輸入

6、殿，Q3-Q0是輸出端。74192的功能表見(jiàn)下表2-1所示。其工作原理是：當(dāng)=1，CR=0時(shí)，若時(shí)鐘脈沖加到端，且=1 圖2-3 74LS192外引腳及時(shí)序波形圖表2-1 74LS192功能表CPULDRD功 能1xxxxx00010111清零 零零置數(shù) 數(shù)加法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)CPD則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計(jì)數(shù)功能，當(dāng)加計(jì)數(shù)到9時(shí)，端發(fā)出進(jìn)位下跳變脈沖；若時(shí)鐘脈沖加到端，且 =1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成減計(jì)數(shù)功能，當(dāng)減計(jì)數(shù)到0時(shí)， 端發(fā)出借位下跳變脈沖。由74LS192構(gòu)成的三十進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器如下圖2-4所示 圖2-4 8421BCD三十遞減計(jì)數(shù)器其預(yù)置數(shù)為N=（00110000）=

7、(30)10。它的計(jì)數(shù)原理是 : 只有當(dāng)?shù)臀?端發(fā)出借位脈沖時(shí) , 高位計(jì)數(shù)器才作減計(jì)數(shù)。當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零 , 且 為 0 時(shí) , 置數(shù)端 =0, 計(jì)數(shù)器完成并行置數(shù) , 在 端的輸入時(shí)鐘脈沖作用下 , 計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一循環(huán)減計(jì)數(shù)。時(shí)鐘模塊為了給計(jì)數(shù)器74LS192提供一個(gè)時(shí)序脈沖信號(hào),使其進(jìn)行減計(jì)數(shù),本設(shè)計(jì)采用555構(gòu)成的多諧振蕩電路(即脈沖產(chǎn)生電路),其基本電路如圖2-6示.其中555管腳圖如下圖2-5示.由555工作特性和其輸出周期計(jì)算公式可知,其產(chǎn)生的脈沖周期為: T=0.7(R1+2R2)C 。 因此,我們可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)通過(guò)計(jì)算確定了R1取15k歐姆,R2取68k歐姆,

8、電容取C為10uF、C1為0.1uF,.這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖,且其輸出周期為1秒. 圖2-5 555管腳圖 48162357R1R2CuC555uoVcc0.1uF10uF68K15K 圖2-6 555多諧振蕩電路圖1.2電路原理圖及工作原理、參數(shù)計(jì)算開(kāi)關(guān)J1合上，輸出置數(shù)為9，然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)J1，用按鍵模擬單次脈沖輸，數(shù)字從9倒計(jì)數(shù)，每輸入一個(gè)脈沖就減1，當(dāng)數(shù)字為0時(shí)，非借位輸出端輸出一個(gè)低電平，經(jīng)反相器后輸出高電平，驅(qū)動(dòng)多諧振蕩器工作，從而驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路。2電路制作2.1電路板制作采用熱轉(zhuǎn)印方式制作PCB板制作流程如下：(1) 在PROTEL軟件中設(shè)計(jì)萬(wàn)能板電路。(2) 將專用的熱轉(zhuǎn)印

9、紙放入激光打印機(jī)中，打印出設(shè)計(jì)好的電路圖。(3) 將覆銅板用廢細(xì)砂紙或粗布清理干凈。(4) 將覆銅板和打印好的熱轉(zhuǎn)印電路圖固定好。(5) 放入熱轉(zhuǎn)印機(jī)中，轉(zhuǎn)印電路圖；轉(zhuǎn)印溫度應(yīng)在125度以上。(6) 將已轉(zhuǎn)印好的覆銅板放入腐蝕機(jī)中，進(jìn)行電路腐蝕。(7) 將腐蝕好的板子撈出、清洗清理干凈。(8) 涂松香抗氧化。(9) 利用裁板機(jī)裁制出合適大小的覆銅板。(10)將電路原理圖轉(zhuǎn)換為PCB圖，即布置實(shí)際電路圖，根據(jù)集成芯片的尺寸、管腳功能、其他元件的大小對(duì)器件進(jìn)行布局及連線。一般地線、電源線為邊線（公共線）；集成芯片和元件在元件面，導(dǎo)線在焊錫面；注意集成芯片管教正反面的轉(zhuǎn)換、二極管的極性、三極管的極性

10、。(11)根據(jù)實(shí)際電路圖在印好的覆銅板上需要鉆孔的位置做好標(biāo)記，只有需要插入的管腳進(jìn)行鉆孔，導(dǎo)線可以不鉆孔。需要鉆孔的總標(biāo)記數(shù)=所有元件的管腳總數(shù)，用鉛筆標(biāo)注，可以修改。(12)在覆銅板做了標(biāo)記的位置上用視頻電鉆打孔(用左手按牢印制板，將要鉆的孔位移到坐標(biāo)線中心。千萬(wàn)不要?jiǎng)?，右手輕按鉆機(jī)右側(cè)邊的電鍵，該孔隨即鉆成，不要重復(fù)鉆孔。鉆頭落下之后再移動(dòng)板子鉆下一個(gè)孔)。(13)清理板子。(14)進(jìn)行焊接。焊接時(shí)焊錫不要用太多，電阻電容等元件管腳高度最好一致，多余的剪掉；導(dǎo)線布置成橫平豎直形狀、呈直角。2.2電路焊接及調(diào)試(1)電路安裝要注意幾個(gè)原則：1. 先裝矮后裝高、先裝小后裝大、先裝耐焊的等；2

11、. 布線盡量使電源線和地線靠近實(shí)驗(yàn)電路板的周邊，以起一定的屏蔽作用；3. 最好分模塊安裝等等。此外焊接時(shí)不能出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊，更不能出現(xiàn)過(guò)焊，因?yàn)橛行┢骷荒苣透邷?，比如焊接三極管時(shí)，電烙鐵絕對(duì)不能停留太久。(2)電路的調(diào)試 調(diào)試時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，電路安裝完畢后，首先應(yīng)檢查電路各部分的接線是否正確，檢查電源、地線、信號(hào)線、元器件的引腳之間有無(wú)短路，器件有無(wú)接錯(cuò)。再接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無(wú)異?，F(xiàn)象。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新通電。結(jié)束語(yǔ)本次課設(shè)是本人到目前為止覺(jué)得最有意義也是收獲最大的一次實(shí)習(xí)。身為電子系的學(xué)生，設(shè)計(jì)是我們將來(lái)必需的技能。而

12、這次課設(shè)恰恰給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的平臺(tái)。從通過(guò)理論設(shè)計(jì)，到仿真軟件仿真，再到確定具體方案，再到安裝實(shí)際電路，最后到調(diào)試電路、成型。整個(gè)過(guò)程都需要我充分利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行思考、借鑒?？梢哉f(shuō)，本次課設(shè)是針對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行的一次比較綜合的檢驗(yàn)。總的來(lái)說(shuō)，這次課設(shè)雖然累，但非常充實(shí)。 在這次實(shí)習(xí)中，正確的思路是很重要的，只有你的設(shè)計(jì)思路是正確的，那你的設(shè)計(jì)才有可能成功。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)前必須做好充分的準(zhǔn)備，認(rèn)真查找詳細(xì)的資料，為我們?cè)O(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 如果說(shuō)前面電路的理論設(shè)計(jì)是一件多么令人頭痛的事，那么安裝、焊接過(guò)程則是一個(gè)考驗(yàn)人耐心的過(guò)程，對(duì)電路的安裝、焊接、分析、調(diào)試要一步一步來(lái)，不能急躁。因?yàn)槭窃诜抡孳浖陷^理論上還是存在一定的差距，仿真能出來(lái)結(jié)果的在實(shí)際電路不一定就能出來(lái)，這就需要我們有耐心，尋找一個(gè)比較正確的調(diào)試方法。要做好本次的課程設(shè)計(jì)，熟練地掌握課本上的理論知識(shí)是前提。這樣才能對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行一定的分析和解決。當(dāng)然能完成本次設(shè)計(jì)，更離不開(kāi)