通用倒計時系統(tǒng)

1、1.設計總體思路1.1設計基本原理利用4個74ls192芯片接成倒計時的分十位、分個位、秒十位、秒個位，通過控制74ls192芯片的使能端來實現(xiàn)倒計時器的倒計時與置數(shù)。用開關來控制芯片up端與down段的輸入，當up端輸入高電平，down段輸入脈沖時，實現(xiàn)倒計時，并將4個芯片的預置數(shù)置成5、9、5、9；相反，當up段輸入脈沖，down段輸入高電平時，并分別用4個開關來控制，實現(xiàn)分十位、分個位、秒十位、秒個位的遞增置數(shù)，并通過輸出控制清零端，當分個位、分十位、秒個位、秒十位分別遞增到5、9、5、9時清零，實現(xiàn)倒計時器在00:00到59：59間循環(huán)置數(shù)。利用開關來控制4個192芯片的vcc端高低電

2、平的輸入來實現(xiàn)復位。同樣，利用開關來控制192芯片的down端的輸入實現(xiàn)倒計時器的啟動與暫停。而將每個芯片的輸出用或門或起來再連接到警報器，實現(xiàn)倒計時計時到00：00時停止與報警。1.2設計思路基本框圖秒信號倒計時驅動電路顯示器啟動/暫停預置數(shù)控制電路控制電路報警電路復位輸入控制2.單元電路設計2.1時鐘模塊時鐘模塊是用一脈沖發(fā)生器來到實現(xiàn)的，通過脈沖發(fā)生器，向整個電路發(fā)送，1hz的脈沖，就能成功的實現(xiàn)秒脈沖了。圖如下所示：2.2倒計時工作模塊將4個74ls192芯片連接成倒計時器的分十位、分個位、秒十位、秒個位。把他們的輸入端分別預置數(shù)成5、9、5、9。將4個芯片的up端均接vcc高電平，秒

3、個位上的down端接1s的脈沖，使得計數(shù)器遞減，實現(xiàn)倒計時。而把秒個位的192芯片上的借位輸出端連接到秒十位的down端，當秒個位的192遞減到0時，向秒十位借一位成9繼續(xù)遞減；把秒十位上的借位輸出端接到分個位的down端，用一個或門將秒十位與秒個位芯片上的借位端或起來接到它們的ld置數(shù)端，當秒十位、秒個位均遞減到0時，向分個位借一位成59繼續(xù)遞減。分位上的同理。圖如下：74ls192芯片的真值表如下：2.3顯示模塊顯示模塊主要是由四位的bcd-七段顯示譯碼器組成，顯示計時器的時間?？傠娐穲D中由七個這樣的顯示器完成。本實驗采用共陰數(shù)碼管。部分顯示模塊如下圖所示：2.4報警模塊報警模塊，是通過邏

4、輯或門電路來實現(xiàn)的。根據(jù)邏輯關系，當四個bcd-七段顯示譯碼器同時為零時，所有的輸入信號均為低電平。所以，可以利用這一邏輯關系設計報警電路。2.5啟動、暫停模塊啟動與暫停模塊主要是由一個開關與一個與門電路組合而成的。將開關與1hz的脈沖發(fā)生器相與，再連接到秒個位的192芯片上down端。開關一段接高電平、一端接地，用來提供高低電平。將開關與脈沖發(fā)生器相與后便可以達到控制電路的起動與暫停。具體的工作過程如下：當開關space閉合時，即提供高電平時，與門打開，從面有1hz的輸入信號進入到總電路中，從而使電路開始倒計時工作，即啟動了電路。而當開關space斷開時，提供的是低電平，而低電平可以封存與門

5、，從而阻斷輸入信號進入到總電路中，即實現(xiàn)了倒計時的暫停。圖如下所示：2.6預置數(shù)模塊通過控制192芯片的down與up端的輸入來控制。將上述的啟動/暫停按鈕與每個芯片的預置數(shù)按鈕用或門或起來連接到每個芯片的up端。將啟動/暫停按鈕撥至暫停狀態(tài)后，192芯片的down端相當于輸入了高電平，在通過按鈕來給up端輸入相當于脈沖的高電平，這樣，每個芯片相當于一個累加器，由預置數(shù)按鈕來控制數(shù)的累加。在分十位與秒十位芯片上，均用一個與門將輸出的qb、qc與起來再連接到clr清零端，這樣以來，當累加到5時，就會自動清零到o，就實現(xiàn)了分、秒十位在0至5的循環(huán)置數(shù)。圖如下所示：2.7清零模塊通過控制74ls19

6、2的清零端口clr的輸入來實現(xiàn)的。即通過一個開關，通過給clr端輸入高低電平來實現(xiàn)清零。正常情況下，要讓192正常工作時，clr要保持在低電平，但如果給clr一個高電平，則就可以實現(xiàn)清零。根據(jù)這一特性，通過一個開關，同時控制四片192芯片的清零端電平的高低，也就可以控制了整個電路的清零與否。當提供低電平時，電路正常工作，當提供高電平時，實現(xiàn)清零。3.總電路設計3.1仿真圖3.2實物圖4.設計調(diào)試體會與總結4.1 硬件設備的介紹我們需要的硬件設備有，面包板，各功能的芯片，鑷子，導線。以及實驗箱。4.2硬件的連接與調(diào)試 (1)首先要做的事情是仔細先觀察面包板和實驗箱里的相關器件是否完善，然后了解各

7、個位置的構造和功能，以便與安裝。（1） 然(2)然后檢測拿到的芯片及導線，看其是否是好的。如果是壞的芯片或導線，電路將無法完成。(3)把各芯片安到面包板上，并且要合理布局，以便與插線。按照電路圖插線，過程中要注意外觀等問題，萬一出現(xiàn)意外便于檢查，在插線過程中要十分小心。(4)最后再檢測下電路故障，找出電路故障所在并解決，而且不斷地調(diào)試電路，直到電路達到所要求的功能。4.3調(diào)試過程中遇到的問題及處理方法（1） 在實驗中我們遇到的首要問題就是不知道如何開始下手 ，面包板的結構不熟悉，開始發(fā)現(xiàn)有些孔是連通的是等電位的，結果可想而知，芯片位置的擺放很重要，開始我們擺放不合理，接好之后線好亂，并且不容易

8、檢查錯誤，第一接什么反應的沒有。（2） 由于我們的接線是在寢室完成的，試電的時候要將其帶到實驗室，而原本在寢室完成得很成功的基本電路，到了實驗室卻一點反應都沒有了。后來才發(fā)現(xiàn)是線松動了，因為在寢室和實驗室這段路程里我們沒有保護好接好的線，以至于將其弄松動了。（3） 在試電過程中我們還遇到芯片燒壞的問題，線路根本沒問題，但就是不顯示了，仔細檢查發(fā)現(xiàn)計數(shù)器芯片被燒壞了， 而且其周圍的線也都燒糊了，我建議同學們在接線之前就應該把電線仔細檢查一遍，而不是到最后反復開電源去檢查器件的好壞。這樣很容易燒壞芯片。如果發(fā)現(xiàn)芯片很燙，線也有燒糊，就線檢查芯片，如果芯片沒有燒壞，可能是電線壞了，電線沒壞就是芯片壞

9、了，然后再換成新的重新插上還有在試電的時候，如果發(fā)現(xiàn)電路不對勁，要仔細分析是哪個部位出現(xiàn)了問題，而不是一股腦把線全部拆下來，這樣很浪費時間，就比如這次我們發(fā)現(xiàn)，我們的電路不能置數(shù)，于是就專門檢查置數(shù)端，果然是線松了，把它插緊，顯示器又能正常工作了。5總結 心得體會這次數(shù)電課程設計讓我真切感覺到了理論結合實際，老師把課題用郵箱發(fā)給我們，開始一看，不知道怎么開始設計電路圖，認認真真把課題研究了好幾遍開始有了點頭緒，估測要用到哪些芯片，然后我找資料，把以前學過的東西又復習了一遍，那個時候不懂的，感覺現(xiàn)在認識深刻些，孔子說的：“溫顧而知新”就是這個道理吧，其實要按照課題中所說的要求，設計出電路圖，思路

10、還是不怎么復雜，關鍵就是那些細節(jié)問題，芯片的用法要注意什么，都得小心。我和我的搭檔經(jīng)過4個下午的認真研究，畫了一設計圖，不過比較復雜，并且我們用的74ls161來置數(shù)的，這樣就增加了芯片的數(shù)量，線路也好多，然后我們慢的修改，參考同學的才精減了許多，成功設計，仿真出之后就可以去領器材了，感覺太棒，設計圖出來之后一切都好辦了，當時我是這么想的。開始接線了。聽說這是一項比較困難的任務，往往因為一根線接錯就前功盡棄。我們開始可不是這樣想，于是很快就接完線了，那些密密麻麻的線著實讓人眼花繚亂，雖然線路簡單，可接起來真的很頭暈。終于完成了，可一試，沒有反應。看著這些密密麻麻的線開始有些慌了，因為真的不知道

11、是哪里出現(xiàn)了問題，而且不知從何下手了。琢磨著實在沒辦法，就開始一條路一條路的檢查。果然又一條接錯了。改正過后，試電之后只有一部分能運行。我們很高興至少看到了成功的曙光了，然后我們就想必須得一個模塊一個模塊的接，并且一定要接好成功運行后才繼續(xù)接下面的模塊，就這樣我們成功了，盡管在接線的過程中難免會把其他的線帶出來了什么的，不過我們還是耐心的找到的線的位置重新插上去，最后我們成功了，看著自己的勞動成果，真的太高興了，以前學理論的東西又不怎么能理解清楚感覺就是很抽象，現(xiàn)在動手操作，理論結合實際，讓我真正的理解這理論知識的運用，同時鍛煉了自己的動手能力。6附錄各個芯片功能介紹：四2輸入正或非門74ls

12、021個六反向器74ls041個四2輸入正與門74ls081個四2輸入正或門74ls324個十進制同步加/減計數(shù)器74ls1924個7.參考文獻 電子技術課程設計歷雅萍、易映萍編電子技術課程設計指導 彭介華、主編 高等教育出版社 電子線路設計、實驗、測試 謝自美主編華中理工出版社。課程設計評分項 目評 價設計與總結報告方案設計與論證單元電路設計與合理性電路圖測試結果的分析特色與創(chuàng)新實際制作完成情況答辯情況過程監(jiān)控情況綜合評分 指導教師簽名：_ 日 期：_ 注： 此表裝訂在課程設計說明書的最后一頁。課程設計說明書裝訂順序：封面、任務書、目錄、正文、評分表、附件（非16k大小的圖紙及程序清單）。 電氣與信息工程系課程設計評分表項 目評 價設計方案的合理性與創(chuàng)造性硬件制作或軟件編程完成情況*