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1、沈阳航空航天大学课 程 设 计（说明书）可预置定时报警电路的设计班级 / 学号 学 生 姓 名 指 导 教 师 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 数字逻辑课程设计 课程设计题目 可预置定时报警电路的设计 课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计一个可预置定时显示报警的系统，技术指标如下：可预置时间，设置的时间范围为0-99秒； 具有时间显示功能； 定时时间到了，显示器显示为00，同时进行报警； 开关可控制计时器启动、清零、暂停、继续计时、设置时间的功能。二、设计要求1在选择器件时，应考虑成本。2根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。3画出电路原理图（元
2、器件标准化，电路图规范化）。三、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。2进行实验数据处理和分析。四、推荐参考资料1. 童诗白，华成英主编模拟电子技术基础M北京：高等教育出版社，2006年五、按照要求撰写课程设计报告成绩 指导教师 日期 一、概述用户可以通过对个位和十位的数字更改自定义预设0-99秒的时间，清零开关接高电平进行清零操作，置数开关接低电平进行置数操作，合上暂停开始倒计时，当时间显示为00时，定时器显示为00发光二极管发光，蜂鸣器报警。二、方案论证通过开关控制整个电路的操作，计时开始、暂停，计时清零、置数操作。用555多谐振荡器产生脉冲，用74ls192组
3、成的100进制计数器进行倒计时，并利用74ls192计数器进行个位和十位的时间设定操作，利用74ls48进行译码，用D触发器驱动发光二极管报警，利用三极管驱动蜂鸣器的报警，原理框图如图1所示。预置定时电路报警电路脉冲电路控制电路减法计数显示电路图1 电路原理框图三、电路设计1.预置定时电路计数器预置定时电路由两个74ls192（U5和U4）计数器和一个74ls373锁存器组成，74ls192计数器负责置数，分别通过S1和S2调节十位数字的增加与减少，通过S3和S4调节个位数字的增加与减少，按下S1然后松开，上升沿脉冲信号传入74ls192(U5)芯片的up端，计数器增加1，按下S2然后松开，上
4、升沿脉冲信号传入74ls192(U4)芯片的down端，计数器减1，同理S3，S4分别调节个位数字的增与减，通过74ls373来锁存，OC端为低电平1D8D为正常逻辑状态，可以锁存，ENG端为高电平，1Q8Q状态随1D8D状态改变，预置定时电路如图2所示。图2 预置定时电路2.减法计数显示电路减法计数电路由两片74LS192芯片组成，完成100进制的减法计数，74ls192清零端（CLR）和预置端（LOAD）是异步的，当清零端为高电平时，计数器置零，当预置端为低电平时，输出端可置成与输入端一致的状态当U1的DOWN端输入上升沿时，计数器减一，当计数下溢出时，U1的借位输出端CO输出低电平脉冲，
5、宽度与DOWN端一致，然后在U2的DOWN端产生上升沿，计数器U2减1，LED数码管随计数器变化而变化，当数码管显示00蜂鸣器报警，如图3所示。锁存器图3 减法计数显示电路3.控制电路信号源V1：由V1发出脉冲信号。清零开关（clear）：连接到减法计数电路的CLR端，接高电平进行清零操作，LED显示00，不进行复位接低电平。置数开关(set)：连接到减法计数电路的LOAD端，接低电平通过预置定时电路进行置数操作，同时，连接报警电路复位端，清除报警，不进行置数接高电平。暂停开关（stop）：连接脉冲信号和计数电路的DOWN端，支撑整个电路的运转，当stop断开时，切断信号，实现暂停功能。电路如
6、图4所示。1Q1CLRU8A数码管数码管锁存器图4 控制电路4.报警电路采用D触发器，1D端接高电平，当计时时间显示00，来自借位输出端输出低电平脉冲，经过与非门（U8A）产生上升沿驱动D触发器，输出端1Q输出高电平通过非门(U10B)输出低电平，驱动三极管放大电路，使蜂鸣器报警，同时反向输出端(1Q)与脉冲电路发射的脉冲信号经过与非门(U11C)，产生高电平，再经过非门(U13B)产生低电平，输入到减法计数电路的DOWN端，使计时停止，报警电路如图5所示。setCOBOV1DOWN图5 报警电路四、性能测试1.预置定时电路的性能测试VCCset将控制电路设定为置数方式，通过S1，S2，S3，
7、S4将时间设定为13，仿真结果如图6所示。clearV1图6 预置定时电路性能测试图2.控制电路性能测试(1)clear接高电平进行清零操作，如图7所示。U8A1CLR1Q锁存器图7 清零控制电路(2)置数操作，clear和set开关接地，当set开关接VCC，stop开关闭合，clear开关接地，开始计时，如图8所示。U8A1CLR1Q锁存器图8 置数控制电路(3)暂停操作，计时过程中，断开stop开关，数码管暂停计数，如图9所示。锁存器U8A1CLR1Q图9 暂停控制电路图3.报警电路性能测试设置好时间，开始倒计时，知道LED显示为00，蜂鸣器报警，仿真结果如图10所示。COBOsetU1
8、1C计数器计数器图10 报警电路性能测试图五、结论所设计的可预置定时报警完全符合要求，而且在定时方面简单易用，每一位数字两个开关便解决时间设定问题，并且具有时间准确等特点。六、性价比器件选择方面，尽量精简了种类与数量，电路简单实用，能够实现任务要求，具有超高性价比。七、可设体会及合理化建议首先，通过本次可设，使我对这门课程有了更深入的了解，提高了自己的动手能力和自主学习能力，本次可设所有涉及到的新软件，新器件都要从零学起，丰富自己的知识面感觉特别棒，原来身边的各种元器件都是这么设计出来的，很享受这一过程，一个从零开始的过程，当自己看到成功时，整个人也为之沸腾。其次，知识是死的，怎样灵活运用知识
9、很重要，想要设计出东西，脑子里必须有对所涉及的芯片的作用有完全的了解，学习任何东西都要联系到实际当中，学会如何运用，要不然就是白学了，如果可以，课设要越实用越好，问题越实际越好！仿真时，遇到了很多问题，比如选错芯片，时间如何到00停止，蜂鸣器不响，如何实现两个开关设定时间等等，不过通过上网，还有同学的帮助，问题都被一一的解决了！参考文献1 阎石主编. 数字电子技术M. 北京：高等教育出版社，2006年2 陈振官等编著. 新颖高效声光报警器 M. 北京：国防工业出版社，2005年附录1 总电路图附录2 元器件清单序号编号名称型号数量1U1计数器74LS192N43U4锁存器74LS373DW14U9AD触发器7474N15U10555定时器555_TIMER_RATED16U15数码管SEVEN_SEG_COM_K27R1、R2电阻10k，1k38U8A与非门74LS00N29U12B非门74LS04N210C1电容10、0.01uf211Q1三极管2N4918G112LS1蜂鸣器去BUZZER113LED1发光二极管LED_GREEN1- 13 -