《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)-定時(shí)顯示報(bào)警電路

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1、目錄摘要I1概要12模塊設(shè)計(jì)32.1時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)42.2計(jì)時(shí)模塊62.3報(bào)警模塊82.4顯示模塊92.5總控模塊103電路仿真113.1波形仿真113.2計(jì)數(shù)模塊仿真124調(diào)試135心得體會(huì)14參考文獻(xiàn)15武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說明書摘要可預(yù)置定時(shí)顯示報(bào)警系統(tǒng)是生活中比較常見的定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)提前預(yù)置時(shí)間，并在到達(dá)指定時(shí)間時(shí)實(shí)現(xiàn)聲音和光報(bào)警功能的電路。本設(shè)計(jì)主要采用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生的方波信號驅(qū)動(dòng)計(jì)時(shí)系統(tǒng)，而計(jì)時(shí)系統(tǒng)則采用74LS192為核心計(jì)數(shù)芯片，輔之以四輸入

2、與非門（74LS20）和兩輸入與非門(74LS00)完成電路的計(jì)時(shí)和停止以及為報(bào)警系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)。顯示模塊的譯碼器采用HCF4511，通過八段數(shù)碼管顯示。關(guān)鍵字：可預(yù)置、定時(shí)顯示、控制報(bào)警系統(tǒng)、預(yù)置電路18武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說明書1概要可預(yù)置的定時(shí)顯示報(bào)警電路是我們設(shè)計(jì)的一種可以進(jìn)行預(yù)置定時(shí)的報(bào)警電路，其中最開始可以進(jìn)行預(yù)置報(bào)警時(shí)間，然后該電路進(jìn)行計(jì)時(shí)，直到時(shí)間結(jié)束，進(jìn)行光或聲報(bào)警（本電路中選取的是光報(bào)警）?？深A(yù)置的定時(shí)顯示報(bào)警電路需要有計(jì)時(shí)電路，在此其中所主要的計(jì)時(shí)芯片則是74L

3、S192，因此以下則對其做一個(gè)簡單介紹：TTL集成計(jì)數(shù)器74LS192十六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器在前面已經(jīng)作了介紹，74LS192就是一個(gè)集成十六進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器,考慮到使用的靈活與方便，74LS192比前面介紹的在功能上有所增強(qiáng),同時(shí)也附加了一些控制電路。74LS192的邏輯電路框圖如圖1.1,其引腳示意圖如圖1.2所示，功能表見表1.1。圖1.174LS192邏輯電路框圖圖1.274LS192引腳示意圖18武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說明書表1.174LS192的功能表MRPLCPUCP

4、D功能HXXX清零LLXXLHHHLHHLHH根據(jù)功能表，74LS192的功能說明如下:(1)異步清0功能。當(dāng)清除端（MR）為高電平時(shí)，不管時(shí)鐘端（CPD、CPU）狀態(tài)如何，即可完成清除功能。(2)192的預(yù)置是異步的。當(dāng)置入控制端為低電平時(shí)，不管時(shí)鐘CP的狀態(tài)如何，輸出端（Q0～Q3）即可預(yù)置成與數(shù)據(jù)輸入端（P0～P3）相一致的狀態(tài)。(3)192的計(jì)數(shù)是同步的，靠CPD、CPU同時(shí)加在4個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)。在CPD、CPU上升沿作用下Q0～Q3同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。當(dāng)進(jìn)行加計(jì)

5、數(shù)或減計(jì)數(shù)時(shí)可分別利用CPD或CPU，此時(shí)另一個(gè)時(shí)鐘應(yīng)為高電平。(4)加計(jì)數(shù)功能。正常計(jì)數(shù)時(shí)使MR=0，CPD=1，此時(shí)在CPU的上升邊的作用下，計(jì)數(shù)器對CPU的個(gè)數(shù)進(jìn)行加法計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)到輸出Q3Q2Q1Q0為1111時(shí)，TCu=1，TCu=1的時(shí)間是從Q3Q2Q1Q0為1111時(shí)起到Q3Q2Q1Q0狀態(tài)變化時(shí)止。(5)加計(jì)數(shù)功能。正常計(jì)數(shù)時(shí)使MR=0，CPU=1，此時(shí)在CPD的上升邊的作用下，計(jì)數(shù)器對CPD的個(gè)數(shù)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)到輸出Q3Q2Q1Q0為0000時(shí)，TC=1，TC=1的時(shí)間是從Q3

6、Q2Q1Q0為0000時(shí)起到Q3Q2Q1Q0狀態(tài)變化時(shí)止。18武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說明書2模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)電路要求具有顯示報(bào)警功能，因而所需要的模塊含有時(shí)鐘脈沖模塊、計(jì)時(shí)模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、總控模塊五大模塊共同構(gòu)成。其中，時(shí)鐘模塊用于產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，計(jì)數(shù)模塊用來記錄經(jīng)歷的時(shí)間，顯示模塊用來直觀顯示經(jīng)歷的時(shí)間，報(bào)警模塊用來當(dāng)預(yù)置時(shí)間到來時(shí)的報(bào)警提示，總控模塊用來控制計(jì)時(shí)的中斷與開始。具體關(guān)系如下圖所示：時(shí)鐘脈沖計(jì)時(shí)電路報(bào)警電路總控電路顯示電路18武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程

7、設(shè)計(jì)說明書2.1時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)該模塊是為全電路提供一個(gè)公共的時(shí)鐘脈沖信號，保持一致的工作步伐，因而我們使用555定時(shí)器所構(gòu)成的多諧振電路來進(jìn)行發(fā)出時(shí)鐘脈沖。555定時(shí)器內(nèi)部比較器靈敏度較高，而且采取差分電路形式，用555定時(shí)器組成的多諧振振蕩器的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。555定時(shí)器是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用極為廣泛。它不僅用于信號的產(chǎn)生和變換，還常用于控制和檢測電路中。本模塊采用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器來產(chǎn)生矩形脈沖信號，具體電路如圖（2.1）。其中利用二極管的

8、單向?qū)щ娦?，充電回路?jīng)、電位器上部、二極管到電容，放電回路經(jīng)、電位器下半部放電。本電路中采用電位器主要是使產(chǎn)生的矩形脈沖信號占空比可調(diào)，是信號跟精確，盡量減少因占空比帶來的不必要的誤差。后一級的運(yùn)算放大器主要是將矩形脈沖信號適當(dāng)放大，達(dá)到更好的精確度。設(shè)電位器上半部分為，下半部分為。則：電容器C充電所需時(shí)間為：電容器C放電所需時(shí)間為：所以，脈沖周期時(shí)間為：振蕩周期為：占空比達(dá)到50%時(shí)，=。所以有：=又需脈沖周期為1秒，所以=10uf，T=1s,R=15