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导读：分别用整体预置数法和整体清零法,实现十进制计数器74160构成47进制,《电子线路》课程设计报告一、设计目的 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、交通信号灯、红绿灯,还可以
 分别用整体预置数法和整体清零法,实现十进制计数器74160构成47进制 《电子线路》课程设计报告一、设计目的 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、交通信号灯、红绿灯,还可以用来做为各种药丸, 药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 本设计主要能完成：显示 30 秒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器 的直接清零、启动功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；计时器为 30 秒递加 计时其计时间隔为 1 秒；计时器递加计时到零时，数码显示器不灭灯。 二、设计要求1、具有显示 30 秒计时功能： （1） 系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动； （2） 在直接清零时，要求数码管显示器灭灯；（3） 计时器为 30 秒递加计时，其计时间隔为 1 秒；（4） 计时器递加计时到 30 时，数码显示器不能灭灯。 2、设计任务及目标： （1） 根据原理图分析各单元电路的功能； （2） 熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； （3） 进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； （4） 写出完整、详细的课程设计报告。 三、原理框图（1）总体参考方案：30 秒计时器的总体参考方案框图如图 2-1 所示。 它包括秒脉冲发生器、计数器、 译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。 其中计数器和控制电路是系统的主要模块。 计数器完成 30 秒计时功能，而控制电路 完成计数器的直接清零、启动计数、译码显示电路的显示等功能。 图 1 30 秒计时器系统设计框图秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要 求并不太高，故电路可采用 555 集成电路或由 TTL 与非门组成的多谐振荡器构成。 译码显示电路由 CD4026 和共阴极七段 LED 显示器组成。 （2）设计方案分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。 计数器完成 30s 计时功 能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、译码显示电路的显示。 为了满足 系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。 在操 作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。 当启动开关闭合时，计数实现计数功能；当启动开关断开时，计数器不工作。 系统设计框图如图 1 所示。 如果根据实验所提供的参考器件，还可在秒脉冲发生模块上做些变化，前者产 生的脉冲周期直接是 1 秒；如果让其产生的秒脉冲频率为 10Hz，触发脉冲输出的方 波周期为 0.1 秒，再将该脉冲信号送到由 74LS161 构成的十分频器，由 74LS161 输 出的脉冲周期为 1 秒，再将该信号送到计数器 74LS161。 如此就可得到两个方案， 由于两方案原理相同，故本设计只采用方案一所述，即直接由 555 多谐振荡器产生 脉冲周期为 1 秒的脉冲。 其电路如图 2 所示。 图 2 30 秒计时器 （3）时钟模块为了给计数器 74LS161 提供一个时序脉冲信号,使其进行加计数,本设计采用 555 构成的多谐振荡电路(即脉冲产生电路),其基本电路如图 4 所示. 其中555管脚图如下图 3 所示.由555工作特性和其输出周期计算公式可知,其产生的 脉冲周期为: T=0.7(R1+2R2)C 。 因此,我们可以计算出各个参数通过计算确定了 R1 取 15k 欧姆,R2 取 68k 欧 姆,电容取 C 为 10uF、C1 为 0.1uF,.这样我们得到了比较稳定的脉冲,且其输出周期 为 1 秒.图 3 555 管脚图 图 4 555 多谐振荡电路图 （4）实物模块图图5图6译码显示模块 CD4026是一款同时兼备十进制计数和七段译码两大功能的芯片，通常在CP脉冲的作用下为共阴极七段LED数码管显示提供输入信号。 在一些无需预置 数的电子产品中得到了广泛的应用，节约了开发成本。 由于CD4026输出端信 号具有规律可循，经合理反馈后获得进位脉冲信号和本位清零信号，即可实 现数字钟计时功能。 CD4026同时具有显示译码功能，可将计数器的十进制计数转换为驱动数码管 显示的七位显示码，省去了专门的显示译码器。 CD4026的输出abcdefg直接 与LED数码管连接。 ? CD4026的CR为异步清零端，CR=1时立即使计数器清零。 图 8 CD4511 管脚图 2.共阴极七段 LED 显示器是较常用的显示数码管，但在使用时要注意的是：1.看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，最好在焊之前用万电用表 测一下它的极性，其管脚图如下图 9 所示，如果为共阴极的，其管脚COM端接地； 如果为共阳极的，起管脚COM段要接高电平。 2.还要注意在数码管电路上加上一保护电阻，起限电流的作用。 图 9 共阴极七段 LED 显示器管脚图 四、安装与测试 1、电路的安装电路安装要注意几个原则： （1）先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊的等； （2）布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起一定的屏蔽作用； （3） 最好分模块安装等等。 （4）此外焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊，因为有些器件，不 能耐高温，比如焊接三极管时，电烙铁绝对不能停留太久。 图 10 正焊接的电路板图 11 电路板正面 图 12 已焊好的电路板 图 13 工作中的电路板 2、 电路的调试 焊接完成后，不意味着我们的工作就完成了。 因为这是我们还不知道焊接好后 的电路板能否正常工作，因此接下来我们要做的最重要的事就是---调试我们所焊接 的电路板。 调试时应小心谨慎，电路安装完毕后，首先应检查电路各部分的接线是否正确， 检查电源、地线、信号线、元器件的引脚之间有无短路，器件有无接错。 再接入电 路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。 如果出现异常现象， 应立即关断电源，待排除故障后方可重新通电。 3、实验过程中遇到的问题及解决方法（1）接通电源后，发现电路板没有任何现象。 解决方法：再次更加仔细的检查电路，看看是否有断路或接触不良。 经检 查发现，是因为 CD4026 芯片接触不良所致。 （2）两个 LED 显示器都亮，就是不能实现计数功能。 解决方法： 查看 CP 信号是否已接入电路。 |
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