可预置定时报警电路的的设计.doc

课 程 设 计 （说明书） 班级 / 学号 学 生 姓 名指 导 教 师  课 程 设 计 任 务 书 课 程 名 称 课程设计题目 课程设计的内容及要求： ； ； ； 。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 二、方案设计一个报警，能够，原理框图如图1所示 图1电路的原理框图 本次设计的秒脉冲与计数器之间的应用配合是系统的主要部分，控制电路的所有功能可以通过设置两个单刀双掷开关和一个单刀开关来完成，分别将它们按照设计要求连接来，实现开始倒计时、暂停/继续、清零的功能。 三、电路设计1. 74LS192计数器模块 本次课程设计中计数器选用中规模集成电路进行设计，74LS192是十进制同步加法/减法计数器，其功能表如表1所示。 表1 UP DOWN LOADˊ CLR 操作 × × 0 0 置数 ↑ 1 1 0 加计数 1 ↑ 1 0 减计数 × × × 1 清零 1 1 1 0 保持 74LS192具有以下功能，当LOADˊ=0，CLR=0时，可以对其置数，数码管显示预置数字；当LOADˊ=1，CLR=0，UP=1时，若有时钟脉冲加到DOWN端，则计数器在预置数的基础上进行减法计数，当计数器从9减到0时，减法借位输出端BOˊ输出借位下降沿跃变脉冲；当LOADˊ=1，CLR=0，UP=1，DOWN=1时计数暂停，保持当前状态；若当CLR=1，则进行清零操作。Q0-Q7分别接到显示译码器的输入端，DOWN端接到秒脉冲发生器的脉冲输出端。 图2中所示为预置数N=（0010000）8421BCD=（20）10，当低位计数器U2的借位输出端BOˊ输出低电平借位脉冲时，高位计数器U1才开始进行减法计数。当电路系统倒计时到高、低位计数器都为零时，高位计数器U1的借位输出端BOˊ输出低电平借位脉冲，通过与门U7共同作用使输入脉冲为零，使计数器U2停止计数，从而使数码管始终保持显示“00”状态，同时导通报警电路，使发光二极管发红色光，开始报警。计数器模块电路图如图2所示。 图2 计数器模块电路图 2.秒脉冲信号发生模块 秒脉冲信号发生模块是为全电路提供一个周期为1秒的时钟脉冲信号，使整个电路系统在运行过程中能够保持一致的工作步伐。由于电路系统需要一个相对稳定的脉冲信号以保证计时器稳定计时，所以采用555定时器构成的多谐振电路来发出时钟脉冲信号。555定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路，由于555定时器构成的多谐振电路内部比较器灵敏度较高，采取差分电路形式，因此用555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小，广泛应用于日常生活中电子信号的产生和变换和某些电器设备中控制和检测电路。 电容器C放电所需时间为： (1) 当放电结束后，向电容器C进行充电，所需时间为： (2) 产生的脉冲周期为： (3) 本次课程设计的可预置定时报警电路需要的脉冲周期是1秒，根据以上公式可计算出满足要求且输出脉冲信号较为稳定的电阻、电容值为： 其秒脉冲信号产生电路如图3所示。 图3 秒脉冲信号发生模块电路图 3.译码显示模块 译码显示模块是将可预置定时报警电路倒计时过程中的具体操作更加直观的显示出来。在倒计时过程中，74LS192会将计时模块所输出的信号传送给译码器，信号在经过译码器译码后接入到七段显示数码管，通过七段显示数码管将信号变化情况准确、直观的显示出来。74LS47D译码器和七段显示数码管如图4所示。 图4 译码显示模块电路图 4.报警电路模块 报警电路模块是由一个发光二极管LED1、电阻等电子元器件构成的，其作用是在用户预置定时间之后，打开倒计时开关，电路从预置定的时间进行倒计时，当计时器完成一次从预置定数递减到0时，电路进行报警。 当计时器完成一次从预置定数递减到0时，高位计数器U1的借位输出端BOˊ会产生低电平，进而导通报警电路，使二极管发出红光用来进行警报。同时，作为低电平信号，经过与门的共同作用切断了时钟脉冲信号的输入，使计数器U2停止计数，从而达到了让七段显示数码管保持显示