投币公共电话控制器.docVIP

目录

TOC\o1-3\h\u19080第一章方案设计与分析 2

29920第二章单元电路及参数计算 3

15172.1秒脉冲发生器 3

166312.2计数器 5

107412.3控制电路 7

129522.4预置通话时间 9

225362.5数字显示器 10

19229第三章整体电路及仿真 12

90603.1元器件及参数选择 12

130373.2预置通话时间仿真 14

298043.3整体电路图 16

297123.4设计小结 17

111203.5参考文献 19

综述

本课题主要讨论的是投币控制器。用投币控制器的投币的特点是操作简单，只须拿起话筒，投入一次通话硬币，即可接通，通话时间为3分钟。投币控制器应用计时、定时和控制等局部组成，其主要工作机理是投入一次通话硬币时，计时器开始计时，到规定的时间内发出警告，以提醒使用者。控制器主要是控制各局部单元电路，控制执行电路。这局部电路主要有时钟计数器来实现控制。所以说，时钟计数器是用控制器的主要局部。

第一章方案设计与分析

当投有硬币时，秒脉冲发生器开始工作，输出秒脉冲信号。计数器在接收到秒脉冲信号时，设置通话时间为3分钟，并开始计数，共180秒。控制电路在160秒通话期间，绿灯亮，表示一切正常；当超过160秒，控制电路使得红灯亮，并且开始显示通话剩余时间，每通话1s，数字自动减1。脉冲切断，通话也随之切断，显示电路与减法器主要是为最后剩余时间进行倒计时与显示时间。数字显示为零之前，如不再投币，将自动切断，控制器停止工作；如继续投币，重复此前的工作过程。

第二章单元电路及参数计算

2.1秒脉冲发生器

555定时器功能表

阈值输入

阈值输出

复位

输出

放电管T

X

X

0

0

导通

2/3VDD

1/3VDD

1

1

截止

2/3VDD

1/3VDD

1

0

导通

2/3VDD

1/3VDD

1

保持原态

保持原态

秒脉冲发生器由555定时器和假设干电阻、电容组成，如下图。该秒脉冲发生器的周期为。当QUOTE时，输出的秒脉冲周期为QUOTE。

仿真模拟图：

根据多谐振荡器的特点：

〔1〕电路没有稳态，只有两个暂稳态。

〔2〕通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，产生自激振荡，无需外触发。

〔3〕输出周期性的脉冲信号。

可知，此电路的工作原理为：接通电源瞬间t=0时，充电电流由QUOTE，电容两端电压QUOTE随充电按指数上升，充电时间常数为QUOTE。电容上电压上升正向阈值电压QUOTE时，555定时器复位输出低电平，放电管导通，充电结束。定时器输出为低电平时，放电管导通，电容放电。放电电流由QUOTE，电容两端电压随放电从正向阈值电压QUOTE开始指数规律下降，放电时间常数QUOTE。电容上电压下降到反向阈值电压QUOTE时，定时器位置输出高电平，放电管截至，放电结束。电容放电结束，电路又开始新一轮的充放电。充电从QUOTE到QUOTE结束，放电从QUOTE到QUOTE结束，周而复始，定时器输出方波频率。

2.2计数器

由于通话时间为3分钟，共180秒，使用3个74LS192组合可完成对180s的计数。

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。

图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端,为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为去除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。

。

74LS192功能表

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。将三个74LS192组合分别作为计数器的百位，十位，个位，可以得到一个范围在000~~999的加法器或减法器。实验中我们将三个74LS192组合成一个初始值为179的减法器，由秒脉冲提供信号。个位上的74LS192接收到由秒脉冲发生器发出的信号，开始计数，当个位上为递减到0时，BO向十位上的74LS192传递一个低电平，十位上的74LS192计数；当十位递减到0时向百位上的74LS192传递一个低电平，百位计数。

仿真模拟图：

秒脉冲置零端

秒脉冲

置零端

2.3控制电路

方案一：

此电路在180秒的前160秒通话期间，绿灯亮，表示一切正常，而当时间超过160秒后，红灯亮。即计数器在180-020的过程中，绿灯一直亮；当计数器在019-000的过程中为红灯。当计数器在019-000时，百位上74LS192为0000，十位上74LS192为000