24秒倒计时器研制EDA课程设计报告

《EDA实训报告》课程设计报告题目：24秒倒计时器设计与仿真分析姓名：叶正苗1371094张苏军1371103王能1371073张鲁然1371102专业班级：13电子2班指导教师：蔺玉柱日期：2015年6月22日-1-目录一、设计目的与要求....................................................................................................................-2-1、目的：..............................................................................................................................-2-2、要求：..............................................................................................................................-2-二、元器件清单............................................................................................................................-3-1、附录（元件清单）..........................................................................................................-3-555定时器功能介绍：.........................................................................................................-3-蜂鸣器的介绍：....................................................................................................................-4-三、设计原理................................................................................................................................-4-1、电路组成..........................................................................................................................-4-2、Protel原理图：................................................................................................................-5-3、倒计时器工作原理..........................................................................................................-6-四、电路设计................................................................................................................................-6-1、秒脉冲发生器设计..........................................................................................................-6-2、显示电路的设计..............................................................................................................-6-3、报警电路的设计..............................................................................................................-7-4、总电路设计......................................................................................................................-7-五、调试及结果............................................................................................................................-8-1、调试结果：......................................................................................................................-8-2、改进：..............................................................................................................................-9-六、总结.........................................................................................................................................-9-七、参考文献..............................................................................................................................-10--2-24秒倒计时器设计与仿真分析一、设计目的与要求1、目的：本课程设计主要针对模拟电子技术和数字电子技术课程要求，培养学生在查阅资料的基础上，进行使用电路设计、计算、仿真、调试等多个环节的综合能力，同时培养学生用课程的理论独立的解决实际问题的能力，另外还培养学生用专业的、简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。（1）掌握24秒计时电路的设计、仿真与调试；（2）掌握计时暂停、清零电路的设计、仿真与调试；（3）掌握计时显示电路的设计、仿真与调试；（4）掌握计时开始和计时终止报警电路的设计、仿真与调试；（5）掌握方案设计与论证；（6）掌握用相关软件进行电路图设计、仿真，以及对仿真结果的总结；2、要求：（1）计时暂停、复位电路的设计计时器有一个控制开关“暂停/继续”功能，有一个手动复位开关实现“手动复位功能。（2）计时显示电路的设计计时器有显示器、能够反映计时器的工作状态。（3）计时开始和计时终止报警电路的设计计时器计时开始和终止时警报声响起且有警报显示。-3-二、元器件清单1、附录（元件清单）元件名称数量/个1.5欧电阻13.7K欧电阻14.7K欧电阻18K欧电阻115K欧电阻11uF电容1蜂鸣器10.01uF电容174LS003开关4发光二极管174LS192计数器2数码显示器2LM555CM定时器1表（一）555定时器功能介绍：555定时器是模拟-数字混合式集成电路，利用它可以方便的构成脉冲产生、整形电路和定时、延时电路。具有功能强，使用灵活、方便等优点，在数字设备、工业控制、家用电器、电子玩具等许多领域都得到广泛运用。目前生产的555定时器有TTL和CMOS型。通常，TTL型555定时器的输出电流最高可达200mA，具有很强的驱动能力，其产品型号都以555结尾；而CMOS型555定时器则具有低功耗、高输入阻抗等优点，其产品型号都以7555结尾。集成定时器的的产品主要有双极型和CMOS型两类，按集成电路内部定时器的个数又可分为单定时器和双定时器；双极型单定时器的电路的型号为555，双定时器的型号556，其电源电压的范围为5~18v；CMOS型单定时器和双定时器；双极型单定时器的电路的型号为7555，双定时器的型号7556，其电源电压的范围为2~18v。CMOS型定时器的最大负载电流要比双极型的小，它们的功能与外引脚相同。555定时器的工作原理，555定时器的原理图及引脚排列图如下。定时器内部比较器、分压电路、RS触发器及放电三级管等组成。分压电路有三个5K电路组成，分别给A1和A2提供参考电平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚输入2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通；当输入信号自6脚输入1/3VCC时，触-4-发器复位，3脚输出为高电平，放电管T截止。4脚为复位端，当4脚接入低电平时，则V0=0；当正常工作时4接为高电平。5脚为控制端平时输入2/3VCC为参考电平，当5脚外接入一个输入电压，即改变比较器的参考电平。从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压通常接0.01uF电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。蜂鸣器的介绍：蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器，蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”表示。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路组成。当接通电源后，多谐振荡器起振，输出1.5~2.5KHz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣器发声。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性的振动发声。三、设计原理1、电路组成计时器有秒脉冲发生器、计数器，显示器、控制电路和警报电路组成。电路组成图如下所示：-5-十位图12、Protel原理图：图2十位显示器个位显示器控制电路计数器计数器秒脉冲发生器警报电路-6-3、倒计时器工作原理打开计时器电源，计数器显示24，打开“启动”开关后计时器开始秒脉冲发生器发出周期为一秒的方波信号，信号传输倒计时器，使计数器减一秒，计数期间可进行“暂停/继续”操作，当计数器由00变为24时计时终止，此时74LS00的3Y端由高电平变为低电平，蜂鸣器和LED灯都导通，蜂鸣器报警，灯亮。四、电路设计1、秒脉冲发生器设计秒脉冲发生器是有555定时器构成的多谐振荡器，要求T=1S，根据公式T=tw1+tw2,Tw1=0.7*(R1+R2)*C，可计算出电阻和电容值R1=15KR2=68KC=10uF2、显示电路的设计将两个显示器分别连在两片74LS192芯片输出端，构成显示电路，电路图如下所示：图3-7-3、报警电路的设计由电阻R2、发光二极管蜂鸣器组成报警电路，蜂鸣器一端接高电平，另一端接到U8A输出低电平即记时终止时报警电路导通，计时器报警，电路图如下：图44、总电路设计电路图如下所示：图5-8-五、调试及结果1、调试结果：如图5、图6、图7所示：图6图7-9-图82、改进：必须手控开关J2才能实现其功能，运用起来不是很方便；改成声控开关，使用