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数字电子技术课程设计说明书题目：八路数显报警器系、部：电气与信息工程系学生姓名：****指导教师：******职称*******专业：电气自动化班级：电气****班学号：************完成时间：****年**月***日1摘要根据“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”这两门课中所学过的基础知识，我们可利用74LS147编码器、74LS48译码器译码器、40688输入与非门、74LS04非门、555定时器、7段数码显示管、蜂鸣器等基本元器件，可以设计并安装一个8路数现报警器。当8路中某一路断开时，显示该路编码，并发出音响，报警存在优先级，在两个或两个以上报警条件符合时，只显示高优先级的编码，报警时间持续1分钟或人为解除报警。关键词74LS147编码器；74LS48解码器解码器；40688输入与非门；非门74LS04；555定时器；7段显示管；蜂鸣器；报警；高优先级AbstractAccordingtoAnalogElectronicsandDigitalElectronicTechnologycourseinthetwolearnedthebasics,wecanusetheencoder74LS147,74LS48decoderdecoder,40688inputNANDgate,74LS04non-Doors,555timer,7-segmentdisplaytubes,buzzers,andotherbasiccomponents,todesignandinstallan8largeonesarealarm.When8isdisconnectedinacertainway,showingthattheroadcodeandaudiblealarmpriorityexistintwoormorealarmconditionsaremet,onlythedisplayofhigh-prioritycode,thealarmtimefor1minuteorArtificialliftthealarm.Keywords74LS147encoder;74LS48decoderdecoder;40688InputNANDGate;NANDgate74LS04;555timer;7-segmentdisplaytubes;buzzer;alarm;highpriority2目录第1章设计任务与要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４1.1设计课题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４1.2设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４第2章总体方案的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４2.1设计方案比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４2.1.1方案1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５2.1.2方案2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５2.1.3方案总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５2.2系统的总设计框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６2.2.1设计框图的介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６2.2.2设计框图的工作流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６第3章各芯片介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７3.1555芯片介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７3.1.1555芯片引脚．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７3.1.2555定时器的功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７3.274LS48芯片的介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８3.2.174LS48芯片引脚图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８3.2.274LS48功能表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９3.374LS147芯片介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０3.3.174LS147芯片引脚图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０3.3.274LS147芯片功能表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０3.4LED显示器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．＇１１3.4.1LED显示器引脚图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１3.4.2LED功能表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１第4章各单元电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２4.1优先编码-译码-显示电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２4.1.1优先编码-译码-显示电路的结构框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２4.1.2优先编码-译码-显示电路的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２4.1.3优先编码-译码-显示电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２34.2555定时电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３4.2.1定时电路的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３4.2.2定时电路的参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３4.2.3定时电路的仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１４第5章电路仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５第6章安装与调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８6.1调试前的检查．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８6.1.1连线是否正确．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８6.1.2元器件的安装情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８6.1.3电源供电，信号源连接是否正确．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８6.1.4电源端对地是否有短路现象．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８6.2通电观察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８6.3调试中的注意事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２０致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２２总结与心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２４4第1章设计任务与要求1.1设计课题8路数显报警器1.2设计要求1、设计并安装一个8路数现报警器，当8路中某一路断开时，显示该路编码，并发出音响。2、显示报警编码用一位LED显示器显示。3、报警存在优先级，在两个或两个以上报警条件符合时，只显示高优先级的编码。4、报警时间持续1分钟或人为解除报警。5、通电调试。第2章总体方案的设计2.1设计方案比较由题目可以看出需要设计这样实现数码显示和声音报警，根据“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”这两门课中所学过的知识，可以提出下列方案。2.1.1方案1：5用８９Ｃ２０５１制作八路断线数显报警器，８９Ｃ２０５１的Ｐ３口驱动ＬＥＤ共阳数码管；Ｐ３．０和Ｐ３．２口接由电阻和二极管构成的与门，部分显示信号经与门送三极管Ｑ的基极，有显示信号输出时，三极管导通，蜂鸣器发报警声。８９Ｃ２０５１的Ｐ１口除Ｐ１．０和Ｐ１．１片内没有提供上拉电阻以外，其余均有上拉电阻，因此Ｐ１口作输入时，可以外接８只上拉电阻，也可以在Ｐ１．０、Ｐ１．１口各接一只上拉电阻，然后从电源负极引一根公用线，输入口的８根线分别接在公用线上，使８个输入端均为低电位。接通电源后，ＬＥＤ发光，指示电源已打开。８９Ｃ２０５１上电复位后，依次检测Ｐ１．０～Ｐ１．７是否为高电位，即判断是否有断线。一旦检测到某输入口为高电位，就从Ｐ３口输出相应的闪动字符信号，数码管每隔一秒显示一次字符。例如：第１路断线，那么Ｐ１．０为高电位，经检测判断，从Ｐ３口输出闪动“１”的信号，数码管每隔一秒显示一次１，蜂鸣器每隔一秒报警一次。如果出现多路断线的情况，Ｐ３口依次输出相对应的几路的闪动字符信号，由数码管每隔一秒显示一个字符，依次显示，报警声每隔一秒响一次，值班人员很快就能知道哪里有断电发生，并及时去处理。2.1.2方案2：如下图2.1.2示：其中总开关起控制总电源的作用，八个控制开关分别为八个按钮，经过编码翻译，由译码器译出编码器的编码，从而在显示器显示数字。而编码器再连接555振荡电路，再与报警器相连，实现声音报警。2.1.3方案总结74LS147编码器74LS04非门74LS48译码器7段数码显示管控制开关555定时器40688输入与非门报警器6上述两个方案都具有八路数显指示和声音报警功能，但方案1需要应用单片机元件，电路比较复杂，且元件比较昂贵，所以不符合选材的原则。在方案2里在4068输出接口上连接555振荡电路，再与报警器相连，实现声音报警。这种方法简单且可行，容易实现8路报警器的功能。所以应采用方案2。2.2系统的总设计框图2.2.1设计框图的介绍系统的总的设计框图如图2.2所示。图中很清楚的说明通过开关的控制产生低电平输入到编码器74LS474再输入到译码器74LS48就点亮LED七段数显。而开关的控制也引起4068输出再输入到555的2脚，3脚输出高电平就使得蜂鸣器发出声音！图2.2系统的总的设计框图2.2.2设计框图的工作流程数码显示器译码器编码器报警器开关2开关3开关1开关4开关5开关6开关7开关8555定时电路电源与非门非门7接通电源后，分别按下开关，就有低电平输出到编码器和与非门，编码器就出入到译码器，再输入到数码显示器；与非门则输入到555引起报警。第3章各芯片介绍3.1555芯片介绍3.1.1555芯片引脚如图3-1所