任意时间倒计时计数器的设计

1任意时间倒计时计数器的设计摘要：本设计实现任意秒数倒计时的功能，首先利用555定时器连接电阻和电容改装成多谐振荡器，将输入脉冲经电路转换输出矩形波，并改变电容和电阻的参数使输出周期为1秒。计数部分用74LS192芯片来实现，74LS192芯片是8421码计时的，符合任意几十秒读数的需要。译码部分采用74LS48芯片，74LS48是把8421BCD码经过内部作用和电路“翻译”成七段输出，然后直接推动LED，显示十进制数。此设计功能完善，可以直接清零,启动和暂停/连续计时,进而实现断点计时，同时还应用了七段数码管来显示时间。当计数器显示的数字递减到零的时候，会发出光电报警信号。其设计由计时模块、控制模块、以及译码显示模块3个部分组成。关键词：计时器；报警；芯片模块化2TheDesignofAnyTimeCountdownCounterAbstract：Thedesignimplementsthefunctionof30secondscountdown,Atfirst,usea555timerconcussionconnectedwithresistorandcapacitorconvertedintoamultivibrator,whichcaninvertertheinputpulseintoacircuitoutputsquarewave,andchangetheparametersofcapacitanceandresistancesothattheoutputcycleisasecond.Thecountingpartisrealizedby74ls192chip,and192chipistimedat8421yards,whichcanmeettheneedof30secondsreading.Decodingpartadopts74ls48chip,74ls48isatthe8421BCDbyinternalfunctionandcircuittranslateintosevenperiodofoutput,thendirectlypromoteLED,andshowsadecimalnumber.Thefunctionofthisdesignisperfect,itcandirectlyreset,startandstop/continuoustime,thenrealizebreakpointtime,atthesametimeitalsousessevendigitaltubetodisplaytime.Whenthecounterofthedigitaldisplaydiminishingtozero,itwillhaveaphotoelectricalarmsignal.Itisdesignedbyhourlymodule,controlmodule,anddecodedisplaymodule3parts.Keywords:Thetimerphotoelectric;Alarm;ModularI目录第一章绪论..........................................................................................................11.1课题背景与意义.....................................................................................11.2论文的主要内容....................................................................................11.3论文的基本要求………………………………………………………1第二章电路设计..................................................................................................22.1电路设计方案........................................................................................22.2工作原理..............................................................................................3第三章倒计时计数器元器件介绍……………………………………………..53.174LS48芯片........................................................................................53.274LS192芯片......................................................................................73.3555振荡电路.......................................................................................83.4单元模块................................................................................................93.4.1时钟模块.....................................................................................93.4.28421BCD码递减计数器模块..............................................113.4.3译码显示模块..........................................................................123.4.4报警电路模块.....................................................................14第四章电路仿真及其未来展望........................................................................154.1电路仿真..............................................................................................154.2系统仿真结果………………………………………………………..154.3不足之处与未来展望………………………………………………..17第五章总结....................................................................................................18参考文献........................................................................................................191第一章绪论1.1课题背景与意义随着科学技术和计算机应用方面的不断发展，计时器在许多领域中得到普遍应用，如体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来作为各种药丸、药片、胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器对现代社会的意义是何其重大。在电子技术飞速发展的今天，电子产品的人性化和智能化已经非常成熟，其发展前景仍然不可估量。如今人们需求的是一种能给自己带来方便的电子产品，当然最好是人性化和智能化的产品。倒计时计数器的用途很广泛。它可以用作定时，控制被定时电器的工作状态，实现定时开或者定时关。加上运用显示电路将倒计时的时间显示出来，从而更让人觉得这是个比较方便的控制加定时开关。1.2论文的主要内容此次设计主要是验证30S倒计时计数器的功能，整体功效分为：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器显示“00”，同时发出光电报警信号；计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等功能。1.3论文的基本要求（1）设计必须有3O显示计数功能；（2)设置为3OS下降定时器，定时器的时间间隙应设置为1；（3）设置外部操作开关，保证启动和暂停/连续功能，控制计数器的直接清零；（4)在直接清零的时候，需要数码显示器的灯不会熄灭；（5)当减少到计数器的数字为零时，数字显示灯不熄灭，报警器就会发出报警信号。2第二章电路设计2.1电路设计方案对设计任务的分配的设计思想，系统的设计包括一个秒脉冲发生器，计数器，解码显示，控制器和报警器，由这5个结构组成的。定时电路降低的时间，时间间隔应1S，定时器将自动减1，其中，计数器和控制器是整个系统的核心部分。计数器具备实现30S倒计时计数的功效，而控制电路则必须具备控制计数器的清零，驱动和停息/连续的功效、译码显示器是不是会显示，还有光电报警器会不会发出报警信号等功能。图2.130S倒计时器电路图3为了满足此次设计的需要，设置控制电路及控制开关是时候，需要认真处理好每个信号之间的时序关系，否则实验不会顺利的演示成功。在操作中直接明确要求，计数器复位，数字显示灯不发光。当S2开关处在时间的封闭状态，控制电路应封锁时钟信号CP，还需要反功能明确，译码显示30字符样，针对计数器开始逐级递减计数；当使停息/连续开关S1处于断开形态的时刻，计数器会暂停计数，而后处在保持状态；当暂停/继续开关S1处于关闭状态，计数器将继续下降，计数，当计数器计数降为零，导致控制器发出报警信号，二极管灯会点亮。当暂停/持续开关S1与地接线的时候，计数器会直接清零，同时数码显示器上的灯会熄灭。篮球30s倒计时计时器的框图如图2.1所示。它由计数器、译码显示器、秒脉冲发生器、报警器、控制电路板等构成的。为了介绍报警电路的作用，所以用发光二极管来取代，二极管发光可以代表发出了警报效果。组成的电路图如图2.1所示：2.2工作原理此次课程设计要完成的是一个倒计时计数器，倒计时计数器的工作过程是：接通电源后，打开拨动开关，两个数码管都显示零，按动复位开关，数码管显示30，并且从30开始倒计时计数直到零为止，在中间任意时刻按动复位开关都会从30开始倒计时。该电路利用555芯片构成的多谐振荡电路产生脉冲信号，经过74LS08与门电路作用于74LS192，先给74LS192值数，经过同步十进制计数器74LS192计数，再经过译码器74LS48进行译码，数字将会在数码管上显示。本次实验利用了555芯片组成的多谐振荡电路发出脉冲信息，而后再通过译码器74LS08与门电路作用于十进制计数器74LS192，但一定要给74LS192十进制计数器的值，通过74LS192十进制计数器计数，该74LS08解码器的解码，最终将会显示在数码管上，让人读取。整体原理框图如图2.2所示4图2.2设计总体原理方框图译码计数器秒脉冲发生器控制电路报警电路显示5第三章倒计时计数器元器件介绍本文设计需要使用元器件具体有555定时器，7个字符显示译码器74ls48，同步十进制可逆计数器74LS192，时钟电路模块，8421BCD码计数器电路模块，译码显示器电路模块，报警器电路模块。关于这些元件相关功能和参数会进行如下的简单介绍。3.174LS48芯片随着74LS48的7节字符显示译码器输出功