1、 定时器电路设计 、秒脉冲发生电路设计秒信号发生器采用 555 定时器，5 55 定 时 器 是 一 种 模 拟 和 数 字功 能 相 结 合 的 中 规 模 集 成 器 件 。 其 成 本 低 ， 性 能 可 靠 ， 只 需 要 外 接几 个 电 阻 、 电 容 ， 就 可 以 实 现 多 谐 振 荡 器 。 555 定 时 器 包 括 两 个 电压 比 较 器 ， 三 个 等 值 串 联 电 阻 ， 一 个 RS 触 发 器 ， 一 个 放 电 管 T 及 功 率 输 出 级 。 它 提 供 两 个 基 准 电 压 VCC /3 和 2VCC /3 。 其 秒信 号 发 生 电 路 如 下
2、 图 所 示 ：图 1.1VCC 通过对 R1、R2向电容充电。电容上得到电压按指数规律上升，当电容上的电压上身到2/3VCC 时，输电压 VO 为零，电容放电。当电压下降到1/3VCC 时，输出电平为高电平，电容放电结束。这样周而复始便形成了振荡。我们要的周期是1秒，频率是1赫兹。周期 T 可以由下面的公式可知：TR1.R2lnC选择了 R75=15K，R76=68K,C16=10uf 得1秒的震荡时间2、启动/停止电路设计启动/停止电路，我们选择了双组三控自锁开关（6 管脚） 、与非门电路和与门电路。自锁开关一组的公共端 5 接经过一个与门（与门的另一输入端接来自报警系统到的信号，该不报警
3、时为 1）再接与非门的一个输入端 5，同组的另外两端分别接 6 接 VCC 和 5 接 GND，555振荡器的输出端接与非门的剩下输入端 4，自锁开关在没按下的时开关的 5 脚为 0，只要与门的任意一个端输入 0，与非门的 5 脚为低门电路关闭，555 的脉冲无法进入到计数电路，计数停止，反之为开启，此处我们实现了按键启动/停止，或定时时间到也可使之停止的功能。电路图如下：图 2.13、计时电路设计计时电路，采用 74LS192.该芯片是同步 10 进制可逆计数器，具有双时钟输入，可置数可清零。本次设计中我们将 74LS192 接成十进制和六十进制，考虑到我们要倒计时。所以我们将所有 74LS
4、192 的 UP 端在计数时保持高电平，在秒计数的个位的 74LS192：秒信号输入接到 DOWM，秒计数的十位：将输入端 的 B,C 端接高电平（即输入端接成 0110） ，秒十位的置数LD 端和借位端 BO 连在一起构成 6 进制，再把秒个位的 BO 和秒十位的 DOWN 连在一起。当秒脉冲从秒个位的 DOWN 端输入的时候秒计数的 192 开始从 9 减到 0；这时，它的借位端 BO 会发出一个低电平到秒十位的输入端 DOWN，秒十位的计数从 6 变到 5，一直到变为 0；当高低位全为零的时候，秒十位的 BO 发出一个低电平信号，DOWN为零时，置数端 LD 等于零，秒十位完成并行置数，
5、下一个 DOWN 脉冲来到时，计数器进入下一个循环减计数工作中。对于分计数来说，道理也是一样的；只是要求，将分十位的输入端接成 0101 即（C 和 A 接 1，B，D 接 0） ，其他电路同上，因为在分计数的两块 74LS192 上都是 00 时，在下一个脉冲到来是，分个位先产生借位，然后秒个位变成 9，与此同时分十位收到来自秒个位的脉冲而使 BCD 变为 5，变成 59 符合要求，如果接成 6 就变成 69，因此在将分十位的输入端接成 0101（5） 。对与小时的话我们直接成两个 10 进制。电路图如下：4、显示电路设计显示电路采用了 4 片一位的共阴极七段数码管（如图 3.3.2 所示）
6、 ，来分别显示分钟计时的十位和个位，小时的十位和个位完成预置和显示功能。数码管的驱动电路采用的共阴极的七段译码器 74LS48，它内部有上拉电阻，可以直接与共阴极的数码管相连接。 由于数码管只用显示 09 的数字，则 LT、LBI、BI/RBO 三个脚都接高电平，A B C D 四个输入端连接 74LS192 的输出，就能显示出预置的时间和定时的剩余时间。其连接电路图如图 2.3.1 所示：此外根据要求秒要用一个发光二极管显示。我们从 VCC 接一个 10K 电阻再接发光二级管，再接到秒个位的 74LS192 的脉冲输入端 DOWM，在 DOWM 为低时发光二级管就亮，从而使发光二极管随输入脉
7、冲一闪一亮，显示秒的变化。如图 4.2图 4.1图 4.25、预置时间电路设计预设时间电路我们采用三控（6 路）不自锁开关，经过试验电容按键消抖比不上 SR 触发器消抖，因此采用 SR 触发器按键消抖，提高精度。SR 的 S 端接不自锁开关 6 端同时再接一个 10K 电阻到 VCC，SR的 R 端接不自锁开关的同组非公共端 4 也是接 10K 电阻到 VCC，SR的输出端，再经过一个与非门接到接 74LS192 的 UP 端，其他的也如此。在没有按下时,SR 位 10 出 0，按下时 01 出 1，再经与非门所以会再 UP 端出现 10。 10，下降沿的变化，来预置时间。 下图 5.1考虑到
8、计数器在正常工作时，禁止调时间并且保持 74LS192 的 UP端保持为高电平，我们加入了按键自锁电路，即在 SR 输出端接到一个门电路的一个输入端，在暂停/启动开关的另一组三控开关的公共端 2接到与门的另一个输入端上，如图 1.1，暂停/启动开关的 1 接GND，2 接 VCC，即可，如图 1.1 在启动模式时与 SR 想连的门电路关闭，禁止调时间。此外，在分的十位上，为了避免在预置时间时出现大于 6 以上的数，我们增加了清零电路。如图 5.2图 5.1图 5.2BCD 码的 B 和 C 经与门再经或门连接到分十位的 74LS192的 CLK 上，在 BCD 从 0 加到 6 时，CR 端产
9、生高电平进行清零 6、报警电路报警电路我们将用与门接成 SR 触发器，将小时十位的 74LS192 的借位端 BO 接 R 端，S 端接来自启动/ 停止自锁开关的公共端 6，构成SR 的与门 U7 的 8 管脚连接到暂停启动电路中德与门 U19 的 2 端（产生停止信号） ，反向器 4 输出俩接 MR（清零）和发光二极管BO 端平时是高，定时时间到时，差生负跳变，在计数状态时启动/ 停止自锁开关的公共端 6 是高电平，因此 SR 为 10 状态 输出 0 再经反相器变为 1，亮二极管产生报警。 7、复位电路设计复位电路,将除分十位的 74LS192 的 MR 要经或门连接外，其余的 74LS1
10、92 的复位 MR 端连起来，再加上按键和两个电阻，和10uf 的电容接成上电复位脉冲输入如下图 7.1复位按键的输入脉冲经过与门 连接到与非门 U7A 的 1 端，时十位的借位 BO 接到 U7A 的 2 端。复位按键没有被按下时，为低取反后为高，时十位的借位 BO，在没有借位信号时为高，经过与非门使 74LS192的清零 CLR 为低，不产生清零，当按键按下时或定时时间到时 CLR为高，产生清零，7.12.2 总设计电路图。2.3 总设计系统图。2.4 总设计仿真图显示电路计数电路暂停/启动复位电路报警电路预置时间电路1 秒脉冲产生电路2.5 实物图八、收获、心得体会和建议查找教材，资料，
11、相应软件，为了这次课程设计，我们在图书馆查找了大量的相关资料，终于被我找全了和本次课程设计相关的不懂问题。根据所分析的系统的电路原理图，结合系统的设计要求，在 WEWB32 环境下进行元器件之间的连线和编译与仿真，及时检查元器件的放置、连线是否有错误。根据交通灯系统的控制要求，经过实验，排除所有实验中的错误并实现了预定的功能。在老师的指导下，通过学习定时器系统控制器的设计的实验，学习一种设计电子的软件，增加了我们对电子设计的了解。通过这次课程设计我们对于 EDA 技术多多少少有了一些了解，EDA 技术发展迅速，有着广阔的应用前景，设计面广，内容丰富，它用软件的方法设计硬件；用软件方式设计的系统
12、到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；在设计过程中可用有关软件进行各种仿真；系统可现场编程，在线升级；整个系统可集成在一个芯片上，体积小，功率低，可靠性高。EDA 技术以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方法，以计算机，大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译，逻辑化简，逻辑分割，逻辑综合及优化，逻辑布局布线，逻辑仿真，直至特定目标芯片的适配便宜，逻辑映射，编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。其中大规模可编程器件是利用 EDA 技术进行
13、电子系统设计的载体，硬件描述语言是利用 EDA 技术进行电子系统设计的主要表达手段，软件开发工具是利用 EDA 技术进行电子系统设计的智能化的自动化设计工具，实验开发系统则是利用 EDA 技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。此次实验不但提高了我们实践的能力和理论水平，而且对于我们认识掌握各种操作技巧具有重大意义，使我们的综合素质得到了很大的提高。当然，通过这次实习，对我的影响远不只以上这些，它对我在以后的学习和生活中将会起到不可估量的作用。因此，学校安排的这次课程设计的目的显然会在我们这些人上得到体现。主要自己得到一次很好的锻炼机会让自己得到了进步。最后，我建议学校多搞些这样的设计，在锻炼我们的同时还丰富了我们的生活，还建议在今后的设计报告中，提供一些好的报告让我们参考，谢谢！九、参考文献1 孟贵胥,王兢.数字电子技术.大连理工大学出版社2 夏宇闻.复杂数字电路与系统的 Verilog-HDL 设计技术.北京航空航天大学出版社. 19983 毕满清主编.电子技术实验与课程设计.第二版.北京：机械工业出版社，20014 张克农编.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，20035 谢云等编.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，20036 李国丽，朱维勇，栾铭编著.EDA 与数字系统设计.北京：机械工业出版社，2004十、附录元器件清单
