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1、电子技术课程设计 报 告题 目：数显、声响式定时器学 院： 陕西理工学院 院 系： 电信工程系 姓 名： 赵德锋 班 级： 电子 082 学 号： 0813014037 指导教师： 何伟 完成时间：2010 年 9 月 13 日数显、声响式定时器1一、任务和要求设计并制作一个数显、声响式定时器，要求如下。1、 用压控陶瓷蜂鸣器作为电声元件，电路具有 15 秒定时功能。2、 用一个数码管即一个发光二极管表示时间计时，格式如下：初始时 LED 及数码管均不亮，按开关键后数码管显示 5 同时二极管亮，然后开始倒计时计数。3、 具有最后三秒报时功能，要求响半秒、停半秒共三下。4、 电路应具有开关复位或
2、手动复位功能。5、 自制一秒信号源及制作本电路所用的直流稳压电源，用 AC220V 供电。二、 提示和参考文献：数字电子技术实验任务书实验四数字电子技术实验任务书实验六直流电源参见参考资料 P23目录前言 .41总体设计方案选择与论证 .51.1 方案一 .51.2 方案二 .51.3 对比选择 .62单元电路与总电路设计 .62.1 5V 电源 .62.2 1Hz 信号源 .82.3 倒计时与显示部分 .102.4 复位电路 .112.5 最后三秒声响部分 .1222.6 停止电路 .132.7 总体电路 .143.仿真调试 .153.1 软件介绍 ： .153.2 具体调试 .164.实验
3、装调 .174.1 方法与步骤 .174.2 故障及其处理 .174.3 总结和体会 .17附 1.元器件清单 .18附 2.集成电路芯片管脚图 .19附 3.总体电路图 .21前言在我们的生活当中时常会见到这样一种电子设备他不但会倒计时，而且还会发出声响来提醒你，其实这当中的重要部分就是数显、声响式定时器。在许多场合中都会见到它的身影，现在各种各样的倒计时牌随处可见，这些设备虽然在外形上各有特色，但究其功能都是实现倒计时以及在计时快停止时对人们的提示，所以对这些设备的研究与了解对我们来说还是非常有必要的，再加上它里面所涉及的内容绝大多数都和我们所学习的数字电路基础技术这门专业基础课有关，因此
4、此次倒计时计数器设计对于我们来说是一个锻炼实际应用能力3以及将理论与实践相结合的绝好机会。此次的课程设计主要针对我们在学习数字电子技术之后，如何将理论与实际应用结合起来进行综合设计以培养我们独立分析、思考与解决实际问题的能力以及如何将所学的课程运用于实践中。1总体设计方案选择与论证1 1 方案一如图 1.1 所示，信号直接由 555 定时器产生（频 率 1HZ，占空比 0.5） ，由 74LS192 主控倒计数，JK 触发器控制 LED 和 74LS192 的复位，三态门控制计数停止。41.2 方案二如图 1.2 所示，信号先由 555 定时器产生频率为 10HZ 的矩形脉冲，再经过十分频，输
5、出频率为 1Hz，占空比为 0.5 的矩形脉冲，由 74LS192 主控倒计数，JK 触发器控制 LED 和74LS192 的复位，与门控制计数停止。1.3 对比选择从准确角度来说方案二要优于方案一，因为方案二时钟信号经过十分频，误差更小、占空比更准确。但是，单就任务书而言，方案一就足够了，并且方案一所使用的芯片少，简单、实用，因此我们选择方案一。52单元电路与总电路设计2.1 5V 电源可以说只要是电路就离不开电源，那么我们所做的定时器就更不用说了，而电源的好坏直接影响着电路能否正常工作。于是我们将 220V 交流电经过变压器变为 9V，在经过整流桥整流成直流，然后采用三端稳压芯片 7805
6、 稳压 ，右边两个电容是 5 伏电源的滤波电容。如图 2.1.2 该电路输入家用 220v 交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的 5v 直流电。其工作原理如图 2.1.1图 2.1.1 5V 电源工作原理图从图上看,变压器输入端经过一个保险连接电源插头,如果变压器或后面的电路发生短路，保险内的金属细丝就会因大电流引发的高温溶化后断开。 变压器后面由 4 个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源，所以在这里接一个 330uF/25V 的电解电容。 变压器输出端的 9V 电压经桥式整流并电容滤波，在电容 C1 两端大约会有 11V 多一点的电压，假如从电容两端直接接一
7、个负载，当负载变化或交流电源有少许波动都会使 C1 两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件。 三端稳压器是一种集成电路元件，内部由一些三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。 6因为我们要输出 5V 的电压，所以选用 7805，7805 前面的字母可能会因生产厂家不同而不同。LM7805 最大可以输出 1A 的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（2
8、 脚）短路并不会使 7805 烧坏，当然如果时间很长就不好说了，这跟散热条件有很大的关系。三端稳压器后面接一个 105 的电容，这个电容有滤波和阻尼作用。图 2.2.2 5V 直流电压源2.2 1Hz 信号源由于蜂鸣器在后三秒要响半秒停半秒，所以要由 555 产生周期为 1 秒、占空比为 0.5 的矩形脉冲，经计算此震荡电路占空比为 0.5（波形） ，于是在电路中加入二极管，这样电容充、放电所经过的电阻一样大，以达到充、放电的时间相同的效果，从而达到占空比为 0.5 的效果如图 2.2.2。555 定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，用它能方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活方便，所以它在波形的变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域得到广泛的应用。UI1 是比较器 C1 的输入端（也称阈值电压，用 TH 标注） ，UI2 是比较器 C2 的输入端（也称触发端，用 TR标注） 。C1 和 C2 的参考电压（电压比较的基准）VR1 和 VR2 由 VCC 经三个 5 千欧电阻分压给出。在控制电压输出端 VCO 悬空时，VR1=2/3VCC,VR2=1/3VCC.如果外接固定电压,VR1=VCO,VR2=1/2VCO.7a.只要 RD=0,无论两个触发端为何状态，输出端 Vo=0。b.当
