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1、目录摘要.11 芯片的简单介绍.21.1 十进制计数器（74LS192） .21.2 非门（74LS04）.31.3 三输入与非门（74LS10） .31.4 译码器（CD4511） .41.5 定时器 555.52 单元电路设计.52.1 脉冲发生电路.62.2 报警电路.72.3 控制电路.72.4 译码显示电路.82.5 计数电路.83 仿真与调试.94 心得体会.11参考文献.12武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书1摘要本次数学电子技术基础课程设计为可预置的定时显示报警电路，以逆向分析的思路对芯片、参数进行选择，然后在仿真的基础上制作实物予以调试，使其达到技术要求。本次数学电子
2、技术基础课程设计说明书主要从四个方面进行论述：课程设计所需芯片有关理论知识的简要介绍；以性能指标为基础设计单元电路；设计、仿真整体电路；对实物进行调试，对调试结果进行分析，验证是否达到技术要求。关键词：74LS 系列芯片 引脚图 功能表 计数 报警武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书21 芯片的简单介绍本次数学电子技术基础课程设计为可预置的定时显示报警电路，通过分析，本次课程设计所需芯片有十进制计数器（74LS192） 、非门（74LS04） 、三输入与非门（74LS10） 、译码器（CD4511） 、555 定时器。下面对芯片有关理论知识进行简要介绍。1.1 十进制计数器（74LS19
3、2）74LS192 是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列如图 1 所示。图 1 74LS192 引脚图图中：为置数端，CPU为加计数端，CPD为减计数端，为非同步进_ PL_UTC位输出端， 为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3 为计数器输入端，MR_DTC为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3 为数据输出端。其功能表如表 1 所示。表 1 74LS192 功能表输入 输出MR_ PLCPUCPDP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01 00000 0 dcbadcba0 1 01加计数0 1 10减计数1.2 非门（74LS04）武汉理工大学数学电子技术基础
4、课程设计说明书374LS04 是 6 非门(反相器)，内部含有 6 个 COMS 反相器，74LS04 的作用就是反相，把 1 变成 0，把 0 变成 1。74LS04 其引脚排列如图 2 所示。图 2 74LS04 引脚图1.3 三输入与非门（74LS10）74LS10 是三输入与非门，内部含有 3 个 COMS 与非门，74LS10 的作用是：当三个输入端输入全部为 1 时，输出才为 0，其他情况都为 1。74LS10 其引脚排列如图 3 所示。图 3 74LS10 引脚图1.4 译码器（CD4511）CD4511 是七段显示译码器，CD4511 具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输
5、出级，通常用以驱动 LED。各引脚的名称：其中 7、1、2、6 分别表示 A、B、C、D；5、4、3 分别表示 LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示 。a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出，还武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书4有两个引脚 8、16 分别表示的是 VDD、VSS。其引脚图如图 4 所示。图 4 CD4511 引脚图当输入 8421BCD 码时，输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。有效输入为 00001001，当输入为 10101111 六个状态时，输出全为低电平，显示器无法显示。CD4511 设有三个辅助控制端 LE
6、、，以增强器件功能。功BLLT能表如表 2 所示。表 2 CD4511 功能表 输入输出十进制 或功能LE LTD C B ABIa b c d e f g字型0123456789000000000011111111110 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 111111111111 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1
7、1 1 1 11 1 1 1 0 1 1消 隐1 00 0 0 0 0 0 0武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书5锁 定灯 测 试11 1锁定在上一个 LE=0 时1 1 1 1 1 1 11.5 定时器 555 555 定时器是一种数字、模拟混合型的中规模多用途的集成电路，可由 TTL电路或 CMOS 电路构成，它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路。其引脚图如图 5 所示。图 5 555 定时器引脚图其中，1 接 GND；2 为触发端；3 为输出端；4 为复位端；8 接 Vcc；7 为放电端；6 为阈值端；5 为控制端。 2 单元电路设计本次数学电子技术基础课程设计可预置的定
8、时显示报警电路，整体电路分为脉冲发生电路、译码显示电路、控制电路、计数电路、报警电路等五部分，如图 6 所示。现对各个部分进行分析设计。计数器报警电路控制电路脉冲发生器译码显示武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书6图 6 整体电路设计2.1 脉冲发生电路本次课程设计所需的脉冲发生电路的性能指标为 1Hz，在 555 定时器的基础上增加外围电路，使其满足指标要求。脉冲发生电路图如图 7 所示。图 7 脉冲发生电路电容器 C2的放电时间为：电容器 C2的充电时间为：则工作频率为：由性能指标=1Hz,在不考虑占空比的情况下，取 C2=2.2F 得：fR3+2R2=65K购买元件时，取 R3=5
9、6K，R2=4.5K2.2 报警电路可预置的定时显示报警电路采用减计数，当预置的时间到了之后，十位计数器的借位输出端输出低电平，通过反相器使其变为高电平，从而触发发光二极管发光报警。报警电路图如图 8 所示。22227 . 02lnCRCRtPL2232237 . 02lnCRRCRRtPH223)2(7 . 0CRRf武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书7图 8 报警电路图R1 为限流电阻，目的是保护发光二级管。2.3 控制电路可预置的定时显示报警电路的预置和计数控制由开关控制，其中，为了达到性能要求，即最大计时为 30s，在个位计数器前面加一个三输入与非门，当十位为 3 时，个位的输
10、入只能输入低电平，从而满足课设要求。预置控制电路如图 9 所示，计数控制电路如图 10 所示。图 9 预置控制电路武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书8图 10 计数控制电路2.4 译码显示电路可预置的定时显示报警电路的译码显示电路由译码器 CD4511 和七段数码管组成，七段数码管为共阴极。译码显示电路图如图 11 所示。图 11 译码显示电路图译码器 CD4511 的输出端 QAQG分别与七段数码管的输入端 AG 相连，中间加限流电阻，作用是保护数码管。2.5 计数电路可预置的定时显示报警电路的计数电路由异步十进制计数器 74LS192 与外围三输入与非门和非门共同组成。计数电路图如
11、图 12 所示。武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书9图 12 计数电路图可预置的定时显示报警电路的计数电路采用减计数，个位的借位输出端与十位的减计数端相连，当个位为 00，触发十位减计数，从而实现可预置的定时的要求。3 仿真与调试在单元电路设计的基础上进行各个单元电路的组合连接，在软件上进行仿真，然后再在仿真的基础上，制作实物进行调试。图 13 置数仿真图武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书10图 14 报警仿真图图 15 置数实物图武汉理工大学数学电子技术基础课程设计说明书11图 16 报警实物图 4 心得体会这次课程设计中不仅验证了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程 “千里之行始于足下” ，我今天认真的进行课
