数字电路课程设计--实用数字式定时开关设计

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1、 实用数字式定时开关设计 摘 要 数字式定时开关电路是起定时报警或者定时开关电器的电路，在日常生活中应用很 广。当今社会许多家用电器都有定时功能，定时可以节省能源，还可以提醒用户电器的 工作状态， 比如家用电扇有一个定时开关， 在达到设定的时间后电动机会自动停止转动。 本组课程设计的题目是：数字式定时开关。用 555 芯片产生一个秒脉冲信号；555 芯片的输出端接计数器 74ls192 【2】的脉冲输入端，在 74ls192 的地址输入端接四个开关， 通过调节开关的通断来改变预置的数值，这里计数器的计数方式为倒计数；计数器的输 出端接到译码器 4511BD 【1】的地址输入端， 因为计数器的计

2、数范围是 90， 所以通过译 码器后输出的数值为 90 中的一个；在译码器的输出端接一个共阴数码管，用来显示 倒计时。在计数器的值为 0 时，报警电路自动报警，并且数码管一直显示为 0，此时电 路处于锁存状态，这样电路起到了计数、报警的作用。 关键字：定时开关、报警、BCD 码、译码显示 目 录 1 绪论 1 1.1 课题描述 1 1.2 设计任务与要求 1 1.2.1 课题简介 . 1 1.2.2 设计说明 1 1.2.3 设计要求 . 1 1.3 基本工作原理及框图 . 1 2 相关芯片及硬件电路设计 2 2.1 电路元件清单 2 2.2 锁存器电路的设计 3 2.3 编码器电路的设计 3

3、 2.4 译码器电路和数码管显示电路的设计 . 4 2.5 倒计时电路的设计 5 2.6 时钟电路的设计 6 2.7 单稳态电路及蜂鸣器的设计 . 7 3 整体电路. 8 总 结 . 9 致 谢 . 11 参考文献. 12 1 绪论 1.1 课题描述 数字式定时开关用于赛事活动，如篮球比赛等。该课题利用电子技术知识设计出一个 数字式定时开关，可以自定义时间，分别用多个按钮表示。设置一个系统清除和计时控制 开关 S，该开关由裁判控制。数字式定时开关具有锁存与显示功能。即裁判按动按钮，开始 计时，并在 LED 数码管上显示，一直到时间计时为零时，停止计时同时扬声器发出报警声 响提示。 1.2 设计

4、任务与要求 1.2.1 课题简介 本次数字电路课程设计是一个数字式定时开关，如图 1 数字式定时开关是由控制电路、 脉冲发生电路、计数器、译码显示电路及报警电路五部分组成。此开关采用 BCD 拨盘预置 开关时间， 其最大定时时间 9 秒， 计时是采用倒计时的方式通过一位 LED 数码管译码显示， 通过拨码开关预置一个时间，再通过计数器倒计时方式进行计数，当达到某一个时间时， 发出一个信号，进而来控制电器的工作，我们设计的就是当倒计时为 0 时，一直处于 0 状 态，并且开关发出开关信号，输出端呈现高电平，开关处于开泰，再按按钮，到计时开始。 计时时间到驱动扬声器报警。 1.2.2 设计说明 1

5、采用 BCD 【3】拨盘预置开关时间，其最大定时时间为 9 秒，计数时采用倒计时的方 式并通过一位 LED 数码管显示； 2预置时间以后通过另一按钮控制并进行倒计时，当时间显示为 0 时，开关发出开关 信号，输出端呈现高电平，开关处于开态，再按按钮时，倒计时又开始。计时时间到驱动 扬声器报警。 3编写设计报告，写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 1.2.3 设计要求 1根据任务要求合理的选定设计方案； 2完成各单元电路及总体电路的设计； 3元器件及参数选择正确； 4画出正确的电路原理图（或仿真电路图） 。 1.3 基本工作原理及框图 由 555 芯片 【7】及其电阻、电容

6、构成一个多谐振荡器，通过选用合适的电阻与电容产生 一 个连续的秒脉冲信号，作为计数器 74ls192 的时钟脉冲。这里用的计数器为 74ls192，其 为十进制可逆计数器，最大计数范围是 09 秒。本设计用的是定时九秒而且为减计数，预 置数通过在计数器 74ls192 的地址输入端接四个开关来控制高低电位。在计数器的 LOAD 端接一个开关来控制计数与停止计数，开关闭合电路处于计数状态，断开则电路处于置数 状态。通过在计数器输出的四个管脚处接一个四输入或门，或门的输出接蜂鸣的负端，四 输入或门接一个非门，蜂鸣器的正极接非门的输出端，当计数值为 0 时蜂鸣器会自动报警。 计数器的输出与译码器 4511