任务书数显、声响倒计时电路设计一、任务及要求设计并制作一个数显声响式倒计时电路。

要求如下：1．电路具有10—99秒可预置定时功能。

2．有两个数码管显示计时时间，用一只LED指示计时开始与结束。

按预置（开始）按钮，数码管显示定时时间，LED灯不亮；再按预置（开始）按钮，LED亮，倒计时开始。

3．倒计时结束时，计数器停止计数，LED灯不亮。

4．电路具有开机预置数功能。

5．电路具有最后三秒报时功能，要求响半秒停半秒，共三次。

用压控陶瓷蜂鸣器作为电声元件。

6．自制本电路所用得直流电源和一秒信号源。

二、参考资料《数字电子技术实验任务书》实验四及实验六《电子技术基础》课程设计资料目录前言................................................... 错误!未定义书签。

1、整体设计................................................ 错误!未定义书签。

1.1整体设计思路............................................ 错误!未定义书签。

1.2整体设计................................................ 错误!未定义书签。

方案一 (5)方案二：................................................. 错误!未定义书签。

2、单元电路设计和基本原理 (6)2.1电源设计 (6)2.2信号源 (7)2.3 开机复位电路 (8)2.4 减法器计数器 (9)2.5 显示电路 (11)2.6 报警电路 (13)2.7 LED灯电路 (13)3、系统安装与调试 (15)3.1.步骤方法............................................. 错误!未定义书签。

3.2故障及处理 (15)3.2.1电源仿真的制作及调试........................... 错误!未定义书签。

3.2.2 1秒信号源仿真的连接于调试..................... 错误!未定义书签。

3.2.3 译码显示仿真的连接和调试....................... 错误!未定义书签。

3.2.4 计数器仿真的连接和调试......................... 错误!未定义书签。

3.2.5 报警电路仿真的连接和调试 (16)3.2.6 LED灯仿真的连接和调试......................... 错误!未定义书签。

3.2.7 总体电路的测试................................. 错误!未定义书签。

3.3小结 (16)4、总结与体会.............................................. 错误!未定义书签。

附录1 总体电路图 (19)附录2 元器件清单 (20)附录3 集成电路引脚图 (21)附录4 参考文献 (22)前言电子技术综合课程设计是针对我们所学的数字电子技术基础、模拟电子技术基础两门课程，进行综合性实践训练的实践学习环节，它包括选择课程、电子电路设计、组装（或模拟仿真）、调试和编写总结报告等实践内容。

它包括选择课程、电子电路设计、组装。

调试和编写总结报告等实践内容。

通过课程设计实现以下四个目标:第一，培养学生团队合作以及其迎难而上精神。

第二，让学生初步掌握电子线路的试验、设计方法。

即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标；第三，培养勤于思考的习惯，同时通过设计并制作电子产类品，增强学生这方面的自信心及兴趣；第四，课程设计为后续的毕业设计打好基础。

毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法；本课程设计介绍的是数字逻辑电路中以TTL集成电路为基础的数显，声响倒计时器，以电路的基本理论为基础，着重介绍电路的设计装调及性能参数的调试方法. 本课程设计应达到如下基本要求：（1）综合运用电子技术课程中所学的理论知识独立完成一个数显、声响倒计时器的设计。

（2）通过查阅手册和参考文献资料，培养寻找、分析和解决实际问题的能力。

（3）熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

（4）掌握电子电路的安装和调试技能。

（5）熟悉的使用各类数字电子仪器。

（6）学会撰写课程设计论文。

（7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

在这次实践设计过程中，我得到了同学门和老师极大的帮助，在这里我表示衷心的感谢，同时我也明白了团队精神的重要性。

1、整体设计1.1整体设计思路总体思路：因为每个片子和各个元器件均需要一个5V的直流电源来驱动，因此我们需要一个变压器、整流桥和三端稳压器来设计一个稳定的5V直流电源。

此次设计是以秒为单位的计数器，所以我们需要的是1Hz的cp信号，这个可以由555多谐振荡器来完成，而且根据后面的响半秒停半秒可知，它的占空比为50%。

由于要达到倒计时功能，因此我选用2个74LS192作为计数器件，并将2个192级联来使它满足10-99的倒计时。

为了加快运行速度我采用并行进位的级联方法。

以前面555多谐振荡器产生的1Hz的方波信号来作为秒脉冲，作为它的cp脉冲。

然后还需要两个74LS48译码器与两个共阴数码管来对计数器所记得数进行翻译和显示。

当倒计时进入03,02,01时就要报警，以蜂鸣器发出声响来表示；我通过一个四输入与门和一个两输入与门来实现，四输入的分别接入由十位高低两位经或非门和个位高位经或非门、低位经或非门再经非门的输出端，两输入的分别接四输入与门输出端和多谐振荡器的输出端。

对于LED灯的控制通过一个四输入的与非门和一个两输入的与门来实现。

四输入与门分别接十位高低两位经或非门和个位高低两位经或非门输出端，两输入与门接四输入与非门输出端和JK触发器输出端。

1.2整体设计我们的方案一定要精益求精才符合设计的一般原则，因此要选用一个比较合理且节省器件的方案，方案一由于要用到借位信号，所以要多用一个74LS08芯片，这样一来电路图就变得比较复杂且多用了一个芯片，经过我们商量觉得与方案一比较，方案二简单易懂且比较节约，这与我们的设计初衷不谋而合，满足了课设要求和老师所提出的条件。

方案一图1.2.1 整体设计方案一方案二图1.2.2 整体设计方案二2、单元电路设计和设计原理2.1电源设计根据设计要求，我们需要的是稳定的5V直流电压，所以电源部分就包括降压电路、整流电路、滤波电路、整流电路。

其整体原理为：交流220V、50Hz→电源变压器→整流电路→滤波电路→稳压电路→输出直流5V电压。

降压电路：我们输入的是交流220V电压，因此先对其进行降压处理。

根据变压原理：n 1：n2=V1：V2，要将220V电压降为5V电压，只要原副线圈比为44:1即可，在此处降压电路我们采用变压器直接变压，即可输出5V交流电。

整流电路：本次设计采用桥式整流，因为它输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，桥式整流电路能将变压器副边电压从交流变为直流电压。

滤波电路：在整流滤波电路的输出端（即负载电阻两端），并联一个电容即得到电容滤波电路。

滤波电容容量较大，利用其充放电作用，使输出电压趋于平滑。

其中C2起滤波作用，C4的作用是改善电源的动态特性（即载负载电流突变时，可由C4提供较大的瞬时电流）采用大容量的铝解电容器。

这种电容器的电感效应较大，对高次谐波的滤波效果较差，通常需要并联高频滤波电容器，其容量在0.01微法到0.1 微法之间即可。

稳压电路：由于7805具有稳压精度高，工作稳定可靠，它的外围电路也简单，因此我们采用了集成7805稳压器型稳压电路进行稳压，为后面的一切电路提供了稳定的电压。

电源部分电路图如下图2.1所示：图2.1 电源电路2.2信号源我们利用555集成定时器，构成多谐振荡器用来产生1Hz的cp信号。

并且要它的占空比为50%。

555各个引脚功能如下：1脚（GND）：外接电源负端（Vss）或接地，一般情况下接地。

2脚（TR）：低触发端。

3脚（Q）：输出端。

4脚（R）：是直接清零端。

当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚（CV）：为控制电压端。

若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

6脚（TH）：高触发端。

7脚（DC）：放电端。

该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

8脚（Vcc）：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。

一般用5V。

（1）原理图：图2.2 555多谐振荡器（2）参数计算：实验参数：R1=72.46KΩ，R2＝72.46KΩ，C1= 10nF，C2=10uf,Vcc＝5V。

震荡频率为：f=1/T=1/〔(R1+R2)CLn2〕由于我们需要的脉冲信号是50%，故为了得到它，我们采用占空比可调的可调电路电容的充电电流和放电电流流经不同的路径，充电电流只经过R1，放电电流只经过R2，因此电容充电时间变为T1=R1CLn2 而放电时间变为T2=R2CLn2，故输出脉冲占空比为q=R1/（R1+R2）取R1=R2则可得到占空比为50%的信号源。

经以上分析及计算R1=72.46K=R2,C2=10微法。

(3)仿真显示，结果显示周期为1秒，即信号频率为10Hz。

2.3开机复位电路计数器的工作是由信号源与手动开关共同控制的。

控制模块是由J—K触发器构成,而实验中所用到的74LS107是一个T触发器它的特性方程是Q*=T Q’+T’Q，它具有比较强的逻辑功能，具有置1、置0、计数和保持功能。

通常在时钟后沿发生翻转。

表2.3 JK出发器逻辑功能表具体开机复位电路如下图2.3所示：74LS107图2.3 开机复位电路我们要保证电路开始时JK触发器初态Q=0，怎么保证呢？我们在Rd′端加如图的CL 电路，当电路连接好后，刚开始1点点位为0，而C1充电，当充电完成后，1点点位为+Vc c。

而Rd′为低电平有效。

这样一来就给JK触发器初态Q=0，而待电容充电完毕后又给Rd′一高电平，使其不再有效。

大家都知道JK触发器J、K连一起接高电平为T触发器，即为翻转，所以当开关K闭合时，JK触发器由初态Q=0翻转为Q=1。

给电路提供高频信号。