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数电课设报告——可预置定时器.docx

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.29M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    摘要
    1 芯片的简单介绍
    1.1 十进制计数器（74LS192）
    1.2 非门（74LS04）
    1.3 三输入与非门（74LS10）
    1.4 译码器（CD4511）
    1.5 定时器555
    2 单元电路设计
    2.1 脉冲发生电路
    2.2 报警电路
    2.3控制电路
    2.4 译码显示电路
    2.5 计数电路
    3 仿真与调试
    4 心得体会
    参考文献
    目录 摘要........................................................................................................ 1 1 芯片的简单介绍................................................................................. 2 1.1 十进制计数器（74LS192）......................................................2 1.2 非门（74LS04）....................................................................... 2 1.3 三输入与非门（74LS10）........................................................3 1.4 译码器（CD4511）....................................................................3 1.5 定时器 555................................................................................ 5 2 单元电路设计..................................................................................... 5 2.1 脉冲发生电路........................................................................... 6 2.2 报警电路................................................................................... 6 2.3 控制电路.................................................................................... 7 2.4 译码显示电路........................................................................... 8 2.5 计数电路................................................................................... 8 3 仿真与调试.........................................................................................9 4 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 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 1
    武汉理工大学《数学电子技术基础》课程设计说明书 1 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（74LS192） 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： _______ _____ UTC 为非同步进位 PL 为置数端，CPU 为加计数端，CPD 为减计数端， _______ DTC 为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3 为计数器输入端，MR 为 输出端， 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 1 0 0 0 _____ PL × 0 1 1 CPU CPD P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0 × × 0 1 × × × × × 0 × d c b a d 0 c 0 b 0 a × × × × 1 0 × × × × 加计数 减计数 1.2 非门（74LS04） 74LS04 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。 2
    武汉理工大学《数学电子技术基础》课程设计说明书 1.3 三输入与非门（74LS10） 图 2 74LS04 引脚图 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。 1.4 译码器（CD4511） 图 3 74LS10 引脚图 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，还有两个 引脚 8、16 分别表示的是 VDD、VSS。其引脚图如图 4 所示。 3
    武汉理工大学《数学电子技术基础》课程设计说明书 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 0000—1001，当输入为 1010—1111 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、 BL 、 LT ，以增强器件功能。功能表 如表 2 所示。 十进制 或功能 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 消 锁 隐 定 灯 测 试 LE LT 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 × 1 1 1 表 2 CD4511 功能表 输入 D C B A BI 输出 字型 a b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 × × × × × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 4 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 锁定在上一个 LE=0 时 1 1 1 1 1 1 1
    武汉理工大学《数学电子技术基础》课程设计说明书 1.5 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。 脉冲发生器 计数器 译码显示 控制电路 报警电路 图 6 整体电路设计 5
    武汉理工大学《数学电子技术基础》课程设计说明书 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。 电容器 C2 的放电时间为： 电容器 C2 的充电时间为： 图 7 脉冲发生电路 tPL  CR 2 2 2ln  7.0 CR 2 2 t PH   R 3   CR 2 2 2ln  7.0  R 3   CR 2 2 则工作频率为： f  (7.0 R 3  2 ) CR 2 2 由性能指标 f =1Hz,在不考虑占空比的情况下，取 C2=2.2μF 得： R3+2R2=65KΩ 购买元件时，取 R3=56KΩ，R2=4.5KΩ 2.2 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。 6
    武汉理工大学《数学电子技术基础》课程设计说明书 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 图 10 计数控制电路 7
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