倒计时数字计时显示器.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date倒计时数字计时显示器4位二进制同步加/减计数器(双时钟)数字计时显示器论文作者:戴橙2011年12月30邵阳学院课程设计(论文)任务书年级专业学生姓名戴橙学 号题目名称数字显示计时电路设计时间2011.12.12-12.30课程名称 电子技术课程设计课程编号121202306设计地点电工电子实验室、创新实验室一、 课程设计(论文)目的通过课程设计,使学生加巩固和加深对
2、电子电路基本知识的理解,学会查寻资料、方案设计、方案比较,以及单元电路设计计算等环节,进一步提高学生综合运用所学知识的能力,提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领,通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。二、 已知技术参数和条件采用模拟电子技术,数字电子技术课程上学习的集成电路来设计有一定应用性的电路。不允许采用单片机。设计一个具有数字显示的计时电路。1、 能够设置计时时间2、 能用LED数码管显示剩余工作时间,当计时开始时,显示所设定的总时间。每当计时1min,显示数字立即减1。在以上基础上任意发挥。三、 任务和要求1. 按学校规定的格式编写设计论文。2. 论
3、文主要内容有:课题名称。设计任务和要求。方案选择与论证。方案的原理框图,总体电路图、布线图,以及它们的说明;单元电路设计与计算说明;元器件选择和电路参数计算的说明等。用protuse或其它仿真软件对设计电路仿真调试。对调试中出现的问题进行分析,并说明解决的措施;测试、记录、整理与结果分析。收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。注:1此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;2此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件(包括实验室、主要仪器设备等)主编张克农 .数字电子技术. 高教出版社出版.第一版.2006年彭介华 主编.电子技术课程设计指导
4、.高教出版社出版.第一版.2002年曾建唐 主编.电工电子基础实践教程.机械工业出版社.2002年康光华 主编.电子技术基础.高教出版社出版.第四版.1999年 电子电工实验室可以提供的主要仪器设备:示波器型号规格VP-5220、电子学习机型号规格WL-V、万用表MF10;以及分立元件、或中规模集成芯片。五、进度安排2011年12月12日-13日:收集和课程设计有关的资料,熟悉课题任务何要求;2011年12月14日-15日:总体方案设计,方案比较,选定方案的论证及电路的工作原理;2011年12月16日-21日:单元电路设计,参数计算,元器件选择,电路图;2011年12月22日;整理书写设计说明
5、书2011年12月23日:答辩六、教研室审批意见教研室主任(签字): 年 月 日七|、主管教学主任意见 主管主任(签字): 年 月 日八、备注指导教师(签字): 学生(签字):-摘要随着时代的发展,数字电路作用越来越大,对我们日常生活的影响也越来越深,小到我们用的手表,大到国防的先进武器,对数子电路的研究设计是目前正进行的一个重要课题。本次我们研究的课题是数字显示计时电路的设计。数字显示计时电路在我们日常生活中也应用很广泛,比如我们在比赛中用的倒计时钟,新年倒计时表等。本次数字显示计时器我们用到数码管对我们的数字进行计数,74LS193芯片作用是对我们脉冲信号进行减法计数,处理信号的过程中我们
6、还用到了CMOS门电路对信号的各种运算。在计数器计完时间后会发出提示的响声,因此还加入三极管放大器和小音响设备,最后我们绘出了仿真图,成功的完成了本次设计。关健词:数字电路;显示计时;74LS193目录摘要I1 绪论11.1 电子显示电路的作用11.2 电子计时在生活中的应用12 数字电子显示电路的原理22.1 秒钟个位计时原理22.2秒钟十位计时原理42.3显示计数器分钟计时原理52.4显示计时电路的暂停与清052.5蜂鸣器的设置63 数字显示管84 74193芯片的介绍94.1 74193的端口功能94.2 74193时序图10总结12参考文献13附件14附件151 绪论1.1 电子显示电
7、路的作用随着电子技术的高速发展,电子技术领域里的新概念,新方法不断涌现,使电子技术内容不断增加,而数字显示计时电路作为电子的一个方面,也得到了快速的发展,本次课题就是对显示计时电路的一个探讨。本次课程设计的基础思想是:.通过学生的自己设计来对学生电子技术知识的掌握情况,从而找到教学方面的缺优点,并加以改进和传播。.学生通过电子课程设计来提高动手能力,同时也是一次创新。1.2 电子计时在生活中的应用随着数字时代的飞速发速,数字技术已经完全成熟,而且随着技术的发展,其价格也越来越低,使得数字电子计时器在我们生活得到普及。在体育赛事中,倒数计时器必不可少,而且其要求的精度也要求严格,这就需求有非常强
8、的技术。在商业界的影响更是如此。对于大型的商品的促售活动,商家们就使用了电子倒数计时器,其造价成本低受到了大家的青睐。尤其是以电子LED计时显示屏的特点更为突出,比如:1、电子计时显示屏亮度高可视距离远,五百米内都能清晰可见。2、电子计时显示屏显示内容简单明了色彩鲜艳,不会带来条幅或其它显示设备的粗糙感及厚重感。4、电子计时显示屏是一种高科技的产品.它的采用能很快的将贵公司与时代接轨。5、电子计时显示屏的发展前景极为广阔,在政府机构和企事业处都起着重大作用。显示屏的系统的采用,将使贵公司的信息化登上更高的台阶。随着我国经济发展迅猛,对信息的传播有越来越高的要求。可以相信,数字电子计时显示器以其
9、色彩鲜亮、显示信息量大、寿命长、耗电量小、重量轻、空间尺寸小、稳定性高、易操作、易安装维护等特点将在社会经济发展中扮演越来越重要的角色。总得看来,电子计时显示器在当今显示媒体中,性价比最高,将会是人们最佳的选择。2 数字电子显示电路的原理2.1 秒钟个位计时原理 本系统由三个模块组成,74LS193芯片、显示数码管和蜂鸣器。系统设计的方框图如下图2.1所示,当脉冲信号输入时,74LS193对其进行减法计数,当秒钟计到零时,分钟计数器自动减1,当分钟和钞钟全部为0时,分钟计时器产生脉冲使得音响设备发出声音提示计时时间快到。数字电子显示电路之所以能计时,就是因信号脉冲为其内部有脉冲信号使其能以1S
10、一个脉冲波的频率输出脉冲信号,脉冲信号输送给74LS193芯设置分钟数置入计数器片。由表2.2可知,当,MR=0,脉冲信号从DN端输入时,74193自动从数字15开始计数,此时74193就实现了减法计数的功能,为了让我们能看到74LS193计数器计数74193所显示的数字,需要引进显示管的显示功能来实现。数字显示管的有四个引脚,分别计时剩余数输入显示器接74193的输出端,从而可以实现了输出的显示功能。当74193的引脚,MR=0,同时UP接入脉冲信号,且DN接时,74193就可做一个加法计数器计到零时音响设备发声器。它作为加法器时,如果没有预置数,脉冲会会从0开始,每当UP端来一个脉冲,74
11、193就会加,并从输出端输出,从而可以在显示管上显示图2.1 系统流程图出来。表2.74193的功能表 UPDN MR 工作状态1清000预置数101加法计数101减法计数本次我们的课题是定时器,因此,我们用到的是74193的减法功能,所以,在设计74193的减法时,我们需要便,即让74193的11号引脚接高电平,也就达到了使端口置1的功能。MR=0是减法计数的另一个必要条件,因此为了使MR=0,我们只要把74193芯片的14号引脚接地即可实现MR的置0。当然,要使74193做减法器,DN必需接脉冲信号的输入端。这样就是一个能过1S就能使数字显示器显示减法的计数器。减法器做好之后,接下来就是要
12、实现减法计数器的分钟计数。因此减法器必须实现秒钟的秒数从00变为59然后依次对秒钟数进行减数。为此,我们必须使74193从9开始减数,而不是从15开始减数,然后从9至0依次循环,这就涉及到74193的预置数功能。74LS193的预置数功能就是使74193能从外界接收到给的信号数字,然后按照所给的信号数字开始减数。因为秒钟秒数从9开始减数,因此这里我们设置秒钟的预置数为9,使秒钟的个位数能在9至0之间循环。从上表2.2中可知,当=0,MR=0,即74193的11号线与14号线接地时,74193就可以实现预置数功能。这里我们要实现的是作9至0的循环。因此,我们要把9输入74193中,使输入端,即使
13、74193的输入端9号和15号分别接高电平,1号和10号分别接地。其接线如图2.3所示。如果MR=0,则74193就会把9置入芯片中,若此时又马上变成1,那74193就立刻从9开始作减法计数。图2.3显示计时器秒钟个位计时接线图预置数功能只能实现了把9置入芯片中,使其能从9开始减数,但由表2.274193功能表可知,当秒钟的个位变为0后,由于仍为1的,也就是秒钟个位又变回到从15开始减数,为了让秒钟的个位从9减到0后,又能从9开始减数,因此必须当秒钟的个位变为15时使74193把9预置入芯片中,但同时又不会影响其秒钟的个位减数功能,我们引入了如上图2.3中与非门。当秒钟由0变回15时,即输出端
14、信号全部变成1时,经过与非门的转换,使信号变为0,然后把0信号又传给,则由74193的功能表可知,当MR=0,=0时,74193实现的是预转数功能,这时74193又从9开始计数,而且信号经与非门之后又是变成了1,传给端后又实现减法计数,从而达到了我们想要的减法循环计数功能。2.2秒钟十位计时原理秒钟个位已经设置好了,接下来是实现秒钟的十们减法计数,也就是要让秒钟的十位能在秒钟的个位从0变到9时,秒钟的十位能减1,即当秒钟个位每一个循环,秒钟的十位就实现减法,也是指每秒钟的个位一个循环就给秒钟的十位一脉冲信号。从而达到如秒钟的个位减法计数的效果。我们知道秒钟的十位是从5开始减法计数至0后又循环至
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