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(完整word版)会议发言限时器
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《电子技术》课程设计报告
题 目 会议发言限时器
学 院 电子科学与应用物理学院
专 业 微电子学
班 级 微电子学10-2班
学生姓名 钱立亮(20105167）
冯志胜（20105168） 赖勐(20105169）
日 期 2012年6月
指导教师(签字）
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一、指标与要求
根据本设计的功能要求，该设计电路分为时基电路（时钟脉冲电路）、时间预置电路、控制电路、显示电路、计时器、声响提示电路六个部分。采用两个74LS160十进制计数器和适当的门电路完成时间预置控制，使其在1至99分钟可调。利用555构成多谐振荡电路产生所需的1Hz脉冲。用４片74LS192可预置BCD双时钟可逆计数器实现倒计时，用4片集成的4管脚LED灯实现显示功能。在整个电路工作时间中，我们通过控制主时间脉冲完成暂停与继续计时功能。最后，在时间到达0000时，通过多个4072完成锁零功能，同时，通过适当的门电路及555定时器构成单稳态触发器，使电路在显示到达0000时，声响响起，并在5秒后自动停止。
关键字：课程设计，控制电路，声响提示，计时
二、设计步骤与思路
１、电路框图
分集成显示
时基电路
声响提示电路
分计时器
秒计时器
时间预置
控制电路
秒集成显示
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2、单元模块设计
根据总功能框图的功能划分，具体设计各单元模块。设计时，首先考虑每个模块都有几种实现方式，经过综合（比如从性能、掌握熟练程度、价格等各个方面）比较论证最终确定适合方案。从要实现的功能及如何实现等方面着手,大体选择相应的元器件，再进行细节设计。
3、总电路图设计
单元功能模块设计好后，从各个单元功能模块间的控制关系着手，对各单元功能模块进行检验论证,保证各个模块间无冲突，均能正常运行.
分析每个模块的各个状态的转换及控制、各功能模块间的控制关系。本设计应重点分析倒计时的各个须提示的状态的比较控制电路，还有相应的提示信号发生电路之间的关系。
纵观全局，规划总电路的布局,最后画出完整的电路图。
二、单元方案选择
１、预置时间方案选择
方案一：
由于设计要求倒数时间输入可调并译码显示，比较经典的方案是使用8279 芯片：40 个引脚的8279 芯片是由Intel 于80 年代首先推出的，参考资料较多，应用比较成熟。优点:最为通用，输入时间使用键盘方便、：元器件多,面积大，电路复杂，需要较好的编程能力才能灵活运用，其综合成本较高，而且本系统只用到其键盘输入单个功能，不能充分利用它的强大功能。
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方案二：
即本设计系统所选方案，、同步置数以及使能端等各个功能，达到设计要求，即输入时间必须在1～，每按一次相应开关，、实用，成本较低,易于实现和控制。
２、时钟脉冲产生方案选择
时钟脉冲
本系统采用的是555芯片构成多谐振荡电路产生所需脉冲。555定时器是一种单片集成电路，只需要在其外部配上少量的阻容元件,就可构成多偕等脉冲电路,使用灵活方便，振荡周期一般可根据其外部接的电阻、电容计算，公式为T=0。7（R1+2R2）C。其电路较简单且可以利用T与R1、R2、C的关系方便地改变振荡频率，以满足系统要求。
３、倒计时计数显示
由于设计中要求实现倒数计时，故须选择可逆计数器， 74LS192为双时钟脉冲输入可逆加减计数器，且其清零和置数方式均为异步，故选用74LS192电路较为简单方便。74LS192无论在加计数还是减计数时，双时钟脉冲均需保持一个为高电平,另一个输入时钟脉冲。显示可以采用集成的DCD_HEX_DIG_RED（）LED灯。
４、提示信号发生电路
提示信号主要是由两片555芯片以及适当门电路组成。其中一片555构成单稳态触发电路，控制延时提示信号的时间。考虑到充分利用已用555芯片来产生不同提示信号。 鉴于该电路较为复杂，难以模拟，故而将电路中的声响提示电路，改为红灯提示。
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三、使用的芯片功能及功能表
1、门电路74LS00、74LS02、4072
1
2
3
4
5
6
7
10
9
8
11
12
13
14
VSS
NC
1D
1C
1B
1A
1Y
NC
2A
2B
2C
2D
2Y
VDD
CD4072双四输入端或门
≥1
≥1
1
2
3
4
5
6
7
10
9
8
11
12
13
14
GND
2B
2A
2Y
1B
1A
1Y
3A
3B
3Y
4A
4B
4Y
Ucc
74LS02双输入四或非门
≥1
≥1
≥1
≥1
1
2
3
4
5
6
7
10
9
8
11
12
13
14
&
&
&
&
GND
2Y
2B
2A
1Y
1B
1A
3Y
3A
3B
4Y
4A
4B
Ucc
74LS00双输入四与非门
2、时间预置控制芯片74LS160
3、计时控制芯片74LS192
74LS192/193的管脚图和功能表
（a）管脚图
1
2
3
4
5
6
7
12
11
10
13
14
15
16
D
B
C
CLR
QC
QB
Vcc
QD
QA
A
DOWN
74LS192/193
9
8
GND
UP
LOAD
BO
CO
（b）功能表
CLR
1 ´ ´ ´ 清零
LOAD
工作状态
0 1 1 减计数
0 0 ´ ´ 预置数
0 1 1 加计数
UP
DOWN
清单：
元件
参数
个数（片）
74LS192
/
4
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74LS160
/
2
7400
/
2
4072
/
2
555
/
2
R电阻
12K欧
1
R电阻
30K欧
1
R电阻
45K欧
1
C电容
0。01uF
2
C电容
20uF
1
C电容
100uF
1
四、各模块工作原理
（单元电路设计计算）
1、预置时间电路工作原理：
先由主持人复位清零按下键【B】，然后设置发言时间t，设置时间键有10min位设置按键【C】和1min位设置按键【D】。通常先设置74LS160（10min）位,每按一次设置键【C】即提供一个计数脉冲给计数器，使其累加1。1min位由计数器74160（1min）~99分钟的要求。如图1
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图1
2、倒计时电路控制原理
芯片的选择：
由于设计中要求实现倒数计时，故须选择可逆计数器,而74LS192、74LS193均为双时钟脉冲输入可逆加减计数器，且其清零和置数方式均为异步，两者都可选，不同的是74LS192为十进制计数，而74LS193为16进制计数，本系统中用到的十进制计数较多，,双时钟脉冲均需保持一个为高电平,另一个输入时钟脉冲
由这些要求可知需要十进制可逆计数器，因此可选中规模集成计数器74LS192，它是一种可预置的同位同步二进制可逆十进制计数器,上升沿触发， 由于74192没有保持脚，故需要外围电路实现保持功能.
74LS192电路的设计思路：
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①.实现四片74LS192清零功能:
清零，由于该电路要求在开始过程会有一次清零，同时要给电路一次预置时间的动作，所以我们可以通过设置将清零与时间预置通过一次性动作实现。
将两个min分位的两个的CLR直接接高电平,将LOAD接 高低电平切换按键【B】(如图3）,这样，我们即可以实现min(分)位的时间清零工作。而sec（秒)位,我们可以将LOAD接高电平，将CLR通过一与非门,自与非一次，接至高低电平切换键【B】.
图2 74LS192/193的管脚图和功能表
（a）管脚图
1
2
3
4
5
6
7
12
11
10
13
14
15
16
D
B
C
CLR
QC
QB
Vcc
QD
QA
A
DOWN
74LS192/193
9
8
GND
UP
LOAD
BO
CO
（b）功能表
CLR
1 ´ ´ ´ 清零
LOAD
工作状态
0 1 1 减计数
0 0 ´ ´ 预置数
0 1 1 加计数
UP
DOWN
图3 高低电平切换键
②。级联及减计数
通过清零与置数之后,观察功能表，我们得知，在减计数的要求下，，所以我们可以通过后一位的借位BO与前一位的DOWN连接完成借位,最后一位74LS192上DOWN直接接脉冲。这样就可以完成倒计时的功能了。见图4
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图4
秒位59的置数方法：
由于74LS192是十进制计数器,所以无法自动完成1min=60sec的转换，我们可以通过一次强制置数完成该功能，主要方法是，在10sec向上一位1min借位的时候，BO会产生一个从1到0的变化,将该信号接过来，放在LOAD上,同时使10sec的ABCD接1010,1sec接1001。这样就完成了99到59的自动转换。如图5
图5
3、显示电路
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这个部分较容易实现，因为这个部分，现在市场上有集成的LED（DCD_HEX_DIG_RED）灯可以使用，
图6
4。时钟脉冲的设计
555定时器构造：
定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555,用 CMOS 工艺制作的称为 7555,除单稳态定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4。5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作,输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容.
555 定时器成本低,性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图7所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻,一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。同时它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。