文档介绍：目录
摘要 I
1 概要 1
2 模块设计 3
时钟模块设计 4
计时模块 6
报警模块 8
9
总控模块 10
3 电路仿真 11
波形仿真 11
计数模块仿真 12
4 调试 13
5 心得体会 14
参考文献 15
摘要
可预置定时显示报警系统是生活中比较常见的定时报警系统,可以实现提前预置时间,并在到达指定时间时实现声音和光报警功能的电路。
本设计主要采用555定时器构成的多谐振荡器产生的方波信号驱动计时系统,而计时系统则采用74LS192为核心计数芯片,辅之以四输入与非门(74LS20)和两输入与非门(74LS00)完成电路的计时和停止以及为报警系统提供驱动。显示模块的译码器采用HCF4511,通过八段数码管显示。
关键字:可预置、定时显示、控制报警系统、预置电路
1 概要
可预置的定时显示报警电路是我们设计的一种可以进行预置定时的报警电路,其中最开始可以进行预置报警时间,然后该电路进行计时,直到时间结束,进行光或声报警(本电路中选取的是光报警)。
可预置的定时显示报警电路需要有计时电路,在此其中所主要的计时芯片则是74LS192,因此以下则对其做一个简单介绍:
TTL集成计数器74LS192
十六进制同步加法计数器在前面已经作了介绍,74LS192就是一个集成十六进制同步加法计数器,考虑到使用的灵活与方便,74LS192比前面介绍的在功能上有所增强,同时也附加了一些控制电路。,,。
74LS192逻辑电路框图
74LS192引脚示意图
74LS192的功能表
MR
PL
CPU
CPD
功能
H
X
X
X
清零
L
L
X
X
L
H
H
H
L
H
H
L
H
H
根据功能表,74LS192的功能说明如下:
(1)异步清0功能。当清除端(MR)为高电平时,不管时钟端(CPD、CPU)状态如何,即可完成清除功能。
(2) 192的预置是异步的。当置入控制端为低电平时,不管时钟CP的状态如何,输出端(Q0~Q3)即可预置成与数据输入端(P0~P3)相一致的状态。
(3) 192的计数是同步的,靠CPD、CPU同时加在4个触发器上而实现。在CPD、CPU上升沿作用下Q0~Q3同时变化,从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU,此时另一个时钟应为高电平。
(4)加计数功能。正常计数时使MR=0,CPD=1,此时在CPU的上升边的作用下,计数器对 CPU 的个数进行加法计数。当计数到输出 Q3Q2Q1Q0为 1111 时,TCu=1,TCu=1的时间是从Q3Q2Q1Q0为1111时起到Q3Q2Q1Q0状态变化时止。
(5)加计数功能。正常计数时使MR=0,CPU=1,此时在CPD的上升边的作用下,计数器对 CPD的个数进行减法计数。当计数到输出 Q3Q2Q1Q0为 0000 时,TC =1,TC=1的时间是从Q3Q2Q1Q0为0000时起到Q3Q2Q1Q0状态变化时止。
2 模块设计
本设计电路要求具有显示报警功能,因而所需要的模块含有时钟脉冲模块、计时模块、显示模块、报警模块、总控模块五大模块共同构成。其中,时钟模块用于产生计数时钟,计数模块用来记录经历的时间,显示模块用来直观显示经历的时间,报警模块用来当预置时间到来时的报警提示,总控模块用来控制计时的中断与开始。具体关系如下图所示:
时钟脉冲
计时电路
报警电路
总控电路
显示电路
时钟模块设计
该模块是为全电路提供一个公共的时钟脉冲信号,保持一致的工作步伐,因而我们使用555定时器所构成的多谐振电路来进行发出时钟脉冲。555定时器内部比较器灵敏度较高,而且采取差分电路形式,用555定时器组成的多谐振振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。
555定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路,其应用极为广泛。它不仅用于信号的产生和变换,还常用于控制和检测电路中。
本模块采用555定时器构成的多谐振荡器来产生矩形脉冲信号,具体电路
如图()。其中利用二极管的单向导电性,充电回路经、电位器上部、二极管到电容,放电回路经、电位器下半部放电。
本电路中采用电位器主要是使产生的矩形脉冲信号占空比可调,是信号跟精确,尽量减少因占空比带来的不必要的误差。
后一级的运算放大器主要是将矩形脉冲信号适当放大,达到更好的精确度。
设电位器上半部分为,下半部分为。则:
电容器C充电所需时间为:
电容器C放