30秒倒数计时器设计.pdf

一．实验目的

，

理解倒计时器工作原理实现以中小规模集成电路设计计时器的方法，它是一种典型

的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它是由时钟脉冲产生电路、计数电路、

译码驱动及显示电路、报时电路及电源电路组成。时钟脉冲采用555定时器构成多谐振荡

电路产生，通过EDA软件Multisim10绘制了电子电路仿真原理图，并进行仿真，同时用

万能板焊接制作了硬件实现电路。

二．系统原理框图

图1系统原理框图

秒脉冲发生器计时器译码显示电路

控制电路报警电路

外部操作开关

一．1秒脉冲发生器：秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。实

现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由

施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。

不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发

生器。本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因

此要求脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要做出一个精度比较高的频率很低的振

荡器有一定的难度工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡

器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低精度比较高的

脉冲信号发生器，其精度取决于振荡器的精度和分级项数。

2．30秒减法计数器：30秒减法计数器采用74LS192设计，74LS192是十进制同步

加法|减法计数器，采用8421BCD码编码，具有直接清零异步置数功能。

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74LS192的逻辑功能表如下：

CPUCPDLDCR操作

××00置数

↑110加计数

1↑10减计数

×××1清零

3.控制电路按照系统的要求，电路应该完成以下4个功能；

1）当操作直接清零按键时，要求计数器清零。

2）当启动按键闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数

功能，显示器显示30秒字样。当启动按键释放时，计数器开始减法计数。

3）当暂停连续开关处于暂停状态时，控制电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示器

显示原来的数，而且保持不变，当暂停连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，另外，

外部操作开关都应该采取消抖措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。

4）当计数器递减到零时，控制电路输出报警信号，计数器保持状态不变。

三．方案设计与论证

3.1时间脉冲产生电路

方案一：由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

方案二:由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD同步加法计数器

CD4518构成的秒信号发生器。

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图2石英晶体振荡器图

电路中利用CD4060组成两部分电路。一部分是14级分频器，其最高分频数为16384；另

一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。震荡

器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2CD4518构成的二分频

器，分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。

方案选择:

本课程设计中对秒脉冲信号的精度要求并不是很高，并且方案二中用CD4060和分频器构

成的基准