定时叫醒器论文

课题：定时叫醒器学院：电子工程与自动化学院专业：测控技术与仪器学生姓名：学号：2013年10月目录引言.........................................................................11.设计要求..................................................................12.设计方案..................................................................12.1设计方法及思路.........................................................12.2设计框图...............................................................13.原理介绍..................................................................23.1多谐振荡器.............................................................23.2减法计数器.............................................................33.3.译码器与数码管.........................................................43.4蜂鸣器.................................................................44．制作过程.................................................................54.1查阅资料...............................................................54.2画图...................................................................54.3做板...................................................................54.4调试...................................................................65注意事项...................................................................65.1绘制原理图.............................................................65.2绘制PCB................................................................65.3制作PCB板.............................................................65.4调试...................................................................66.总结.......................................................................6谢辞.......................................................................7参考文献.....................................................................7附录1原件清单.............................................................7附录2完整的原理图........................................................8附录3电路板成品..........................................................9附录4芯片引脚图及功能表................................................101引言电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入21世纪，人们面临的是以微电子技术（半导体和集成电路为代表）电子计算机和因特网为标志的信息社会。高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。现代电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和交流）及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。现在的世界，电子技术无处不在：收音机、彩电、音响、VCD、DVD、电子手表、数码相机、微电脑、大规模生产的工业流水线、因特网、机器人、航天飞机、宇宙探测仪，可以说，人们现在生活在电子世界中，一天也离不开它。作为电子专业的学生我们更要加强对电子方面的理解和实际应用的能力。通过定时叫醒器的课程设计，加深对《电路分析》、《数字逻辑电路》等课程知识的理解，进一步训练和提高自己的实际应用能力，达到理论结合实践的效果。设计定时叫醒器要熟练掌握对74LS192和555定时器的理解。1.设计要求1.1数码管可从0显示到991.2数码管从预制数开始倒计时1.3当数码管显示到零时蜂鸣器响起1.4当数码管显示到零时可重新复位继续倒计时2.设计方案2.1设计方法及思路两个数码管可从0显示到99，输入一个周期为一秒的脉冲信号，是要通过两片74LS192连成减法计数器，且555定时器要连成多谐振荡器产生频率为1HZ的脉冲信号，连入个位数芯片的减法计时脉冲输入端。输入预置数，使两片74LS192的置数端置数。两个芯片的技术输出端通过两片74LS48译码器连入数码管。此时数码管开始从预制数倒计时。当两个数码管显示为零时，十位的74LS192的借位端产生低电平，传给蜂鸣器，此时蜂鸣器开始报警，且再穿给两块芯片的复位端，数码管再次从预制数开始倒计时。2.2设计框图图2.2.1设计框图多谐振荡器74LS192个位74LS192十位74LS48译码器74LS48译码器74LS48译码器74LS48译码器数码管数码管蜂鸣器23.原理介绍3.1多谐振荡器首先整个电路实现的关键是要有一个多谐振荡器。它由555定时器连成。它输出信号的时间参数是T=tw1+tw2,tw1=0.7(R1+R2)C,tw2=0.7R2C则T=0.7(R1+2R2)C.取电容为10uf。且可取电阻阻值相等，即R1=R2，周期为一秒，可求出R1=R2=48K。由于没有48K的电阻所以在两个47K电阻之间串联一个2K的滑动变阻器。划片置于中间，各给两个电阻串上1K的电阻，实现两个48K的电阻。Vc控制电压端与地之间接一个0.01uf的电容，以防止干扰电压引入，起滤波作用，从而消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。如图3.1.1图3.1.1多谐振荡器图3.1.2多谐振荡器PCB33.2减法计数器减法计数器由两片74LS192组成。两个芯片的八个置数端（P0～P1，满足8421编码关系）与两个拨码开关相连。其中一个拨码开关的一端全部接GND。另一个接VCC。减法计数时，两片芯片的加法计数脉冲输入引脚（CU）与进位输出引脚(TCU)接高电平。第一片芯片（个位）的借位端（TCD），与第二块芯片（十位）的减法计数脉冲输入引脚（CD）相连。第二块芯片的借位端与两块芯片的预置引脚（PL）相连。如图3.2.1拨动拨码开关设置预置数。当脉冲从第一片芯片的减法计数脉冲输入引脚输入时。个位开始作减法计数。当个位减到零时，其借位端产生低电平，输入到十位芯片的减法计数脉冲输入端，当下一时刻，十位芯片的减法计数脉冲输入端从低电平变为高电平，使其产生脉冲，此时十位芯片减一，个位继续减法计数。当十位芯片减到零，个位再次向十位借位时，十位的借位端产生低电平同时传道两块芯片的预置引脚，其低电平有效，使计数器再次回到预置数开始倒计时。图3.2.1减法计数器43.3.译码器与数码管两块74LS192的数据输出引脚（Q0～QD满足8421编码关系）与两块七段显示译码器74LS48的输入端(A～D)相连。数字显示译码器是驱动显示器的核心部件，它可以将输入代码转换成相应的数字显示代码，并在数码管上显示出来。输入Q0～Q3接收四位二进制码，输出a～g为高电平有效，每个输出端接1K的上拉电阻，再连接到数码管的输入端（a～g）。上拉电阻保证数码管达到2mA的电流，保证数码管不会烧坏。如图3.3.1图3.3.1译码器与数码管3.4蜂鸣器当十位的74LS192借位时，其借位端会产生一个低电平，其低电平有效，通过1K的保护电阻传入三极管，通过三极管的放大，可以驱动蜂鸣器。在蜂鸣器的两端并联一个10pF的电容。通过电容的充放电使蜂鸣器多响一段时间。确保其具有叫醒功能。如图3.4.15图3.4.1蜂鸣器4．制作过程4.1查阅资料弄懂原理，了解所用到的元器件的功能。4.2画图用PROTELDXP绘图软件画出原理图和PCB图。用仿真软件proteus画出原理图。进行仿真，若仿真成功。继续下一步骤。若不成功继续修改原理图。4.3做板用PCB纸打印出PCB图，正面和反面印到一张纸上。对折使正反面的图对齐。用电熨斗把图纸上的墨印到打磨好的铜板上。熨好后若发现有小部分墨没有印到铜板上，用油性笔补好。接着腐蚀电路板把石墨以外的铜腐蚀掉。然后钻孔。钻好后吧剩余的石墨用砂纸打磨掉，就可以焊接元器件了。64.4调试接电前先用万用表测试电路是否有短路和断路现象。以免接入电源后烧坏元器件。检查无误后先把多谐振荡器接入电源，用示波器测量其输出端的频率，调节滑动变阻器使输出端的频率为1HZ。把多谐振荡器连入电路中。接好VCC与GND，置数后打开电源。观察数码管显示状态。如果不能正常显示切断电源。继续检查电路。5注意事项5.1绘制原理图画原理图时注意各种原件不要重名，添加元件时要留意封装的大小和焊盘的位置是否合适，一定要让所有的元件都有封装，如果没有合适的封装需要手动绘制。画原理图的时候管脚的标注一定要用网络NET不要用文本TEXT否则导PCB的时候会出问题,放置网络标号时要对准原件的引脚，否则导入PCB时发生错误。导入PCB时一定要将错误全部改正。5.2绘制PCB绘制PCB最重要的是元器件的布局，尽量先画主要的元器件，尽量把线画在一面上，若加过多的过孔会使焊接过程变得复杂加大工作量。线越短越好，做出板后以免产生干扰。如果有晶振，晶振线要粗，要放在单片机旁，线尽量不要拐直角要45度。线宽设置为0.8毫米，焊盘设置为2毫米即可。5.3制作PCB板印双面板时，要注意正反面一定要对齐，否则印出板后过孔偏差较大，无法进行焊接。焊接时焊锡量适当。焊点上焊锡过少，机械强度低。焊锡过多，会容易造成绝缘距离减小、焊点相碰或跳锡等现象。电容器引线长的为正极，引线短的为负极，使用时必须注意不要接反，若接反电解作用会反向进行，氧化膜很快变薄，漏电流急剧增加，如果所加的直流电压过大，则电容器很快发热，甚至会引起爆炸。5.4调试调试前先用万用表测试电路是否有短路和断路现象。以免接入电源后烧坏元器件。如果发现原件发烫，立即切断电源。注意正负极不要接反。6.总结这次课设是我第一次自己动手制作，所以其中犯了很多错误，一开始我只用了一个拨码开关一端接地一端接两个芯片的置数端。因为对计数器了解的不是很透彻以为置数端悬空就是高电平，但是做出板后，计数器不能正常