倒计时电路

概述

倒计时计时器的用途很广泛。它可以用做定时，控制被定时的电器的工作状态，实现定时开或者定时关，最长定时时间为999分钟。它还可以用做倒计时记数，最长记时时间为999秒，有三位数码管显示记数状态。

设计思路: 用三个可预置数的减计数器组成三位二-十进制减计数器，用三个译码器和三个LED数码管显示器，CMOS电路组成秒/分选择器，另外有控制电路，控制器随着计数器计数的状态发生改变，计时期间，用电气开关断开，当计时完毕时，用电气开关闭合。

目录

1.设计任务及目的 ..............................................................................................

2.倒计时计数器组成及原理 ...................................................................................

2.1倒计时计数器 ...................................................................................................

2.2工作原理 (4)

3.拟定设计方案 (5)

3.1 用proteus进行仿真设计 .................................................................................

3.2计时器电路： ...................................................................................................

3.3控制电路...........................................................................................................

3.4 报警电路..........................................................................................................

4.使用手册..............................................................................................................

5.整体电路图..........................................................................................................

6.课程设计总结 (10)

1.设计任务及目的

设计任务:

1).构思设计方案及实现方式。

2).对电路的原理进行介绍。

3).在仿真软件中绘制出达到设计目的的完整电路图，并使电路图简洁，整齐。

4).运行仿真电路，仔细查找电路漏洞及冲突，并予以修正，完成设计。 设计目的:

1).具有9999秒倒计时功能；

2).由外部开关控制电路计时，置数功能；

3).能通过外部开关使电路暂停计时；

4).当倒计时电路计时完成时，发出报警信号，拨动开关能关闭报警信号；

5).计时到0是电路自动停止计时。

2.倒计时计数器组成及原理

2.1倒计时计数器

倒计时计数器选用TTL 集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数控制置数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下。

2.2工作原理? 用四片减法计数

用七段数码管显示计数；控制电路通过控

制减法计数器的控制端实现对电路保留、启动、置数、清零/复位和暂停/继续计数功能的控制；利用JK 触发器的翻转状态特性实现闪烁报警功能。

3.拟定设计方案

3.1 用proteus 进行仿真设计

Proteus仿真软件中提供了丰富的硬件数据可供选择，它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。通过proteus可以及时仿真实现电路设计功能并及时发现存在的问题进行改正，可以确保设计的电路能够正常实现应有的功能。

3.2计时器电路：

设计实现倒计时功能。

图2.74ls192构成的四位倒计时器

计时器的计时电路由74ls192构成，74ls192为十进制加/减计数芯片，在本设计中并未使用置数端置数，故D0-D3、PL悬空；将DN（减计数脉冲输入端）与clk（脉冲信号）相连，再将74ls192的输出端Q0-Q3七段码显示器的输入端相连，即可构成一位十进制倒计时电路，做一个与之相同的电路，但PN端悬空，用第一个电路的TCD端（减计数输出端）与之DN端相接，即可构成两位十进制倒计时电路，多位十进制倒计时电路的构成方法依此类推，如图2所做的倒计时电路。

3.3控制电路

设计实现倒计时电路的控制功能。

图3.控制电路

先介绍一下倒计时电路所使用的置数方法，如图5所示，将74ls192的UP 端（加计数脉冲输入端）与一个常开按钮开关相接，开关另一段接地，当按下开关，相当于UP端输入一个脉冲信号，电路进行一次加计数；通过加计数的方法完成对电路的置数，如要置数为4则按四次开关即可达到目的。

该控制电路主要由一个计数器和一个2-4线译码器组成，根据需要该电路共需要控制置个位、十位、百位、千位和开始计数5种操作，所以将计数器设置为5位计数器；将计数器的Q2和Q0输出端做与非，将结果接到计

数器的清零端，即可构成5位计数器，由图中的上开关控制计数器计数；将计数器的Q0和Q1与译码器的A、B端相接，用计数器的输出选择译码器的输出端，将译码器的四个输出端依此与图2中的4个74ls192的UP 端相连，下开关与译码器的E端相连；再用七段码显示器显示计数器输出；将五位计数器的Q2输出端和脉冲发生器的输出做与非，其结果与个位倒计时器的减计数脉冲输入端相接；当控制电路的计数器输出4时，其倒计时器的个位才有脉冲输入，这样就能实现电路暂停和开始计数的功能；

控制电路通过上开关让五位计数器计数，选通不同的译码器输出端，再由下开关控制译码器输出信号，译码器与倒计时器的加计数端相连，即可通过下开关控制的192芯片进行加计数，通过上开关选中不同的192芯片。

3.4 报警电路

当电路倒计时完毕时，需要发出警报，其电路如图4所示；

图4.报警电路

在介绍报警电路之前，先介绍一下到计时电路到零时如何自动停止，当74ls192出现借位时，TCD端会输出一个低脉冲，74ls192的清零端是高电平有效，将TCD端通过一个非门和192清零端相接，当电路倒计时到零时，TCD端输出低脉冲经非门变为高脉冲，芯片清零，TCD端输出低脉冲，芯片清零，即可达到完成倒计时自动停止的目的；对于四位的倒计时器，只需将千位的TCD端接非门后与所有的清零端相接，就可达到自动停止的目的。

报警电路为D触发器接非门构成的T触发器，将CLK端与倒计时器的千位TCD端相连即可实现报警。

4.使用手册

电路实现0000-9999的最大计数，计数时间间隔为1s。通过置数能完成小于9999秒的任意时间的倒计时。

该计数器主要由两开关控制（见图5），由最右侧的显示器显示工作状态(由0、1、2、3、4表示），按动上开关逐次循环改变工作状态；其中0、1、2、3分别表示对个位、十位、百位、千位置数，选中0123中的一个工作状态之后按动下开关即可对对应的位进行置数（按一下加一）；当工作状态选中4，则计时开始。当计时完毕后led灯会闪烁，按动上开关使工作状态为0123中的任一个即可停止报警，电路也可以通过这样的方式暂停计时。

5.整体电路图

图5.整体电路

6.课程设计总结

通过这本次课程设计，熟悉了isis电路仿真软件，对其功能和仿真有了一定的了解。对本次设计中使用的74ls192，74ls139等芯片有了更深入的了解。对其功能，使用方式有了掌握。

在设计电路的过程中遇到了许多问题，一些问题并没有得到解决如：电路本身除了秒计时功能外，还构思过分计时功能，由控制电路控制，但最终该功能没有实现，因为电路冲突，在多次改进未果的情况下被放弃；即使是最后的成品电路也存在缺陷，如在第一次接通电路时，报警led为灭（在未完成倒计时情况下），完成倒计时后LED闪烁，但在之后的计时过程中，LED常亮（发出警报时闪烁），

电路最好的部分是由计时器构成的控制电路，他将复杂控制操作变得简单，并且在理论上可以让电路拥有多种功能，由控制器选择所要使用的功

能，如可以通过控制电路让本设计既具有加计数功能又有减计数功能，由控制器控制，这就大大的增加了电路的扩展性。

通过本次课程设计，我深切的感到了自己对组合逻辑和时序逻辑的不了解，特别是其连接部分，对芯片功能及使用的不熟悉，不过能够独立设计和完成这个电路是很高兴的，它也让我注意到以前学习中没有注意到的实际应用部分，总的来说受益匪浅。