倒计时计时器演示教学

倒计时计时器

一. 设计任务和要求

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。用三个可预置数的减计数器组成三个二-十进制减计数器。用三个译码器和三个LED数码显示器，COMSS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。

(1)用三个可预置数的减计数器组成三个二-十进制减计数器。

(2)用三个译码器和三个LED数码显示器，COMSS电路组成秒/分

选择器。

二. 设计的作用与目的

(1) 实现定时开或者定时关，最长定时时间为999分钟。

(2）用做倒计时记数，最长记时时间为999秒。

三. 倒计时计时器的设计

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1.倒计时计时器系统概述

用时钟脉冲发生器来产生频率为1Hz的脉冲，即输出周期为1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，或者将该方波脉冲信号送到减法计数器

CD40110的CP减计数脉冲端,通过计数器把8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、译码显示电路的显示。在74LS192输入端设置4个开关，通过开关的高低电平状态从而实现999秒内任意时间的倒计时。在电路中加入停止器使其倒计时到000时停止计时并且蜂鸣器响。

系统设计框图如图1

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图1系统设计框图

2. 555定时器制成多谐振荡器

多谐振荡器是一种自激振荡器，接通电源后不需外加触发便能产生矩形脉冲。我们用555定时器构成多谐振荡器的原理很简单,只要将施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回输入端即可。当接通电源以后,因为电容上的初始电压为0,所以输出为高电平,并开始经电阻R向电容C充电,当充到输入电压为

Vi=Vt+时,输出电压跳变为低电平,电容C又经过电阻R开始放电。当放至Vi=Vt-时,输出电位又跳变为高电平,电容C重新开始充电,如此周而复始,电路便不停的振荡。振荡周期为

T=T1+T2=(R1+2R2)CLn2。

3.计数器电路的原理与分析

计数器是一个用以实现计数功能的时序逻辑部件，它不仅可以用来对脉冲进行计数，还常用做数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他特定的逻辑功能。本次课程设计中选用74LS192来实现要求的减法计数功能。74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。

74LS192其引脚排列及逻辑符号如图2

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图2 74LS192 管脚图

UP为加计数时钟输入端

CPU为进位输出：1001状态后负脉冲输出，CPD为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

D0~D3为数据输入端

Q0~Q3为数据输出端

74LS192 的功能表如图3：

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图3 74LS192 的功能表

用三个74LS192构成的减计数器如图4

74LS192是可预置的十进制同步加/减计数器，计数器初始状态与减法还是加法无关。

计数器有清零引脚MR，清零后，不论出于加减状态，计数器输出均为0。计数器还具有加载功能，加载后，计数器不论原先是什么值，输出为加载值。不进行清零和加载操作，计数器一直循环计数，无所谓从哪里开始。

减法计数时，0变9时，借位输出有效，从这个角度讲，可以认为从9开始，就如加计数是9变0时进位，可以认为从0

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开始在LD为高电平时输出端则输出为你设置的那个数。

图4 减计数器

74LS192输入端4个开关，可以实现999秒内任意时间的倒计时。通过开关的高低电平状态，给74LS192 置数。

J1、J2、J3、J4负责U7的置数接高电平有效低电平无效，实现百位数字0-9的调节；

J5、J6、J7、J8负责U8的置数接高电平有效低电平无效，实现十位数字0-9的调节；

J9、J10、J11、J12负责U9的置数接高电平有效低电平无效，实现个位数字0-9的调节；

J13控制U7、U8、U9的置数端来控制置数是否有效；

J14暂停器；

J15压控开关，高电位时导通。

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4.译码器和显示管的原理与分析

A:74LS47芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中。

74LS47其引脚排列如图5

图5 74LS47 管脚图

74LS192 的功能表如图6

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图6 74LS192 的功能表B:显示管（阴极射线管）：是将电信号转变为可见图像的电子束管。它通常是指用于显示图形、字符的电子束管。

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译码器和显示管如图

7

图7译码器和显示管

5.停止器的原理与分析

通过使用与非门、非门、压控开关、和蜂鸣器实现倒计时计时器到000时停止计时，而不是进入下一个计时周期。

与非门（英语：NAND gate）：是数字电路的一种基本逻辑电路。若当输入均为高电平（1），则输出为低电平（0）；若输入中至少有一个为低电平（0），则输出为高电平（1）。与非门可以看作是与门和非门的叠加。

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