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七月 18 2019

基于74LS192的30秒倒计时设计

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目录

1.时器简介
2.74LS192介绍

3.总体设计方案

3.130进制计数器的设计

3.2T=1s的时间脉冲的设计

3.3RS触发器控制电路设计

4.实验电路图
5.仪器设备名称
6.仿真分析结果
7.实验步骤及数据记录

  74LS192是同步十进制可逆计数器,它具有双时钟输入,并具有清除和置数等功能。可以直接级联而无需外接电路,借位和进位两输出端可级联递增计数和递减计数,使用方便。本文讲解了基于74LS192的30秒倒计时设计过程。

  1.时器简介

  倒计时器是基于定时而设计的实现及时报警的装置。它由键盘扫描、动态LED显示电路、报警三大部分构成,以实现对计时时间的控制。同时装置还用一个由电平控制的报警装置,用以实现倒计时时间到时进行声音提示。倒计时器的实时性强,可操作性好,能应对不同要求进行过相应的调整以适应不同环境。

倒计时器

  图1 倒计时器

  2.74LS192介绍

  74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。(bcd,二进制)。

  (1)CPU为加计数时钟输入端,CPD为减计数时钟输入端。

  (2)LD为预置输入控制端,异步预置。

  (3)CR为复位输入端,高电平有效,异步清除。

  (4)CO为进位输出:1001状态后负脉冲输出。

  (5)BO为借位输出:0000状态后负脉冲输出。

74ls192引脚图

  图2 74ls192引脚图

  3.总体设计方案

  3.130进制计数器的设计

  本实验采用74LS192芯片作为计数器,74LS192是同步的加减计数器,其具有清除和置数的功能。本实验选择两片74LS192作为分别作为30的十位和个位。本实验中将作为十位的计数器输入端置为0011而将个位的输入端置为0000。将两片74LS192的置数端连出来与开关B相连,开关B控制置数端与高电平还是低电平,从而实现当30倒计时到00时,通过手动操作开关B而可以重新开始倒计时,计数器的电路连接如图3所示:

计数器电路设计

  图3 计数器电路设计

  3.2T=1s的时间脉冲的设计

  本实验采用由555定时器组成的多谐振荡器(如图4)来产生周期为1s的时间脉冲,从而为30秒倒计时提供了脉冲输入。这里取R1=51kΩ,R2=47 kΩ,C=10μF。

  由于震荡周期T≈0.7(R1+2R2)C=0.7&TImes;(51kΩ+2&TImes;47 kΩ)&TImes;10μF=1.015s,显然这样的设计是符合实验要求的。

555定时器组成的多谐振荡器

  图4 555定时器组成的多谐振荡器

  3.3RS触发器控制电路设计

  将RS触发器应用到开关电路中能很好的对30秒倒计时进行控制。当B开关打到右侧时,无论A开关打到哪侧,倒计时均未开始;当B开关打到左侧时,A开关打到右侧开始倒计时,A开关打到左侧暂停倒计时。图5所示的是RS开关控制电路。

RS开关控制电路

  图5 RS开关控制电路

  4.实验电路图

  运用MulTIsim13绘制的实验电路图如图6所示:

实验电路图

  图6 实验电路图

  5.仪器设备名称

仪器设备名称、型号和技术指标

  6.仿真分析结果

  对555定时器组成的多谐振荡器电路仿真输出时间脉冲的结果,测得脉冲周期T=1.015s,输出波形见图7。

时间脉冲仿真结果

  图7 时间脉冲仿真结果

  当开关B置于高电位A开关置于右侧时倒计时开始工作,图8为仿真结果

开始计数

  图8 开始计数

  当开关B置于高电位A开关置于左侧时倒计时暂停,图9为仿真结果:

暂停计数

  图9 暂停计数

  7.实验步骤及数据记录

  按照电路图首先连接好555定时器组成的多谐振荡器的电路,RA采用定值电阻,RB采用电位器,将时间脉冲输出端连接至示波器的一个通道,对RB电阻进行微调,直到输出波形的频率为1Hz左右,此时该多谐振荡器产生的时间脉冲符合实验要求。记录此时脉冲的频率。

  再将74LS192构成的30进制减法计数器电路连接好,注意到实验箱上的数码管的译码器为CD4511,所以74LS192的输出端口3,2,6,7分别接在CD4511的输入端口A,B,C,D上。

  最后按照电路图将RS触发器的开关控制电路连接好,并将控制电路与脉冲电路连接好,二者用74LS08芯片构成与门连入电路,74LS08的管脚图与74LS00与非门的管脚类似,所以较为简单。

  连接电路的操作均在断电情况下进行。电路连接无误后接通电源,控制开关B,A的开与关,观察数码管数字显示状态。

  数据记录与实验现象:

  脉冲频率f=0.982Hz;R1=51kΩ,R2=47 kΩ

  开关控制电路的实验现象:当开关B置于低电平时无论A开关置于哪侧,倒计时均显示在30没有变化;当B接高电平时,A开关置于右侧开始倒计时,当将开关打至左侧时,倒计时暂停。

  图10为在实验室连线的实际电路图:

实际电路图

  图10 实际电路图

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