一、设计任务
火箭发射倒计数器:启动按钮按下后从29 计数至0,并完成火箭发射动作模拟(用发光形式表达出发射的状态),发光要求具有3s延时,需要设计倒计时时间指示。
二、设计要求
用发光形式模拟火箭发射动作,要求但启动按钮按下后,数码管显示倒计时,并从29倒计数至0,一旦数码管显示为0,则LED发光,并且数码管示数不再发生变化(即停留为0不再发生变化)。从LED发光开始计时连续发光3s后自动熄灭不再有其他状态。
三、设计内容
1. 设计思想
按照题目要求可知: 1)、首先设计1Hz方波发生器,使输出脉冲的周期为1s,从而为后续电路的工作提供时钟脉冲,使整个电路正常工作(考虑用555定时器实现功能)。
2)、实现数码管的倒计数,在本题中要用到至少两个数码管显示发射倒计时,不过可以考虑用三个数码管,不光把发射倒计时显示出来,并将LED发光延时显示出来。(考虑用同步十进制可逆计数器74LS192和七段显示译码器74LS48来实现功能)。
3)、实现LED发光3s时延,可考虑先用D触发器来实现高低电平转换,使数码显示管示数为零是点亮LED,然后利用组合逻辑门电路进行反馈电路使LED发光3s后自动熄灭。
2. 设计说明
1)、555定时器功能说明
震荡周期:T=0.7(R1+2R2)
引脚功能如下:
1
1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。 3脚:输出端Vo 2脚:低触发端 6脚:TH高触发端
4脚:是直接清零端。当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。 5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。 7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
2)、
74LS192的引脚排列、逻辑符号及功能说明
a)引脚排列 (b) 逻辑符号
为置数端,端,
为加计数端,为减计数端,为非同步进位输出
为
为非同步借位输出端,P0、P1、P2、P3为计数器输入端,
清除端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
2
74LS192真值表
输入 MR 1 0 × 0 × × × P3 × d P2 × c P1 × b P0 × a 输出 Q3 0 d Q2 0 c Q1 0 b Q0 0 a × 0 1 1 × × × × 加计数 0 1
1 × × × × 减计数
3. 系统方案或者电路结构框图
29秒减计数器 1Hz脉冲 发生器 控制 外部操作信电路
3
译码显示电路 LED 反馈电路
4. 设计方案 1)、1Hz脉冲方波发生器 工作原理
由于接通电源前,电容器两端电压uC=0,电源刚接通时UB=1,UA=0,因而Q=1,Q=0,经输出缓冲级后uO为高电平,放电管V处于截止。电源电压通过R1、R2对C充电。
由于比较器A、B的存在,电容C不可能充至UDD。过程如下:当UB、UA均为低电平,RS触发器状态不变;但当UA=1,UB=0,RS触发器状态变为Q=0, Q=1,输出uO为低电平,放电管V导通,这段时间我们称为第一暂稳态期。放电管V导通时,电容C通过电阻R2和放电管放电,电路进入第二暂稳态期,放电。由于比较器A、B的存在,电容器不可能放电至0。当电容放电时,UA=UB=0,RS触发器处于维持状态,输出也不变;但当C继续放电时:UB=1,UA=0这时Q=1, Q=0,输出uO为高电平,放电管截止,UDD再次对电容充电。如此反复,可输出矩形波形。
4
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