金陵科技学院课程设计报告
绪论
本课程设计是数字逻辑电路知识的简单应用，利用计数器、译码器和与门、或门、与非门等门电路制作一个逆计数器。通过外部的开关控制，可控制不同的功能，本设计关键在于对计数器、门电路、译码器的运用和个人的逻辑思维。利用计数器计数，通过各种不同的门电路组合构成不同的反馈，从而形成24制计数规则，最后通过译码器和数码管输出显示。
1、设计的目的、要求及其技术指标 1.1设计的目的
1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法、设计步骤，进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。
2．学习和练习在面包板上接线的方法、技术、注意事项。
3．学习数字电路实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧。 4．培养细致、认真做实验的习惯。
5．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
1.2设计的要求
1. 具有24秒计时功能。
2. 设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。 3. 在直接清零时，要求数码显示器灭灯。 4. 计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。
5. 计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，蜂鸣器要报警、发光二极管亮灯。
1.3设计的技术指标
1．分析所设计的电路，确定参数，选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。
2．运用仿真软件Multisim对电路进行仿真。观察效果并与课题要求的性能指标作对比。
3．搭建电路，进行调试。
2、方案设计的思路和过程
2.1系统框图
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秒脉冲 发生器 计数器 译码显示 启动 暂停/连续 直接清零 控制电路 报警电路
2.2总体设计思路
正如系统方框图一样，此方案主要分单元进行设计。由课题很显然方案的主体是计数器单元的设计，通过译码显示电路显示出来。这两者都需要被提供一个脉冲。其余的单元按照所给要求进行线路的设计即可。
3、单元电路的设计 3.1秒脉冲发生器
3.1.1 555定时器的电路结构和工作原理 内部结构：
工作原理：
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它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的
参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较
21端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc和Vcc。C1和C2的输
332出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc时，触
3发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号
1自2脚输入并低于Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，
3开关管截止。
RD是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。
2 Vco是控制电压端（5脚），平时输出Vcc作为比较器A1的参考电平，当5
3脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01?F的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
3.1.2 555电路的引脚功能
555引脚图
555定时器功能表
输入 阈值输入触发输入复位RD 输出?0 输出 放电管T ?I1 × ?I2 × 0 1 1 1 0 1 0 不变 导通 截止 导通 不变 2?Vcc 32>Vcc 32?Vcc 31?Vcc 31?Vcc 31?Vcc 3- 3 -
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3.1.3 NE555的特点
1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
2.它的操作电源电压范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。
3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
5.静态电流 最大值 VCC = 5 V, RL = ∞ =6mA VCC =15 V, RL = ∞ =15mA 3.1.4秒脉冲的设计（用555定时器构成多谐振荡器） 1.电路组成：如下图（a）
22.工作原理：接通电源后，电容C被充电，当?c上升到Vcc时，使?0为低
3电平，同时放电三极管T导通，此时电容C通过R2和T放电，?c下降。当?c下
1降到Vcc时，?0翻转为高电平。电容器C放电所需的时间为
3tpL=R2Cln2?0.7R2C
1当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R2先锋电容器C充电，?c由Vcc32上升到Vcc所需的时间为
3tpH=（R1+R2）Cln2?0.7（R1+R2）C
2当?c上升到Vcc时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路
3的输出端就得到个周期性的矩形波。器振荡频率为
f=11.43?
tpL+tpH（R1+2R2）C uc 2 3VDDuo 0 +VDD
R1 7 6 555 3 2 1 5 t1 C 0.01μF 0 - 4 - T t2 8 4 R2 uc uo t t (a) (b)
用555构成的多谐振荡器及工作波形
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