数电课程设计指导书2011.1.25

数字电子技术

课程设计指导书

一、目的、任务

1.巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。 2.培养学生根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

3.通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4.了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。 5.培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。

二、设计内容

1．设计题目：公用电话计时器设计 2．设计指标： 1.每三分钟计时一次。

2.显示通话次数，最多为99次。 3.每次定时误差小于1秒。 4.具有手动复位功能。

5具有声响提醒功能，即每到一个3分钟时间，提醒通话者一下，提醒时间为5秒钟。 6.给定条件及原始数据 （1）直流电源任意

（2）晶振频率100KHZ或32768HZ 。

三、主要关键技术的分析

公用电话计时器的工作框图，主要有标准信号源、分频器、三分钟定时器、计数译码显示、声响提醒等电路组成。其工作原理为：当按下复位按键时，复位电路保证3分钟电路及二位十进制计数器同时清零，此时显示通话次数为零。当松开复位按键时，计时开始，

此时由标准信号发生器产生的 f=32768HZ信号经过12级分频得到f=8HZ的脉冲输入三分钟定时器，三分钟定时器的功能是每3分钟输出一个脉冲，该脉冲被送到计数译码显示电路，便可显示出通话次数；同时该脉冲被送到声响提醒电路，可控制声响时间及声调，实现声响提醒功能。

分频器 3分钟定时器 计数器 音响提醒电路 译码显示电路

标准信号源 复位

1标准信号源

标准信号源用于产生脉冲信号，用它产生频率稳定的脉冲信号，频率f=32768HZ或100KHZ，标准信号源的稳定度和频率的精准度决定了计时的准确度，所以通常选用石英晶体来构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时的精度就越高，但耗电量将增大。故在设计电路时．一定要根据需要，设计出最佳电路。 2．分频器

由于石英晶体振荡器产生的频率很高，要得到所须脉冲，需要用分频电路。 3．3分钟定时器

分钟定时器主要用于每三分钟计时一次。是每3分钟输出一个脉冲，该脉冲被送到计数译码显示电路，便可显示出通话次数；同时该脉冲被送到声响提醒电路， 4．计数器

计数器用于计数通话次数，最多为99次 5．译码显示电路

译码是将给定的代码进行翻译。计数器采用的码制不同，译码电路也不同。用七段数码管来显示译码器输出的数字，显示器有两种；共阳极或共阴极显示 6．音响提醒电路

音响提醒电路的主要是每到一个3分钟时间，提醒通话者一下，提醒时间为5秒钟。 四、设计（研究）步骤

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计算参数 画正式的总体电路图 选择元器件 实 验 设计单元电路 审 图 选择总体方案 画总体电路图初稿 五、解决思路和方案比较

首先确定公用电话计时器的总体方案，进行单元电路的设计，各单元电路的解决思路和方

案比较：

1.确定石英晶体振荡电路

为了获得频率稳定的时基脉冲，以减少误差，采用石英晶体振荡器，本设计已给定晶振频率100KHZ或32768HZ，石英晶体振荡电路可选的方案很多，可查阅参考文献。

如果精度要求不高，也可采用集成电路555定时器与RC组成多谐振荡器。 2．多级分频电路的组成

由于本设计已给定晶振频率100KHZ或32768HZ，如选用石英晶体振荡电路产生的是100KHZ的信号，要得到秒脉冲，需要对此信号进行105分频，可选用五级十分频来实现，可选用五个十进制计数器通过级联来实现。十进制计数器的集成电路很多，可采取74LS160、74LS290等，也可查阅手册。

如选用的石英晶体振荡电路产生的是32768HZ的信号，需要经过十五级二分频电路，便可得到频率为1Hz的秒脉冲信号。可选用二进制计数器如74LS161，也可选用两片8位的二进制计数器74LS867通过级联来实现.方案很多，可以通过比较来选择。 3.3分钟定时器

3分钟是180秒，分钟定时器只需要接成180进制的计数器，采用的集成电路很多74Ls160，74Ls161；74ls290通过级联可构成180进制的计数器

脉冲信号

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4．通话次数计时显示电路

3分钟定时器每3分钟输出一个脉冲，该脉冲被送到计数译码显示电路，计数器由二位十进制计数器完成，来计数通话次数，可采用两个74160来实现

译码和显示电路是将计数器中每块集成电路的输出状态（8421代码）翻译成七段数码管能显示十进制数所要求的电信号，然后经数码管，把相应的数字显示出来。译码器可采取74LS48（可驱动共阴极数码管）；74LS247（可驱动共阳极数码管）, 74LS48的输入端和计数器对应的输出端相连,74LS48的输出端和七段显示器的对应段相连. 5．声响提醒电路

该电路的主要功能是每到一个3分钟时间，提醒通话者一下，提醒时间为5秒钟。 实现此功能可用单稳态触发器加多谐振荡器完成。利用555定时器组成的单稳态触发器见参考资料，根据定时时间的要求，可确定电阻R1、电容C1的值。?To?1.1R1C1，To?5秒，取C1=10μf，可得R1=4.7KΩ。 多谐振荡器中取振荡频率

f?500HZ，R2=200Ω，C2=0.1μf。?f?1.43?R3?2R2?C2 ?R3?1.43?2R2?28K?，取R3=27Kf?c2Ω

六、成绩评定

1. 理论设计与总结报告内容

（1） 方案论证； （2） 电路工作原理分析； （3） 单元电路设计计算； （4） 元器件的选择； （5） 总电路工作原理分析；

（6） 画出总电路图，写出设计工作总结，写出设计说明书。 其中：设计说明书占总分30%，电路总图占总分20%。

2. 答辩成绩占总分20%。 3. EWB软件仿真成绩占总分10%。 4. 平时成绩占总分10%。 5. 整机电路运行正常。10%

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8lsx.html