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数字定时器的设计
一、设计任务和要求
任务：设计一个数字定时器
要求：①采用拨码开关组，设定到点时刻；
②采用555定时器设计系统时钟Cp信号；
③设计10进制（0～9）计数器；
④设计一个数码管的显示；
⑤设计到时间点的触发（可采用数值比较器），到时间点，则LED指示灯亮。
二、工作原理与设计思路
1、工作原理系统框图
2、思路说明： 本课程设计主要分模块来进行设计，分别为：电源模块、定时器模块、显示模块、监测模块。用两个555定时器和一个计数器产生计时信号，施密特整形模块，通过显示译码器把数值在数码管上显示出来（显示模块），然后拨码开关产生一个数值与计数器的信号通过数值比较器进行比较，若两值相等就使得LED亮！ 3、拟元件清单 4位拨码开关、555定时器芯片、74LS161、7447或7448（OC门、显示译码器）、数码管；74LS85（四位数值比较器）、四2输入与非门74LS00或74LS01； 双四输入与非门74LS20或74LS25，LED灯，IC座若干，稳压管7805。 说明：实际的元件清单以学校发放的原件为准，两者相差不大。 4、实际电路仿真 根据给出的元件清单和实际任务要求，将在仿真软件中对设计电路进行仿真，测试电路的可行性，电路中使用了555定时器通过多谐振荡器产生脉冲，再通过施密特触发器电路对模型进行整理变换从而给数字钟提供一个周期为1s的方波信号。显示电路使用了74LS00和74LS161产生十进制的计数器并通过译码器在数码管中显示。数值比较模块中利用4位的拨码开关产生一个数值与来自计数器的信号通过数值比较器（74LS85）进行比较，如果两值相同，则LED亮。仿真电路如下图所示：
三、实际电路原理图
四、实际电路PCB图 （为了方便报告的打印，该图像做过处理，一些设计图层没有显示出来）
五、调试过程 在开始调试过程中，我们组的电路板不能正常显示出结果，通过分析我们发现我们不能分模块去一个个排除原因，所以我们将分两步来做，第一步是检查元件是否使用正确，各种元件参数是否在可行范围内；第二部是根据设计好的原理图用万用表检查元件之间的连线是否断路。如下表： 调试步骤 调试结果 解决方法 结论 上电前调试 部分电路焊盘虚焊，电路短路 根据原路图用万用表检测做出来的电路板，找出并改正，特别是电路的正负极。 解决部分错误电路电路 上电测试 数码管不亮 1.重新观察数码管显示模块的连线。2.检查是否虚焊 数码管显示模块焊接虚焊了。 上电测试 数码管的显示不正确 1. 检查是否虚焊 2. 原理图是否连线错误 发现原理图中，不小心连错线了，用飞线纠正后，能够正常显示了。 上电测试 LED不会亮。 1. 检查数值比较器芯片是否坏掉 2. 检查数值比较器的连线与焊接是否正确 发现数值比较器74LS85的连线漏了一条，纠正后，LED能够按要求亮了。 六、设计结果和心得体会 在整个设计过程中，从一开始的设计电路设计，到电路的仿真设计，到的电路板设计，最后到调试电路，整个过程中，花费了我们组很多时间，最后还是成功实现了预期的功能，最后电路板能够正常工作，我们也在这个过程中学习到很多东西。 首先是在设计电路过程中要用到的知识是很多的，比如数字电路的基础知识，模拟电路基础知识，和PCB布线知识。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得 是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后 一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最 终完美的结果。
2、思路说明： 本课程设计主要分模块来进行设计，分别为：电源模块、定时器模块、显示模块、监测模块。用两个555定时器和一个计数器产生计时信号，施密特整形模块，通过显示译码器把数值在数码管上显示出来（显示模块），然后拨码开关产生一个数值与计数器的信号通过数值比较器进行比较，若两值相等就使得LED亮！ 3、拟元件清单 4位拨码开关、555定时器芯片、74LS161、7447或7448（OC门、显示译码器）、数码管；74LS85（四位数值比较器）、四2输入与非门74LS00或74LS01； 双四输入与非门74LS20或74LS25，LED灯，IC座若干，稳压管7805。 说明：实际的元件清单以学校发放的原件为准，两者相差不大。 4、实际电路仿真 根据给出的元件清单和实际任务要求，将在仿真软件中对设计电路进行仿真，测试电路的可行性，电路中使用了555定时器通过多谐振荡器产生脉冲，再通过施密特触发器电路对模型进行整理变换从而给数字钟提供一个周期为1s的方波信号。显示电路使用了74LS00和74LS161产生十进制的计数器并通过译码器在数码管中显示。数值比较模块中利用4位的拨码开关产生一个数值与来自计数器的信号通过数值比较器（74LS85）进行比较，如果两值相同，则LED亮。仿真电路如下图所示：
三、实际电路原理图
四、实际电路PCB图 （为了方便报告的打印，该图像做过处理，一些设计图层没有显示出来）
五、调试过程 在开始调试过程中，我们组的电路板不能正常显示出结果，通过分析我们发现我们不能分模块去一个个排除原因，所以我们将分两步来做，第一步是检查元件是否使用正确，各种元件参数是否在可行范围内；第二部是根据设计好的原理图用万用表检查元件之间的连线是否断路。如下表： 调试步骤 调试结果 解决方法 结论 上电前调试 部分电路焊盘虚焊，电路短路 根据原路图用万用表检测做出来的电路板，找出并改正，特别是电路的正负极。 解决部分错误电路电路 上电测试 数码管不亮 1.重新观察数码管显示模块的连线。2.检查是否虚焊 数码管显示模块焊接虚焊了。 上电测试 数码管的显示不正确 1. 检查是否虚焊 2. 原理图是否连线错误 发现原理图中，不小心连错线了，用飞线纠正后，能够正常显示了。 上电测试 LED不会亮。 1. 检查数值比较器芯片是否坏掉 2. 检查数值比较器的连线与焊接是否正确 发现数值比较器74LS85的连线漏了一条，纠正后，LED能够按要求亮了。 六、设计结果和心得体会 在整个设计过程中，从一开始的设计电路设计，到电路的仿真设计，到的电路板设计，最后到调试电路，整个过程中，花费了我们组很多时间，最后还是成功实现了预期的功能，最后电路板能够正常工作，我们也在这个过程中学习到很多东西。 首先是在设计电路过程中要用到的知识是很多的，比如数字电路的基础知识，模拟电路基础知识，和PCB布线知识。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得 是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后 一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最 终完美的结果。