1、燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書燕山大學課 程 設 計 說 明 書題目： 鬧鐘 學院（系）： 電氣工程學院 年級專業： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 呂宏詩 張強 教師職稱： 實驗師 實驗師 燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：電子實驗中心 學 號學生姓名專業（班級）設計題目鬧鐘設計技術參數設計簡易的一分鐘鬧鐘可手動輸入定時時間（099s），如30s兩個數碼管上跟蹤顯示時間的變化：如30，29，28到了指定時間蜂鳴器發出8s的提示音設計要求有暫停開關，在倒計時過程中可隨時停止采用2個數碼管顯示時間用蜂鳴器發出提示音采用撥碼開關定時工作量學會使用Ma

2、x+PlusII軟件和實驗箱；獨立完成電路設計，編程下載、連接電路和調試；參加答辯并書寫任務書。工作計劃1. 了解EDA的基本知識，學習使用軟件Max+PlusII，下發任務書，開始電路設計；2. 學習使用實驗箱，繼續電路設計；3. 完成電路設計；4. 編程下載、連接電路、調試和驗收；5. 答辯并書寫任務書。參考資料數字電子技術基礎.閻石主編.高等教育出版社.EDA課程設計B指導書.指導教師簽字基層教學單位主任簽字說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。2013年3月11日 目 錄第1章 設計說明1.1 設計技術參數1.2 設計要求 1.3 設計思路 1.4 真值表 1.

3、5 模塊介紹第2章 原理圖 2.1 Max+PlusII原理圖設計 第3章 波形仿真 3.1 Max+PlusII simulator原理圖仿真第4章 硬件設計 4.1 管腳鎖定 4.2 硬件連線第5章 心得體會 參考文獻 第一章 設計說明 1.1設計技術參數 1.設計簡易的一分鐘鬧鐘2.可手動輸入定時時間（099s），如30s3.兩個數碼管上跟蹤顯示時間的變化：如30，29，284.到了指定時間（00）蜂鳴器發出8s的提示音 1.2設計要求1.有暫停開關，在倒計時過程中可隨時停止2.采用2個數碼管顯示時間3.用蜂鳴器發出提示音4.采用撥碼開關定時1.3設計思路 1.根據設計簡易的一分鐘鬧鐘要

4、求，我首先考慮到要做的鬧鐘需要在1Hz的時鐘脈沖控制下以每秒鐘減一的速度做減法。可以做減法計數器的芯片中，我接觸過的就是74191和74190，而其中74190芯片是一個十進制加減法可逆的計數器，十分符合我的設計要求。為了完成可以做出099s的減法計數，我用了兩片74190芯片同步置數來實現100以內的減法。2.根據要求到指定時間蜂鳴器發出8秒提示音，蜂鳴器在SPEAKER接高電平時工作，而我主要是需要控制蜂鳴器接口處于高電平的開始與結束的時間。首先考慮當兩個74190芯片都為零的時候蜂鳴器要開始工作，八秒結束的時候蜂鳴器要結束工作。由此我想到用加法計數器74160芯片來控制蜂鳴器工作的時間8

5、秒，使完成設計要求。3.根據要求兩位數碼管跟蹤顯示時間的變化。所以我將兩片74190的輸出結果用2位十進制數碼管以靜態方式顯示，來達到設計跟蹤顯示的目的。4.根據要求要采用撥碼開關定時，其中我只要將8位數字開關組A分別于74190的8個輸入端口鎖定即可達到設置時間的目的。5.根據要求有暫停開關，在倒計時過程中可隨時停止，我就想到要控制74190芯片的GN使能端。根據74190的真值表可以看出，當GN為1時，芯片HOLD COUNT；當GN為0，且LDN為1時，芯片COUND DOWN。所以只要加入一個控制開關，使要暫停時控制GN口為1，工作時控制GN口為0即可。1.4真值表1.圖1為74190

6、芯片真值表圖圖1 74190芯片真值表圖2.圖2為74160芯片真值表圖圖2 74160芯片真值表圖 1.5模塊介紹1.定時時間模塊，如圖3。圖3 定時時間模塊 定時時間模塊由兩個74190十進制計數器級聯構成。上面一片是個位，下面一片是十位。其中AL,BL,CL,DL和AH,BH,CH,DH分別是個位和十位的輸入控制端，分別與數字開關組A中的8個管腳對應以控制置數。由74190芯片真值表了解到當LDN端低電平時，可對芯片的初始值進行設置；高電平時，計數開始，在連接芯片時將兩個74290芯片的置位端LDN連接在一起形成同步置數。同時又了解到74190在CLK上升沿有效，則只需控制個位的CLK接

7、時鐘頻率1Hz，即可使計數時，每次倒計一個數是1秒鐘。因為74190芯片本身是十進制減法計數器，故只需將個位芯片的RCON借位端接到十位芯片的CLK處，即可控制在需要借位時十位的減法計數。2蜂鳴器模塊，如圖4。圖4 蜂鳴器模塊蜂鳴器模塊主要由74160芯片實現。在平時計數的情況下，輸入74160芯片的CLRN端的信號為0,74160不計數。當兩片74190芯片的輸出都為0時，使得74160芯片中的CLRN端輸入為1，74160工作。同時我了解到74160是上升沿計數，將74160的CLK端由74190芯片的0000 0000輸出和74190個位計數芯片的CLK輸入共同控制，即可實現74160在

8、00時計數，且計數周期為1s。又要求蜂鳴器響8秒，即控制74160計數8秒之后停止，蜂鳴器就不響了。由上面的分析，我做了表1以分析如何實現蜂鳴器僅響8秒。QDQCQBQA蜂鳴器00000000110010100111010010101101101011111000110011表1 74160輸出與蜂鳴器狀態關系表由表得出了如圖4中的接線方式，控制當計數狀態為00，蜂鳴器工作，且工作時間為8秒。3.暫停模塊，如圖5。00控制端圖5 暫停模塊暫停模塊的實現主要由開關z1控制。因為74190芯片是由GN控制使能的。當我們想要實現暫停的時候，使GN為1即可。而通過計數控制到00時，也需要使GN為1從而

9、停止計數，由此，只要使用z1開關在平時計數時對GN的0狀態無影響，僅在要暫停時撥動開關實現GN為1，z1與線路中同接一個或門即可實現，具體狀態如表2。00控制端Z1端GN狀態計數時為0不暫停時設為00計數時為0暫停時設為11計數到00時為1不暫停時為01表2 z1，00控制端，GN狀態對應表4.數碼管位控模塊，如圖6。圖6 數碼管位控模塊為了使數碼管跟蹤顯示，將要使用兩位數碼管位置高電平。第2章 原理圖2.1 Max+PlusII原理圖設計Max+PlusII原理圖設計，如圖7。圖7 Max+PlusII原理圖2.2 Max+PlusII原理圖各接口信息：1. LDN：74190芯片使能端，低

10、電平時置數，高電平時計數。2. GN：74190芯片控制端，低電平時計數，高電平時計數暫停。3. DNUP：74190芯片加減計數控制端，低電平時做加法，高電平時做減法。4. RCON：74190芯片進/借位端，兩片級聯時控制進/借位。5. DH,CH,BH,AH,DL,CL,BL,AL這8個端口可以看成用八位二進制表示兩位BCD碼，由前至后分別是高位到低位。6. Z1：控制鬧鐘暫停，平常狀態設置為0，要暫停時通過數字撥碼開關設置為1。7. Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0這8位輸出每四位對應一個數碼管顯示，用四位二進制表示一位BCD碼，前面是高位后面是低位。8. O1，02：輸

11、入高電平，控制數碼管位選。9. O：蜂鳴器輸入，高電平時，蜂鳴器工作；低電平時，蜂鳴器不工作。10. CLK：接入1Hz的時鐘頻率，控制時間。 第三章 波形仿真 3.1 MAX+plus 2 simulator仿真 MAX+plus 2 simulator仿真波形圖，如圖8。 圖8 MAX+plus 2 simulator仿真波形圖1輸入定時時間11s； 2. 輸入暫停時間5s-7s； 3. 兩個靜態數碼管上跟蹤顯示時間的變化為11,10,09,08,，其中07在暫停時間段內不變，啟動后繼續計數。 4. 到了指定時間（00）蜂鳴器發出8s的提示音。（14.5s-22.5s） 第四章 硬件設計4

12、.1管腳鎖定管腳鎖定，如表3。接口管腳接口管腳接口管腳接口管腳CLK75LDN83Z185DH53CH47BH46AH45DL44CL41BL40AL39Y7136Y6135Y5134Y4133Y3132Y2131Y1128Y0127O38O194O295表3 管教鎖定4.2硬件連線 1、時鐘模塊21腳為1Hz連接75引腳； 2、數字開關組BSW9（83）、BSW10（85），括號內為連接的對應引腳。經下載、連線后，靜態數碼管可準確顯示時間，蜂鳴器正常工作，在定時時間到達時，發出8秒提示音。結果符合題目要求，實驗設計成功。第5章 心得體會 本次課程設計我做的項目是一分鐘鬧鐘，并且要求蜂鳴器在數

13、碼管保持在00時，發出8秒提示音，我利用了74190 和74160兩種計數器，通過一系列的嘗試，我初步掌握了兩種計數器的基本特性，能夠用它們設計并實現一些簡單的邏輯電路。這次EDA課程設計給了我一次關于數字電子的實踐機會，通過這一周的課設，我對計數器的使用有了更進一步的了解，進一步做到了把學到的知識應用于實際。剛開始我以為這次的課設很簡單，但通過自己動手才發現自己在數字電子技術上有很多的不足，我充分認識到理論必須聯系實際才能真正發揮作用，而實踐正是檢驗理論最好的工具。在設計電路的過程中我遇到了不少的麻煩，但通過自己的努力和老師、同學的幫助，我最終成功完成了鬧鐘的設計。我認為EDA這樣的的課程設計能夠鞏固有效地鞏固和加深我們在課堂上所學習的理論知識，激發我們對科學實驗的興趣，提高自己獨立思考和動手的能力，同時也能大大提高我們對那些看似無聊的理論課程的重要性的認識。 這次EDA課程設計培養了我嚴謹的行事態度，讓我認識到了一個小小的錯誤或一點點的馬虎就有可能導致整個電路無法正常運行，科學容不得半點兒疏漏。參考文獻1數字電子技術基礎.閻石主編.高等教育出版社.2EDA課程設計指導書.燕山大學課程設計評審意見表指導教師評語：該生學習態度 （認真 較認真 不認真