上传者: damilili
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上传时间: 2025-07-02 19:29:55
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文件大小: 218KB
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文件类型: DOC
### 可预置报警器Multisim设计说明书
#### 一、引言
随着工业的高速发展,特别是向着更高集成度和自动化的方向迈进,电子技术和电器的应用变得尤为重要。电工与电子技术作为一项基本技能,对于工科学生而言是必须掌握的知识之一。掌握这些技能不仅有助于学生理解现代技术的发展,还能在未来的工程实践中发挥重要作用。
#### 二、总体方案
##### 2.1 设计思路
可预置显示报警系统主要包含六大组成部分:脉冲发生器、计数器、报警器、显示器、控制电路和门电路。具体设计如下:
1. **脉冲发生器**:为确保系统能够以秒为单位计时,需要产生稳定的秒脉冲信号。由于直接产生秒脉冲存在困难,因此采用高频振荡电路并通过分频来获得秒脉冲信号。本设计选用555多谐振荡器来生成所需的脉冲信号。
2. **计数器**:秒脉冲信号生成后,需要通过计数器来实现定时功能。本设计采用减法计数方式,并选用三个74LS190计数芯片来实现百位、十位和个位的计数。其中,第一位计数器用于百位显示,可以预置为0或1;第二位计数器用于十位显示,并具有预置数值的功能;第三位计数器用于个位显示,当计数到零时触发报警。
3. **报警器**:为了实现在计数达到预定值时触发报警,设计中采用74LS77W芯片进行控制。在使能端接高电平的情况下,如果D端出现高电平,则会锁定电路并输出高电平触发光电报警器开始报警。
4. **显示器**:本设计采用四位LED数码管作为显示器,以显示计数结果。每个LED数码管由多个发光二极管组成,每个二极管的正向电压降约为2~2.5V,点亮电流在5~10mA之间。
5. **控制电路**:控制电路负责计数器的启动、置数和清零等功能。通过适当的逻辑门电路组合实现对计数器的控制。
6. **门电路**:门电路用于控制报警器的输入端和最低位计数芯片的使能端,确保报警器只在计数到达设定值时被激活。
##### 2.2 设计方框图

#### 三、各部分电路设计及参数计算
##### 3.1 显示器
本设计采用三位四位LED数码管组成显示器。LED数码管是常用的一种数字显示器,可以用来显示0~9之间的任意数字。小型LED数码管(0.5寸和0.36寸)每个发光二极管的正向电压降约为2~2.5V,每个二极管的点亮电流在5~10mA。在本电路中,采用三个四位LED数码管(DCD_HEX)的输入端分别与计数器的输出端相连,以便实时显示当前的计数结果。
##### 3.2 计数器
计数器采用74LS190D芯片,该芯片具有加减计数功能。在本设计中,采用减法计数方式。为了实现三位数的递减计数,低位的借位输入端需连接至高位芯片的使能输入端,当借位输出为0时,表示需要向高位借位。计数器的输出端接至LED数码管,而输入端A、B、C、D则接至控制电路。LD为置数控制开关,接地时进行置数操作;UD接高电平时进行减法计数。具体的74LS190功能表和脉冲输出真值表如下:
| 置数 | 使能 | 加减 | 时钟 | 工作模式 |
|------|------|------|------|----------|
| LOAD' | CTEN' | D/U' | CLK | |
| H | L | L | ↑ | 加计数 |
| H | L | H | ↑ | 减计数 |
| L | × | × | × | 置数(同步) |
### 四、仿真电路测试
在完成电路设计后,还需要进行详细的仿真测试,以验证电路的各项功能是否符合预期。具体包括以下几个方面的测试:
1. **置数测试**:验证是否能够正确地对计数器进行预置数值的操作。
2. **倒计时测试**:验证电路是否能够按照预定的时间进行准确的倒计时。
3. **报警测试**:验证当计数到达预定值时,报警器是否能够正确地触发报警。
### 五、小结
通过本次课程设计,不仅深入理解了数字电子技术中的基本概念和技术,还学会了如何将这些理论知识应用于实际的电路设计中。设计并制作了一个可预置的报警系统,该系统能够从100倒计时到0,并且在计数到达预置值时触发报警。整个过程中,不仅学习了555定时器和74LS190等关键芯片的应用,还熟悉了Multisim软件的使用,这对于后续的学习和工作都有着重要的意义。
### 六、参考文献
[此处列出所有参考文献]
### 七、附录
1. **元件清单**:列出所有使用的元器件名称和型号。
2. **总电路图**:提供完整的电路原理图。