公用電話計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（公用電話計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)）課 程 名 稱：數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)專 業(yè)： 系（教研室）： 電工電子教研室 年月日一、目的、任務(wù)1.鞏固和加深學(xué)生對電子電路基本知識的理解，提高他們綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識的能力。2.培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍,查閱手冊、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析并解決問題的方法。3.通過電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計(jì)計(jì)算和選取元器件初步掌握簡單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。4.了解與課題有關(guān)的電子電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，能按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，完成設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫設(shè)計(jì)說明書，正確地反映設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的成果，正確地繪制電

2、路圖等。5.培養(yǎng)嚴(yán)肅、認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，幫助學(xué)生逐步建立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)題目：公用電話計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)指標(biāo)：1.每三分鐘計(jì)時(shí)一次。2.顯示通話次數(shù)，最多為99次。3.每次定時(shí)誤差小于1秒。4.具有手動復(fù)位功能。5具有聲響提醒功能，即每到一個(gè)3分鐘時(shí)間，提醒通話者一下，提醒時(shí)間為5秒鐘。6.給定條件及原始數(shù)據(jù)（1）直流電源任意（2）晶振頻率100KHZ或32768HZ 。三、主要關(guān)鍵技術(shù)的分析公用電話計(jì)時(shí)器的工作框圖，主要有標(biāo)準(zhǔn)信號源、分頻器、三分鐘定時(shí)器、計(jì)數(shù)譯碼顯示、聲響提醒等電路組成。其工作原理為：當(dāng)按下復(fù)位按鍵時(shí)，復(fù)位電路保

3、證3分鐘電路及二位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器同時(shí)清零，此時(shí)顯示通話次數(shù)為零。當(dāng)松開復(fù)位按鍵時(shí)，計(jì)時(shí)開始，此時(shí)由標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器產(chǎn)生的 f=32768HZ信號經(jīng)過12級分頻得到f=8HZ的脈沖輸入三分鐘定時(shí)器，三分鐘定時(shí)器的功能是每3分鐘輸出一個(gè)脈沖，該脈沖被送到計(jì)數(shù)譯碼顯示電路，便可顯示出通話次數(shù)；同時(shí)該脈沖被送到聲響提醒電路，可控制聲響時(shí)間及聲調(diào)，實(shí)現(xiàn)聲響提醒功能。音響提醒電路譯碼顯示電路分頻器3分鐘定時(shí)器計(jì)數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)信號源 復(fù)位 1標(biāo)準(zhǔn)信號源標(biāo)準(zhǔn)信號源用于產(chǎn)生脈沖信號，用它產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的脈沖信號，頻率f=32768HZ或100KHZ，標(biāo)準(zhǔn)信號源的穩(wěn)定度和頻率的精準(zhǔn)度決定了計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確度，所以通常選用石英晶體來

4、構(gòu)成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)的精度就越高，但耗電量將增大。故在設(shè)計(jì)電路時(shí)一定要根據(jù)需要，設(shè)計(jì)出最佳電路。2分頻器由于石英晶體振蕩器產(chǎn)生的頻率很高，要得到所須脈沖，需要用分頻電路。33分鐘定時(shí)器分鐘定時(shí)器主要用于每三分鐘計(jì)時(shí)一次。是每3分鐘輸出一個(gè)脈沖，該脈沖被送到計(jì)數(shù)譯碼顯示電路，便可顯示出通話次數(shù)；同時(shí)該脈沖被送到聲響提醒電路，4計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器用于計(jì)數(shù)通話次數(shù)，最多為99次5譯碼顯示電路譯碼是將給定的代碼進(jìn)行翻譯。計(jì)數(shù)器采用的碼制不同，譯碼電路也不同。用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種；共陽極或共陰極顯示6音響提醒電路音響提醒電路的主要是每到一個(gè)3分鐘時(shí)

5、間，提醒通話者一下，提醒時(shí)間為5秒鐘。四、設(shè)計(jì)（研究）步驟選擇總體方案設(shè)計(jì)單元電路選擇元器件計(jì)算參數(shù)畫總體電路圖初稿審 圖實(shí) 驗(yàn)畫正式的總體電路圖五、時(shí)間安排（1）星期一上午首先由教師講解課程設(shè)計(jì)的基本步驟、數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)方法、主要元器件的類型及選擇方法、注意事項(xiàng)等等，然后布置設(shè)計(jì)任務(wù)，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書。（2）星期一下午 學(xué)生查閱資料，確定公用電話計(jì)時(shí)器的總體方案。（3）星期二 單元電路的設(shè)計(jì)。（4）星期三 對電路進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析和設(shè)計(jì)（5）星期四 寫總結(jié)報(bào)告即設(shè)計(jì)說明書和繪電路圖（6）星期五進(jìn)行設(shè)計(jì)總結(jié)，采用主動申請答辯、點(diǎn)名答辯和教師講評等手段進(jìn)行設(shè)計(jì)總結(jié)。六、解決思路和方案比較 首先確定

6、公用電話計(jì)時(shí)器的總體方案，進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)，各單元電路的解決思路和方案比較：1.確定石英晶體振蕩電路為了獲得頻率穩(wěn)定的時(shí)基脈沖，以減少誤差，采用石英晶體振蕩器，本設(shè)計(jì)已給定晶振頻率100KHZ或32768HZ，石英晶體振蕩電路可選的方案很多，可查閱參考文獻(xiàn)。如果精度要求不高，也可采用集成電路555定時(shí)器與RC組成多諧振蕩器。2多級分頻電路的組成由于本設(shè)計(jì)已給定晶振頻率100KHZ或32768HZ，如選用石英晶體振蕩電路產(chǎn)生的是100KHZ的信號，要得到秒脈沖，需要對此信號進(jìn)行105分頻，可選用五級十分頻來實(shí)現(xiàn)，可選用五個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器通過級聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的集成電路很多，可采取74LS1

7、60、74LS290等，也可查閱手冊。如選用的石英晶體振蕩電路產(chǎn)生的是32768HZ的信號，需要經(jīng)過十五級二分頻電路，便可得到頻率為1Hz的秒脈沖信號。可選用二進(jìn)制計(jì)數(shù)器如74LS161，也可選用兩片8位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS867通過級聯(lián)來實(shí)現(xiàn).方案很多，可以通過比較來選擇。3.3分鐘定時(shí)器3分鐘是180秒，分鐘定時(shí)器只需要接成180進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，采用的集成電路很多74Ls160，74Ls161；74ls290通過級聯(lián)可構(gòu)成180進(jìn)制的計(jì)數(shù)器脈沖信號4通話次數(shù)計(jì)時(shí)顯示電路3分鐘定時(shí)器每3分鐘輸出一個(gè)脈沖，該脈沖被送到計(jì)數(shù)譯碼顯示電路，計(jì)數(shù)器由二位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器完成，來計(jì)數(shù)通話次數(shù)，可采用兩個(gè)7

8、4160來實(shí)現(xiàn) 譯碼和顯示電路是將計(jì)數(shù)器中每塊集成電路的輸出狀態(tài)（8421代碼）翻譯成七段數(shù)碼管能顯示十進(jìn)制數(shù)所要求的電信號，然后經(jīng)數(shù)碼管，把相應(yīng)的數(shù)字顯示出來。譯碼器可采取74LS48（可驅(qū)動共陰極數(shù)碼管）；74LS247（可驅(qū)動共陽極數(shù)碼管）, 74LS48的輸入端和計(jì)數(shù)器對應(yīng)的輸出端相連,74LS48的輸出端和七段顯示器的對應(yīng)段相連.5聲響提醒電路該電路的主要功能是每到一個(gè)3分鐘時(shí)間，提醒通話者一下，提醒時(shí)間為5秒鐘。實(shí)現(xiàn)此功能可用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器加多諧振蕩器完成。利用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器見參考資料，根據(jù)定時(shí)時(shí)間的要求，可確定電阻R1、電容C1的值。，秒，取C1=10f，可得R1=4.7K。多諧振蕩器中取振蕩頻率，R2=200，C2=0.1f。 ，取R3=27K七、成績評定1. 理論設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告內(nèi)容（1） 方案論證；（2） 電路工作原理分析；（3） 單元電路設(shè)計(jì)計(jì)算；（4） 元器件