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仿真基于protues8.6版本
总体思路：选用2个74LS190，它们是具有加、减功能的十进制计数器，并且选用了555多谐荡器，它的作用是产生一个1Hz的方波信号作为时钟信号。又因为我们要选用2片计数器。我们采用计数器的串行级联的方法因为每个片子以及各种元件均需要一个5V的直电源来区动，故我们还需要用一个8V的变压器，整桥与一个三端稳压器来设计一个电源，使最终输出5v。然后还需要两个74LS47译码器与两个共阳数码管来对计数器所记得数进行翻译和显示。当倒计时显示进行到03，02，01这三个数字得时候就报警，以蜂鸣器响声来表示；系统能开机复位，包括计数器清零，指示灯亮。从而达到要求。 1.2整体设计框图1.21方案一   1.22方案二
1.23方案确定方案一和方案二基本无太大差异，我们选择方案二，我们用74LS190+74LS47+7段共阳显示数码管构成电路的主体，在加入开机复位和指示灯控制电路。192功能比190多，使用比190会比190复杂。用190和7447设计数显声响倒计时更加简单。
2、单元电路设计和基本原理
2.1电源设计 基本设计思路如下图整体电路框图 整体电路由以下四部分构成： 电源变压器：将交流电网电压U1 变为合适的交流电压U2。 整流电路：将交流电压U2 变为脉动的直流电压U3。 滤波电路：将脉动直流电压U3 转变为平滑的直流电压U4。 稳压电路：当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Uo 的稳定。
电路原理分析 本次设计首先采用变压器把220V 交流电变成所需要的电压。利用二极管的单向导电性，可以设计出把交流电变成直流电的电路；再根据电容的滤波作用，输出纹波较小的直流电， 从而得到平滑的直流电压； 最后通过稳压块的稳压作用，就可以得到输出稳定的直流电压源。 (1) 电源变压器 电源变压器的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。根据设计要求， 输出最大1A ，线圈匝数之比约为55：2  (2) 整流电路整流电路一般由单项导电性的二极管构成，整流电路为应用广泛的桥式整流电路。电路中采用了4 个二极管，整流过程中， 4 个整流管轮流导通，无论正半周还是负半周，流过负载的电流方向一致，形成全波整流，将变压器处的交流电压变成了脉动直流电压。
3）滤波电路 交流电经整流电路后可变为脉动直流电，但其中含有较大的交流分量，为使设备上用纯净的交流电， 还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成分。常见的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波电路、电感电容滤波电路。在此电路中，由于电容滤波电路电路较为简单、且能得到较好的效果，故选用此电路。在加入电容滤波电路后， 由于电容是储能元件， 利用其充放电特性，使输出波形平滑，减少脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波效果更好，可选用大容量的电容为滤波电容。因为电容放电的时间常数越大，放电过程越慢，脉动成分越少，同时使得电压更高。滤波电容一般选几十至几千微法的电解电容， 4）稳压电路 原件参数计算与选择  为了使电路正常工作， 所以变压器的输出电压的平均值至少应为 8V，因为我们选用7805（输入电压10v,最小输入电压7v,输出电压5v，最大输出电流1A。）此选择双8V/8W 的变压器。 （3）电容大小的选择  C3电容耐压值 经过计算取耐压值为21v的电容,通过以前的实验可知 2200u/25V 的电解电容效果更好。稳压器前取小电容4.7uf,C4选择0.1uf，c5选择0.1uf,选择0.22uf.
2.2信号源利用555集成定时器，构成多谐辰荡器用来产生1Hz的矩形波信号。 （1）555定时器的引脚排列 2.21参数计算我们采用555定时器构成多谐振荡器的原理很简单，只要将施密特触发器的反相输出端经RC积分电路接回输入端即可。当接通电源以后，因为电容上的初始电压为0，所以输出为高电平，并开始经电阻R向电容C充电，当充到输入电压为Vi=Vt+时，输出电压跳变为低电平，电容C又经过电阻R开始放电。当放至Vi=Vt-时，输出电位又跳变为高电平，电容C重新开始充电，如此周而复始，电路便不停的振荡.由Vc的波形求得电容C2的充电时间T1和放电时间T2各为 充电时间 T1=R1Cln2 放电时间 T2=R2 Cln2 振荡周期为T=T1+T2=（R1+R2）CLn2 振荡频率为f=1/T 通过改变R和C的参数即可改变振荡频率。 输出脉冲的占空比为q=T1/T 为了得到占空比为50%的脉冲，可采用占空比可调的可调电路。电容的充电电流和放电电流流经不同的路径，充电电流只经过R1，放电电流只经过R2，因此电容充电时间变为T1=R1CLn2而放电时间变为T2=R2CLn2，故输出脉冲占空比为a=R1/（R1+R2）取R1=R2则可得到占空比为50%的信号源。经以上分析及计算R1=R2=72.5kQ，C=10uF。同时考虑到实际中不可能存在两个阻值完全相等的电阻，因此在R1和R2之间可加入一个10kQ的电位器，通过调节电位器已达到R1、R2阻值完全相等的目的。 （4）仿真显示，结果显示周期为1秒，即信号频率为10Hz。 2.3译码电路和显示电路译码器原理（74LS47）  74LS47是BCD-7段数码管译码器驱动器，74LS47的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字。译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出的高、低电平信号。常用的译码器电路有二进制译码器、二--十进制译码器和显示译码器。译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。 74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，下图为74LS47的真值表，表示出了它与数码管之间的关系。 74LS47是BCD-7段数码管译码器/驱动器，74LS47的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字，通过它解码，可以直接把数字转换为数码管的显示数字。74LS47为低电平作用。
显示电路图： 将74LS47与7段显示数码管相连即可以将190输出的数字显示在数码管上，数码管加1K的限流电阻。 2.4倒计时电路设计 190的预置是异步的。当置入控制端（LD）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0~Q3）即可预置成与数据输入端（DO~D3）相一致的状态。CO/BO 进位输出/错位输出端 CP时钟输入端（上升沿有效） CT计数控制端（低电平有效） DO~D3并行数据输入端 LD异步并行置入控制端（低电平有效） Q0~Q3输出端 RC行波时钟输出端（低电平有效） U/D加/减计数方式控制端 190有超前进位功能。当计数溢出时，rco端输出一个低电平脉冲，即可以用作高位芯片的信号输入。高位片RCO和信号源相与既可以构成停止电路。 当PL端为低电平时，190可以通过D0~D3便可以预置数。 令E端接地，D/U非端接高电平，两片190即可构成倒计时电路。在和74ls47与7段显示数码管既可以正常显示和计数。
倒计时电路计数器图： 2.5开机复位电路和指示灯控制电路计数器的工作是由信号源与手动开关共同控制的。控制模块是由J一K触发器构成，而实验中所用到的74LS112是一个用JK触发器构成的T’触发器 JK触发器它具有比较强的逻辑功能，具有置1、置0、计数和保持功能。通常在时钟后沿发生翻转。 表2-5JK触发器逻辑功能表
R称为异步置0端，其作用是使触发器在任何时刻都能被强迫置零而与CP,J,K值无关，也可以叫直接置0段。图示R是低电平有效的置0端，若输入为0则使触发器置0。同理S为异步置1端。（注：R与S均为低电平有效）利用R非端接低电平既可以保证Q端为低电平。如右图，当R非端接低电平以后，Q一直保持低电平， 我们要保证电路开始时JK触发器初态Q=0，怎么保证呢？我们在Rd’端加如图的CL电路， 选择带置数清零端的JK触发器进行复位，JK触发器的J、K、端接高电平，当JK为高电平时，每当有时钟信号输入时，触发器的状态就会发生翻转，打开电源开关瞬间，JK触发器的Rd端接低电平有效清零，待电容C1充电完成之后Rd端变为高电平，清零无效，故保持原状态，上电复位完成；开关闭合一次， CLK端得到一个下降沿，当前状态反转一次，使可以达到复位/计时效果。其中的开关K是一个脉冲开关，按下开关后就对JK触发器有一个信号触发器能够保持这个信号，其输出端连接计数器预置数端，从而控制计数器的预置数功能，信号源提供计数器的时钟信号。这样以来，计数器输出端（Q0～Q3）就可以预置成数据输入端（D0～D3）相一致状态，实现复位功能. 指示灯控制用190高位片和JK触发器构成的T’触发器组成，在开机时Q端输出低电平，而190高位片RCO端输出高电平，在开始计数时Q端由低电平跳转到高电平，经过与门后指示灯亮，当倒计时结束，RCO端输出低电平，相与后为低电平，指示灯灭。
2.6停止电路74LS190RCO在借位或进位后输出一次低电平。低电平和信号输入端相与即可构成停止电路。 用与门连接555的信号输出端和190高位片的RCO端即可构成停止电路，左图从上向下黄色的线连接的为高位片RCO，中间的蓝色线为555定时器信号输出端，最下面的红色线为上面两条线相与的结果，当计数到零时RCO端由高电平变为低电平，如果和时钟信号相与将没有时钟信号输入，计数停止。 原理如下图 2.7报警电路据任务书要求，电路具有最后3秒报时功能。要求响半秒，停半秒共三下；这一功能的实现思路为：最后三秒响，那么就将最后三秒的信号取出；其半秒信号的时可由信号源控制，因为信号源是一个占空比为50%的1H吧信号源，其波形中1秒的周期内有50T即半秒的时间是高电平，那么高电平就可以区动蜂鸣器报警 设计过程如下 
化简可得Y1=A’B’C’D’=(A+B)’·(C+D)’ Y2卡诺图化简可得
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Y2=(A+B)’·(C+D) Y=Y1·Y2  逻辑图如右图
所以报警电路是由如上图所示的或门、非门、与门构成， 当03，02，01秒到来时，在和555的信号输出端相与就会实现秒响半秒停半秒。
3、系统安装与调试3.1.步骤方法 把电路分成各个部分，每个部分测试无误后和下一部分相连。 装调步骤如下： 1、7447与7段数码管调试 2、1秒信号源的连接于调试。 3、计数器的连接和调式 4、停止电路连接与调试 5、控制电路测试与调试 6、报警电路的连接和调试。 故障及处理 7447与7段数码管调试
3、计数器的连接和调试
3.3总结与体会
附录1：整体电路图 附录2整体实物图 附录3：器件管脚与功能说明
全部资料51hei下载地址：
请各位大神指教:
数显声响倒计时最终版仿真.rar
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数显声响倒计时.docx
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