# 《数字电子技术课程设计》设计报告 ## 一、设计题目与要求 本次数字电子技术课程设计的题目是“计数报警器”。设计要求包括： 1. 设计并实现一个计数报警器，计数最大值为99。 2. 当计数达到最大值时，发出声光报警信号，报警时间长度为10秒。报警信号用红色LED表示。 3. 计数脉冲由按钮产生。 ## 二、设计思路与方案选择 ### 2.1 设计思路 为实现上述功能，本次设计采用了数字电路的基本构建方法，结合计数器、译码器、报警模块等器件，通过合理的电路设计和软件仿真来确保系统功能的正确性和可靠性。 ### 2.2 方案选择 #### 计数器选择 选用74LS192N作为计数核心，它具有双向计数功能（可预置数），满足计数范围从0到99的需求。将预置数从低到高依次接0000（对应的十进制数为0），其UP端接高电平实现加计数。 #### 报警模块 利用555计时器实现声光报警信号的定时控制，通过设定合适的电阻和电容值，使报警时间达到10秒。同时，使用红色LED作为光报警信号，通过分频器控制声音信号的生成。 #### 显示模块 数码管显示由74LS192N及74LS247N共同实现，其中74LS247N负责将计数器的输出转换成数码管可以显示的信号，注意74LS247N和数码管是共阳极的。 ## 三、电路安装过程 ### 3.1 电路原理图绘制 使用Altium Designer软件绘制了详细的电路原理图，确保各模块间的信号连接正确无误。在绘制过程中，特别注意了信号的流向和模块间的逻辑连接，确保电路功能的实现。 ### 3.2 PCB板设计与制作 根据电路原理图，利用Altium Designer进行PCB布局和布线设计。在设计过程中，考虑了信号完整性、电源去耦、接地等问题，确保PCB板在实际使用中性能稳定可靠。随后，将PCB设计文件发送给PCB制作厂家进行制作。 ### 3.3 元器件焊接与电路组装 在PCB板制作完成后，根据电路原理图进行元器件的焊接和电路组装。在焊接过程中，特别注意了元器件的方向和极性，确保焊接质量。同时，预留了必要的测试点和接线柱，方便后续的调试和测试。 ### 3.4 电路调试 在电路组装完成后，进行了全面的调试工作。首先，通过万用表检测各关键点的电压和电流，确保电路无短路和开路现象。然后，连接电源，逐步调试各个模块的功能，直到整个系统能够按照设计要求正常工作。 ## 四、电路参数测量与分析 ### 4.1 计数器模块 通过对计数器模块的测量，验证了其计数范围和计数功能的正确性。使用示波器观察计数器的输出信号，确认其计数频率和波形符合设计要求。同时，通过按钮输入脉冲信号，观察数码管的显示结果，确认计数值准确无误。 ### 4.2 报警模块 对报警模块进行了详细的测试和分析。通过设定不同的计时参数，测量了报警信号的持续时间和波形特征。使用声级计测量了声音信号的响度，确保其符合设计要求。同时，观察红色LED的发光情况，确认光报警信号正常。 ### 4.3 显示模块 对数码管显示模块进行了测试，验证了其显示功能的正确性和稳定性。通过输入不同的计数值，观察数码管的显示结果，确认其能够正确显示计数值。同时，注意检查了数码管的亮度和清晰度，确保显示效果良好。 ## 五、总结 本次数字电子技术课程设计在指导教师的悉心指导下，通过团队的共同努力，顺利完成了“计数报警器”的设计与制作工作。在整个设计过程中，我们深刻体会到了数字电路设计的复杂性和挑战性，也锻炼了自己的实践能力和解决问题的能力。 通过本次设计，我们不仅掌握了数字电路设计的基本流程和方法，还学会了如何利用Multisim软件进行电路仿真、如何利用Altium Designer软件绘制电路原理图和PCB板、如何进行电路的组装和调试等技能。同时，我们也深刻认识到了电路设计中细节的重要性以及团队协作的重要性。 在未来的学习和工作中，我们将继续努力学习专业知识，不断提高自己的实践能力和创新能力，为数字电子技术的发展贡献自己的力量。
