# 《数字电子技术课程设计》设计报告 ## 一、引言 本次数字电子技术课程设计以“计数报警器”为题目，旨在通过实践操作加深对数字电子技术的理解和应用。设计目标包括实现一个能够计数到99的报警器，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。本次设计涵盖电路原理图绘制、PCB板制作、电路安装与调试等关键环节，最终完成一个完整的数字电路系统。 ## 二、设计任务与要求 ### 2.1 设计任务 设计一个计数报警器，具体要求如下： 1. 计数最大值为99。 2. 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。 3. 报警信号用红色LED表示。 4. 计数脉冲用按钮产生。 ### 2.2 设计要求 学生需完成以下工作： 1. 设计计数报警器的工作原理。 2. 利用Multisim软件进行电路仿真。 3. 利用Altium Designer软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB板。 4. 根据设计原理对电路进行安装、调试，并提交课程设计报告。 ## 三、设计思路与方案 ### 3.1 设计思路 为实现上述功能，设计采用74LS192N作为计数器芯片，配合其他数字逻辑电路完成计数、显示、报警等功能。计数器部分使用两片74LS192N扩展至两位数显示，并通过预置数设置起始值。声光报警部分采用555计时器产生声音信号，结合红色LED实现光报警。 ### 3.2 方案选择 - **计数器选择**：选用74LS192N作为核心计数器，该芯片具有同步清零、置数及加减计数功能，适用于本设计需求。 - **显示电路**：通过74LS247N与数码管配合，实现计数结果的直观显示。 - **报警电路**：利用555计时器生成声音信号，配合红色LED灯实现声光报警。 - **电源设计**：考虑电路的工作电压需求，选择合适的电源供应模块。 ## 四、电路安装过程 ### 4.1 准备工作 - 准备所需的元器件：74LS192N、74LS247N、555计时器、红色LED、数码管、按钮、电阻、电容等。 - 检查元器件的型号、规格及质量，确保无误。 ### 4.2 PCB板制作 - 使用Altium Designer软件绘制电路原理图，并进行ERC（电气规则检查）和DRC（设计规则检查）。 - 将原理图导入到PCB布局中，进行元器件的布局和布线。 - 完成PCB板的制作，并检查有无短路、断路等问题。 ### 4.3 电路安装 - 按照电路原理图将元器件焊接到PCB板上，注意元器件的方向和引脚位置。 - 连接电源线和地线，确保电路的安全性和稳定性。 - 使用万用表进行初步测试，检查各部分的电压和电流是否正常。 ### 4.4 调试与测试 - 对电路进行静态调试，检查数码管是否显示正确，LED灯是否能正常发光。 - 动态调试时，通过按钮产生计数脉冲，观察计数器的计数情况和报警信号是否正常。 - 使用示波器对电路中的关键信号进行测量和分析，确保信号的稳定性和正确性。 ## 五、电路参数测量与分析 ### 5.1 计数功能测试 - 使用按钮作为计数脉冲源，观察数码管上的数字是否随按钮按下而递增。 - 当计数达到99时，检查数码管是否显示“99”。 ### 5.2 报警功能测试 - 当计数达到99时，观察红色LED灯是否亮起，并同时发出声音报警。 - 使用秒表测量报警时间长度，确保为10秒。 ### 5.3 参数分析 - **计数准确性**：通过多次测试，验证计数器的准确性，确保无误计数现象。 - **报警时间稳定性**：测试报警时间的稳定性，确保在不同条件下均能保持10秒的报警时间。 - **信号稳定性**：使用示波器测量电路中的关键信号波形，确保信号的稳定性和可靠性。 ## 六、总结 ### 6.1 设计成果 本次课程设计成功实现了计数报警器的功能，能够准确计数到99并发出声光报警信号。通过实践操作，加深了对数字电子技术理论知识的理解和应用，提高了解决实际问题的能力。 ### 6.2 存在问题与改进 - 在电路安装过程中，存在部分元器件焊接不牢固的问题，导致调试时出现故障。通过重新焊接和检查，最终解决了问题。
