# 《数字电子技术课程设计》设计报告 ## 一、设计题目与要求 本次课程设计的题目是**计数报警器**。具体要求包括： 1. 设计一个计数报警器，其计数最大值为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。 4. 设计过程中需使用Multisim软件进行电路仿真，并利用Altium Designer软件绘制电路原理图及PCB板。 5. 组装电路，进行调试，并完成课程设计报告。 ## 二、设计思路与方案选择 ### 2.1 设计思路 1. **计数器设计**：选择适当的计数器芯片实现0到99的计数功能。考虑到74LS192N是一款四位二进制可逆计数器，具备预置数功能，因此可作为核心计数器芯片。 2. **显示设计**：利用74LS247N进行数码管驱动，实现计数的可视化显示。由于74LS247N与数码管是共阳极连接，需注意信号极性。 3. **报警信号设计**：当计数达到99时，利用555定时器产生10秒的延时信号，控制蜂鸣器发声和红色LED闪烁。 4. **脉冲产生**：使用按钮作为脉冲输入源，每次按下按钮计数器加1。 ### 2.2 方案选择 - **计数器芯片**：选择74LS192N，它具备加减计数、预置数及异步清零功能，适合实现本设计的计数需求。 - **显示芯片**：选择74LS247N，它能将二进制代码转换为七段显示器的驱动信号，适用于数码管显示。 - **报警电路**：采用555定时器实现声光报警信号的延时控制。 - **软件工具**：使用Multisim进行电路仿真，Altium Designer进行PCB设计。 ## 三、电路参数测量与分析 ### 3.1 计数器电路 #### 3.1.1 参数测量 1. **电源电压**：确认计数器芯片74LS192N和显示芯片74LS247N的工作电压均为+5V。 2. **预置数设置**：将74LS192N的预置数引脚从低到高依次接0000（二进制），对应十进制数为0，即计数器初始值为0。 3. **脉冲输入**：通过按钮产生脉冲信号，每次按钮按下，计数器加1。 4. **计数范围**：通过实际测量和仿真验证，确保计数器能准确计数至99。 #### 3.1.2 数据分析 - **计数准确性**：在多次测试中，计数器均能准确无误地从0计数至99，并在达到99时停止计数，等待下一次脉冲输入。 - **信号稳定性**：计数器电路在连续工作中表现出良好的信号稳定性，未出现误计数或漏计数现象。 ### 3.2 显示电路 #### 3.2.1 参数测量 1. **驱动电压**：确认数码管的工作电压与74LS247N的输出电压相匹配，均为+5V。 2. **显示正确性**：通过仿真和实际电路测试，验证数码管显示的数字与计数器当前值一致。 #### 3.2.2 数据分析 - **显示清晰度**：数码管在显示过程中字迹清晰，亮度适中，便于观察。 - **同步性**：数码管显示的数字与计数器的实际值保持同步，未出现延迟或错位现象。 ### 3.3 报警电路 #### 3.3.1 参数测量 1. **报警时间**：使用秒表测量报警信号的持续时间，确保为10秒。 2. **报警信号**：通过示波器和实际观察，确认在计数达到99时，蜂鸣器发出声音且红色LED闪烁。 #### 3.3.2 数据分析 - **报警准确性**：在多次测试中，报警电路均能在计数达到99时准确发出声光报警信号，报警时间准确无误。 - **可靠性**：报警电路在连续工作中表现出良好的可靠性，未出现误报或漏报现象。 ## 四、电路组装与调试 ### 4.1 电路组装 1. **PCB板制作**：根据Altium Designer绘制的原理图制作PCB板，确保布线合理、元器件布局紧凑。 2. **元器件焊接**：将计数器芯片、显示芯片、报警电路所需的元器件按照电路图焊接到PCB板上，注意元器件的极性和方向。
