简易公用电话计时器设计教程：电路图与组件选择

在本次课程设计中，目标是创建一款简易公用电话计时器，该设备采用数字显示，具备精确计时、手动复位功能以及一分钟报警提醒。以下是设计的关键知识点： 1. **设计任务与要求**： - 设备需每秒计时一次，并通过四位计数器（秒、十位和分的个位、十位）来实现，确保最大计时不超过59分59秒。 - 需要集成一个手动复位功能，以便用户在计时结束后重新开始。 - 设备需能每分钟输出一次报警信号，提醒用户通话时间已到。 - 设计过程包括绘制电路图、利用大规模可编程逻辑器件（如ISP或FPGA）进行设计、仿真和编程，以及安装调试确保满足技术指标。 2. **总体框图与模块功能**： - 简易公用电话计时器由秒脉冲发生器、分频器、译码显示和报警装置等模块构成。秒脉冲发生器使用555定时器结合两个十进制计数器，形成一个1Hz的信号源。 - 分频器则使用两个74LS160十进制加法计数器，将100Hz信号降至1Hz，用于精确计时。 - 译码显示部分，秒和分的个位采用十进制计数，而十位则是六进制，由LED显示屏显示。 - 手动复位开关允许用户中断当前计时并重置。 3. **选择的器件**： - 74LS160：同步十进制加法计数器，用于计数和预置数操作。 - 555计时器：多谐振荡器的核心，产生秒脉冲。 - 74LS20：双四输入与非门，用于电路逻辑控制。 - 74LS04：3极管非门，作为辅助电路元件。 - 电阻（50K欧和100K欧）：用于稳定信号和调整电路特性。 - 滑动变阻器：提供可调节的元件。 - 单刀单掷开关：手动复位功能的控制开关。 - DCD-HEX LED显示屏：显示计时结果。 4. **器件功能简述**： - 74LS160在预置数状态下接收输入，计数器在CP上升沿时更新输出，实现计数功能。 - 555定时器的多谐振荡器产生周期性的脉冲，作为计时的基础。 - 通过电阻和滑动变阻器的配合，可以调整电路的精度和灵敏度。 总结来说，这款简易公用电话计时器的设计涵盖了从电路原理到实际器件选择的全过程，强调了数字逻辑和模拟电路的综合运用，以及对精确计时和用户体验的考虑。在实际操作中，学生需要熟练掌握这些组件的工作原理，进行电路设计、编程和调试，以确保最终产品的性能和可靠性。