桂林电子科技大学基础工程设计说明书
由于现实元器件DXP 2004中计数器输出端口的电平为实际需要的非，这与multisim模拟软件的有所不同，所以在实际原理图中应在输入输出端分别接上一个非门：
图（2.3.3.5）响铃系统实际原理图
2.3.4各系统的衔接与总原理图
1. 信号发生系统的输出信号直接连到倒计时系统的减计数输入端；
2.按键输入系统与倒计时系统的衔。因为输入的数字包括十位和个位两个部分，所以输入时需要切换输入的位数。通过查询计数器的功能表得知：当计数器的LD非端为低电平时，计数器的输出为预置输入端的值。为了能控制十位和个位两个部分的输入，这就接需要用到两个开关。当输入十位的数时，控制十位计数器的LD非端为低电平，控制个位计数器的LD非端为高电平。同理，当输入个位的数时，控制十位计数器的LD非端为高电平，控制个位计数器的LD非端为低电平，这样个位和十位的输入就互不影响。最后把按键输入系统的四个输出端分别并联到倒计时控制系统的两个计数器的预置数端，这样就能实现通过按键输入所需的倒计时。
3.倒计时系统与响铃系统通过一个电平保持电路衔接，保障在一个倒计时周期内闹铃一直响着，其原理已经有所描述。
完成各系统的衔接，得到的总原理图参见附录二。
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3 硬件设计
3.1 元器件选择的依据以及元件参数的确定
电阻：
电阻的主要参数有阻值、功率、精度等。555多谐振荡电路对于电阻器的精度一般无特别要求。为提高电路工作的稳定性,以选用金属膜电阻为宜。功率的选择又电路中消耗的功率大小来决定。功率选择太小,发热严重,甚至烧毁。根据设计要求，选取金属膜电阻R1=50KΩ，R2=47KΩ。 电容器：
功率放大电路中用涤纶电容器和电解电容较多。涤纶电容器无极性电解电容有极性电容器的主要参数是容量和耐压值。在高保真功率放大电路中为达到良好的频响效果耦合退耦电容器以选用 损耗低漏电小的电容器如阻电容器聚苯乙烯电容器等更好。为确保音调电路提升和衰减的准确性有关电容器的误差应小于5%。所以选定电解电容C1=01uf,胆电容C2=0.1uf。
开关：采用三脚小电流拨动开关。
电源：根据逻辑芯片的工作要求，电源一般用5V电源，可由usb电源提供。 蜂鸣器：应采用有源蜂鸣器； 数码管：应采用共阳7段数码管； 逻辑芯片：
计数器采用SN74LS192N集成同步计数器； 与非门采用SN74LS00四与非门集成芯片； 编码器采用SN74LS148N优先编码器；`
555定时器采用型号为LM555CN的555定时器； 数码管译码器采用DM74LS47N七位数码管译码器； 3.2 PCB原理图与电路图布线设计
应用 DXP2004软件设计印刷电路板,过程如下:
准备上述电路原理图,根据设计要求设计电路原理图并绘制原理图,放置元件，对各部件进行封装,然后由该原理图文件生成相应的网络表，导入PCB图。元件的布局应合理，元件的布局应该采用手工布局，按键等原件应等该合理按顺序排好，各芯片对整齐等。布线方式采用自动布线加手动调整。根据设计，电路确定电路板的尺寸定义为10cm*10cm，PCB板应采用双面板。
参数设置，设置电路线宽：0.8mm；安全距离：0.4mm，其余参数应严格参照制作电路板的要求进行设置，最终得到的PCB图参见附录三。
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3.3硬件制作
电路板采用腐蚀覆铜PCB板的方法制作。将敷铜板裁成电路图所需尺寸,将电路图打印到蜡纸上，将双面的电路图对整齐，利用热转印把蜡纸上的电路图再印到覆铜的PCB板上，然后进行腐蚀，打磨，钻孔等。需注意的是打印电路图时应采用反面印刷，这样转印到铜板的电路图才是正确的，双面板亦如此。
元件的焊接。因条件和时间限制的原因，板子采用手工电烙铁焊接。为了调试方便与芯片的便捷更换，所有芯片管脚先采用圆孔插针代替焊接到电路板上，其余元件按照原理图一一焊接到PCB板上。先放置与结构有关的固定位置的元器件，如电源插座、开关、连接件之类，这些器件放置好后再放置线路上的特殊元件和大的元器件， IC等，最后放置小器件等。最终得到的实物图参见附录四。
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4 系统调试
4.1 信号发生器的调试
只把555芯片装在电路板的圆孔排针上，其余芯片位置留空。接上电源，用示波器检测555芯片的输出管脚波形。调节示波器，结果示波器显示一列方波，频率接近1Hz，但是占空比只有35%到40%左右，并不是占空比为50%的标准方波，这可能是在计算555外围元件参数是没考虑到的。严格来说，这并不会影响到计数器计数所需的高低电平信号，因此可认为时钟信号发生系统正常工作。 4.2 计数器以及数码管显示的调试
把555芯片和两片计数器还有数码管译码器等原件装在电路板的圆孔排针上，按键输入等芯片位置留空。接上电源，结果数码管不亮。检查数码管得知，该数码管是共阴数码管，所以不能点亮，这是由于原件配发出错照成的。由于电路需要的是共阳数码管，重新购置两个共阳数码管重新接上后数码管才亮，但是并没有倒计时的计数显示。通过查询74ls192芯片资料以及检查计两个数芯片得知，芯片正常计数时它的MR端必须接低电平，而在原理图及PCB图上该芯片的14脚MR端没有接低电平，这是设计上疏忽的结果。解决方法是直接将两片计数器芯片的14脚MR端背面直接飞线到附近的低电平节点上。
通过飞线设计，结果个位的数码管显示倒计时计数，但是显示十位的管子显示乱码。这问题可能出在十位计数器和该数码管的显示译码器上。利用示波器，根据计数器的功能表一一检测该计数器的输出端高低电平，结果得知该计数器的输出电平符合输入方波周期的个数。再根据74ls47数码管译码器的功能表及引脚图检查该数码管译码器，得知该芯片的8脚GND端没有接低电平，而个位显示的译码芯片的接了低电平，这就确定了问题出在这个管脚上。通过飞线把显示个位的译码芯片的8脚与十位的8脚连在一起，结果两个数码管均正常显示倒计时。 4.3 响铃系统调试
当两位计数器倒计时全部到0时，十位计数器的进位输出端会出一个进位信号，把计数器的进位信号接到响铃系统的输入端，响铃系统接收到一个变化的信号，蜂鸣器两端的电压就会发生变化，实际调试表明蜂鸣器接收到进位信号后发出来响铃，因此响铃系统正常工作。 4.4 按键输入电路的调试
只把两片译码器芯片跟与非门芯片接到电路中，其余芯片不接，然后通过检测此系统输出的二进制值是符合按键开关的输入值，这样以检测此电路模块是否正常。但是实际测试得到的是输出端全部都是高电平，经过反复通过芯片的功能表检查芯片的引脚接线以及确认线路的连接正确，结果还是不正常工作。
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