【正文】 譯碼顯示 、鎖存控制 陜西理工學院 第 2 頁 共 23 頁 1 方案論證 分析 根據(jù)任務書的設計要求，我們需要做一個最大計數(shù)值為 ，故我們可以選用三個數(shù)碼管。此時有兩種數(shù)碼管供我們選擇：一種是共陰極七段數(shù)碼管、另一種是共陽極七段數(shù)碼管。 要求技術分辨率為 ，因此我們需要制作一個頻率為 10Hz的脈沖信號源。同樣我們還有兩種方案： 一種是用晶體震蕩器，另一種方案是采用集成電路 555 定時器與電阻和電容組成的多諧振蕩器。 此次數(shù)字秒表的核心是制作一個六百進制的計數(shù)器， 此次選擇 3 片 74LS160 計數(shù)器。它具有同步置數(shù)和異步清 零功能 ， 主要是利用它可以十分頻的功能。 此外分位要求是一個二進制的計數(shù)裝置，這時我們可以選取用 74LS160來做一個二進制計數(shù)器，當然還可以用 74ls76來做一個二進制計數(shù)裝置。 在做鎖存譯碼電路時，我們可以根據(jù)需要選取 74ls373 8D鎖存器加上 74ls4 74LS48 等47線譯碼器 ；當然還可以選取 CD4511來取代它們，它具有鎖存譯碼加驅動的功能。此外我們還需要利用 JK 觸發(fā)器 74ls76來做一個 開始 /清零 控制電路和一個 固定顯示 控制電路，由此即可完成所需的實際功能。 （如圖 ） 圖 數(shù)字秒表總體設計圖 根據(jù)以上分析我們可以選取的方案有很多種，在這里就以下兩種方案來論證： 方案一：如圖 所示 顯示電路 譯碼電路 鎖存電路 計數(shù)器 秒信號源 5V穩(wěn)壓電源 控制電路 陜西理工學院 第 3 頁 共 23 頁 方案二：如圖 所示 LED 顯示器（共陰極數(shù)碼管） 74LS48 74LS48 74LS48 74LS373 74LS373 74LS373 74LS160 74LS160 74LS160 74LS76 555 74LS00 74LS160 74LS373 圖 LED 顯示器（共陰極數(shù)碼管） CD4511 CD4511 CD4511 74LS373 74LS76 74LS160 74LS160 74LS160 74LS160 74LS00 555 圖 陜西理工學院 第 4 頁 共 23 頁 ? ＋ ? － ~220V 50H 方案一與方案二相比方案二中用 CD4511 取代了 74LS373和 74LS48直接進行譯碼鎖存驅動數(shù)碼管，看似方案二比較簡單，但由于 CD4511 是一個 CMOS 芯片，且極易受靜電的影響，此外其驅動電壓為18~5V，因此我們需要制作一個可調(diào)直流穩(wěn)壓可調(diào)電源，在制作調(diào)試時，通過調(diào)解其驅動電壓來達到我們所需要的效果。相比對于方案一來說，它是一個 TTL 電路，我們不需要考慮電路的驅動電壓問題，因此，通過對比我選擇方 案一來制作數(shù)字式秒表。 2 單元電路的理論設計 5v 直流穩(wěn)壓電源的設計 在電子電路及設備中，一般都需要穩(wěn)定的直流電源供電。而 直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V工頻交流電轉換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要 經(jīng)過電源 變壓 器 、整流 電路 、濾波 電路 、穩(wěn)壓 電路四個環(huán)節(jié)才能完成 。其方框圖及各電路的輸出電壓波形如圖 。 其中： 1） 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合需要的交 流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 2） 整流電路： 整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有 半 波整流濾波、橋式整流濾波等 。 3） 濾波電路： 可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓 。 各濾波電容 C滿足 RC＝（ 3~5） T/2， 式 中 T為輸入交流信號周期， R 為整流濾波電路的等效負載電阻。 4） 穩(wěn)壓電路： 穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。常用的集 成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。 元器件的選取 根據(jù)任務書我們續(xù)作一個輸出電流為 300mA，輸出電壓為 5V的直流穩(wěn)壓電源。 1）穩(wěn)壓電路輸入電壓iu根據(jù)經(jīng)驗，一般選取iu=（ 2~3）0u。 電源 變壓器 整流電路 濾波 電路 穩(wěn)壓 電路 圖 直流穩(wěn)壓電源的方框圖 OU 陜西理工學院 第 5 頁 共 23 頁 根據(jù)任務書得0u=5V，取iu=20，則iu=25V=10V。 當電路滿足2)5~3( TCRL ?時，2)( UUU IAVO ??， 故VUU AV )(02 ???。 故選取變壓器為 220V/9V。 2） 濾波電容的選取 ?????? ? 5 3)(OAVOL IU 電容的容量為 FFC ?2994~ 121020)5~3( 3 ???? ? 電容的耐壓值為 VVUU 2 ???? 實際可選取容量為 2200μ F、耐壓為 25V的電容作為本電路的濾波電容。 為減小紋波的影響，在穩(wěn)壓管后加一個容量為 100μ F、耐壓值為 25V的電容再次濾波 ，使輸出波形趨于平緩。為消除電路的自激影響，在兩個濾波電容后分別加一個 F和 F的小電容。 3） 整流二極管的選擇 考慮到電網(wǎng)電壓的波動范圍為 177。 10%，在實際選用二極管時，應至少有 10%的余量，選擇最大整流電流FI和最高反向工作電壓RMU 分別為 VVUUAARUIRMLF 22?????? ???? ?? 根據(jù)以上計算可得 5v 直流穩(wěn)壓電源 電路圖及仿真結果見圖