【正文】 .............. 9 第四章 結(jié)論 ...................................................................................................................................12 第五章 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................12 第六章 心得體會(huì) ............................................................................................................................13 七、答辯記錄及評(píng)分表 .....................................................................................................................14 附錄 .................................................................................................................................................15 1 第一章 方案討論 1． 1 技術(shù)要求 秒； 2. 7 位數(shù)碼管顯示，分辨率為 秒； 3 .具有清零，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，暫停及繼續(xù)計(jì)數(shù)等控制功能； 。 方案論證與選擇 1. 數(shù)字式秒表， 就需要顯示數(shù)字 。 根據(jù) 設(shè)計(jì)要求， 要 用數(shù)碼管來做顯示器。題目要求最大記數(shù)值為 秒 ，則需要 一個(gè) 8 段 數(shù)碼管 作為秒位（有小數(shù)點(diǎn)）和五個(gè)7 段數(shù)碼管作為分秒位 。要求計(jì)數(shù) 分辨率為 1秒，那么我們需要相應(yīng)頻率的信號(hào)發(fā)生器。 選擇信號(hào)發(fā)生器時(shí)，有兩種方案：一種是用晶體 振 蕩器，另一種方案是采用集成電路 555 定時(shí)器與電阻和電容組成的多諧振蕩器。 秒表 核心部分 —— 計(jì)數(shù)器，此次選擇 74LS160 計(jì)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。 計(jì)數(shù) 脈沖是由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，產(chǎn)生 100 赫茲脈沖 。頻率較高時(shí)可采用分頻電路。 在選擇譯碼器的時(shí)候，有多種選擇，如 74LS47， 74LS48 等 47 線譯碼器。如果選擇 7447，則用來驅(qū)動(dòng)共陽極數(shù)碼管；如 果選擇 7448，則用來驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。在選擇數(shù)碼顯示管時(shí)，可以利用四個(gè)數(shù)碼管；也可以借鑒簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)中的四位數(shù)碼管來顯示后四位，再用兩個(gè)數(shù)碼管顯示分鐘的兩位。本次設(shè)計(jì)中選擇前一種方法 。 2 第二章 電路設(shè)計(jì) 控制電路 圖 11 控制電路 控制電路是由一個(gè)基本 RS 觸發(fā)器，機(jī)械開關(guān)，電阻以及 5 伏電源組成。主要實(shí)現(xiàn)秒表的停止和開始計(jì)數(shù)功能。開始，停止功能可以只用一個(gè)機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)，之所以用此電路代替機(jī)械開關(guān)，是因?yàn)槔么穗娐返逆i存功能，防止開關(guān) K 在打開和閉合 時(shí)一些假信號(hào)串入邏輯電路，影響秒表正確計(jì)數(shù)顯示。 秒脈沖發(fā)生電路 555 定時(shí)器 集成 555 定時(shí)器有雙極性型和 CMOS 型兩種產(chǎn)品。一般雙極性型產(chǎn)品型號(hào)的最后三位數(shù)都是 圖 12 雙極性型 5G555 的主要性能參數(shù) 參數(shù)名稱 符號(hào) 單位 參數(shù) 電源電壓 VCC V 5~16 電源電流 ICC mA 10 閾值電壓 VTH V 32 VCC 觸發(fā)電壓 VTR V 31 VCC 輸出低電平 VOL V 1 輸出高電平 VOH V 最大輸出電流 IOMAX mA ≤ 200 最高振蕩頻率 fMAX KHz ≤ 300 時(shí)間誤差 △ t nS ≤ 5 ① VTH即 Vi1 ,V TR即 Vi2 。 圖 13 CMOS 型 7555 的主要性能參數(shù) 參數(shù)名稱 符號(hào) 單位 參數(shù) 電源電壓 VCC V 3~18 電源電流 ICC μ A 60 閾值電壓 VTH V 32 VDD 觸發(fā)電壓 VTR V 31 VDD 輸出低電平 V V 輸出高電平 V V 最大輸出電流 IOMAX mA ≤ 200 最高振蕩頻率 fMAX KHz ≥ 500 時(shí)間誤差 △ t nS 3 555， CMOS 型產(chǎn)品型號(hào)的最后四位數(shù)都是 。器件電源電壓推薦為 4． 5～ 12V，最大輸出電流 200mA 以內(nèi)，并能與 TTL、 CMOS 邏輯電平相兼容。其 555定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖及邏輯符號(hào)和管腳排列分別如圖所示。 引腳功能： Vi1（ TH）：高電平觸發(fā)端，簡(jiǎn)稱高觸發(fā)端，又稱閾值 端，標(biāo)志為 TH。 Vi2（ TR）：低電平觸發(fā)端，簡(jiǎn)稱低觸發(fā)端，標(biāo)志為 TR。 VCO：控制電壓端。 VO：輸出端。 Dis：放電端。 Rd ：復(fù)位端。 兩定時(shí)器內(nèi)含一個(gè)由三個(gè)阻值相同的電阻 R 組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生 31 VCC 和 32 VCC 兩個(gè)基準(zhǔn)電個(gè)電壓比較器 C C2；一個(gè)由與非門 G G2 組成的基本 RS 觸發(fā)器（ 低電平觸發(fā)）；放電三極管 T 和輸出反相緩沖器 G3。 Rd 是復(fù)位端，低電平有效。復(fù)位后 , 基本 RS 觸發(fā)器的 Q 端為 1（高電平），經(jīng)反相緩沖器后，輸出為 0（低電平）。 分析圖 1 的電路：在 555 定時(shí)器的 VCC端和地之間加上電壓，并讓 VCO懸空，則比較器 C1 的同相輸入端接參考電壓 32 VCC，比較器 C2 反相輸入端接參考電壓 31 VCC ，為了學(xué)習(xí)方便，我們規(guī)定 ： 當(dāng) TH 端的電壓 32 VCC時(shí)，寫為 VTH=1，當(dāng) TH 端的電壓 32 VCC時(shí)，寫為 VTH=0。 當(dāng) TR端的電壓 31 VCC時(shí)，寫為 VTR=1，當(dāng) TR端的電壓 31 VCC時(shí)，寫為 VTR=0。 ① 低觸發(fā) ：當(dāng)輸入電壓 Vi2 31 VCC 且 Vi132 VCC 時(shí)， VTR=0， VTH=0，比較器 C2 輸出為低電平， C1輸出為高電平，基本 RS 觸發(fā)器的輸入端 S =0、 R =1，使 Q＝ 1， Q ＝ 0，經(jīng)輸出反相緩沖器后， VO＝ 1，T 截止。這時(shí)稱 555 定時(shí)器“ 低觸發(fā) ”； ② 保持 ：若 Vi2 31 VCC 且 Vi1 32 VCC，則 VTR=1， VTH=0， S =R =1，基本 RS 觸發(fā)器保持， VO 和 T狀態(tài)不變，這時(shí)稱 555 定時(shí)器“ 保持 ”。 ③ 高觸發(fā) ：若 Vi132 VCC，則 VTH=1，比較器 C1 輸出為低電平，無論 C2 輸出何種電平，基本 RS 觸發(fā)器因 R =0，使 Q ＝ 1，經(jīng)輸出反相緩沖器后， VO＝ 0； T 導(dǎo)通。這時(shí)稱 555 定時(shí)器“ 高觸發(fā) ”。 555 定時(shí)器的“低觸發(fā)”、“高觸發(fā)”和“保持”三種基