【正文】 數(shù)字式秒表 所屬院 (系 ) ： 物電學(xué)院 專業(yè)班級 ： 電子 1102 姓 名 ： 韓建雙 學(xué) 號 ： 1113014058 指導(dǎo)老師 ： 何偉 完成地點 ： 501 2020 年 09 月 陜西理工學(xué)院 數(shù)字式秒表 任務(wù)書 一、 任務(wù)和要求： 設(shè)計并制作一個數(shù)字式秒表，要求如下： 用三位數(shù)碼管及一個 LED發(fā)光二極管顯示秒表計時，格式如下： 開機時數(shù)碼管顯示 000， LED燈滅；當(dāng)計時超過 59秒時， LED燈亮；計到 1分 59秒時，過一秒，LED燈滅，同時數(shù)碼管重新計時顯示。 設(shè)計并制作本電路所用直流電源。 本次課程設(shè)計我們組所做的是數(shù)字式秒表，它是利用不同功能的芯片和一些簡單的數(shù)字邏輯電路外加控制電路構(gòu)建 而 成的。 2）通過查閱手冊和參考文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的能力。 6）學(xué)會撰寫課程設(shè)計論文。 由于我們對教材的理解有限，又缺乏一些實際電路的設(shè)計與制作， 在數(shù)字秒表 的課程設(shè)計中，得到指導(dǎo)老師的關(guān)心與鼓勵，并且得到了許多同學(xué)得無私幫助，在這里表示感謝。 整體設(shè)計分析 ...........................錯誤 !未定義書簽。 5v 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 ................錯誤 !未定義書簽。 3 系統(tǒng)電路的安裝與調(diào)試 ................................. 11 4 小結(jié) .....................................錯誤 !未定義書簽。 附錄四：數(shù)字式秒表實物裝配圖 ............... 錯誤 !未定義書簽。該數(shù)字秒表系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)比較簡單，主要由以下幾部分構(gòu)成：鎖存控制電路、 復(fù)位清零電路、 秒脈沖信號源、計數(shù)裝置和譯碼顯示電路等。 要求技術(shù)分辨率為 ，因此我們需要制作一個頻率為 10Hz的脈沖信號源。 此外分位要求是一個二進(jìn)制的計數(shù)裝置，這時我們可以選取用 74LS160來做一個二進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)然還可以用 74ls76來做一個二進(jìn)制計數(shù)裝置。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(qū)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。 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。 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 。 元器件的選取 根據(jù)任務(wù)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。 故選取變壓器為 220V/9V。 3） 整流二極管的選擇 考慮到電網(wǎng)電壓的波動范圍為 177。相比之下，利用 555 構(gòu)建多諧振蕩器來得到時鐘脈沖信號比較便利，信號的精度較電壓比較器要高，更符合本設(shè)計的要求。 為了得到小于或等于 50%的占空比，于是接入了二極管 1D和 2，使得電容的充電電流和放電電流流經(jīng)不同的路徑，充電電流只流經(jīng) 1R，放電電流只流經(jīng) 2R，因此電容 C 的充電時間為 2ln11 CRT ? 而放電時間為 2ln22 故得輸出脈沖的占空比為 121RR Rq ?? 若取 21RR ?，則 q=50%。（ 1RV、 2R、 的位置參考圖 ） 根據(jù)以上理論計算可得 圖 用 555 定時器組成的占空比可調(diào)的多諧振蕩器 （ ） （ ） 圖 555 的電路結(jié)構(gòu)圖 陜西理工學(xué)院 第 7 頁 共 23 頁 控制電路的設(shè)計 1） 開始 /清零 控制 利用 JK觸發(fā)器構(gòu)成一個39。* ?,即每次 CP脈沖作用后觸發(fā)器必然翻轉(zhuǎn)成與原來狀態(tài)相反的狀態(tài)。當(dāng)給整個系統(tǒng)加電時，電容 2C會迅速充電，此時 R管腳相當(dāng)于接低電平，具有最高的優(yōu)先級，不受任何信號的控制，因此會將輸出端 Q置為 0。 2） 固定顯示 控制 固定顯示控制電路，我們可以在開始、清零控制電路的基礎(chǔ)之上略作修改即可。 根據(jù)任務(wù)書要求我們需要做一個 600 進(jìn)制的計數(shù)器，在此我選擇用十進(jìn)制計數(shù)器 74LS RD和 LD 都無效， ET或 EP任意一個為低電平，計數(shù)器處于保持功能，即輸出狀態(tài)不變。當(dāng)計數(shù)器從全零狀態(tài)開始計數(shù)，計入 600個脈沖時，經(jīng)門 1G譯碼產(chǎn)生低電平信號立刻將三片 74LS160同時置零，于是便得到了 600進(jìn)制計數(shù)器。 74LS48簡介 7 段顯示譯碼器 74LS48 是輸出高電平有效的譯碼器 ,通?？梢灾苯域?qū)動共陰極的半導(dǎo)體數(shù)碼管，如果電流過小時，我們需要在它的輸入端加一個 2KΩ 的上拉電阻，電流由 CCV經(jīng)2KΩ 上拉電阻提供。 ② 消隱功能（ BI=0） 此時 BI/RBO端作為輸入端，該端輸入低電平信號時，表 1倒數(shù)第 3 行，無論 LT 和 RBI輸入什么電平信號，不管輸入 DCBA為什么狀態(tài)，輸出全為“ 0”， 7段顯示器熄滅。 ④ 動態(tài)滅零功能（ LT=1， RBI=1） 此 時 BI/RBO 端也作為輸出端， LT 端輸入高電平信號， RBI 端輸入低電平信號，若此時DCBA=0000，表 1倒數(shù)第 2行，輸出全為“ 0”，顯示器熄滅，不顯示這個零。如果把 7 段數(shù)碼管的每一段都等效成發(fā)光二極管的正負(fù)兩個極，那共陰就是把 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g這 7 個發(fā)光二極管的負(fù)極連接在一起并接地；它們的 7 個正極接到 7段譯碼驅(qū)動電路 74LS48的相對應(yīng)的驅(qū)動端上（也是 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g） 。 無論共陰共陽 7 段顯示電路，都需要 外 加限流電阻，否則通電后就把 7段譯碼管燒壞了 。 對于大功率7段數(shù)碼管可根據(jù)實際情況來選取限流電阻及電阻的瓦數(shù) 。 芯片介紹： 74LS373是帶有三態(tài)門的八 D鎖存器，當(dāng)使能信號線 OE為低電平時，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許70 ~輸出到 70~OUTOUT，當(dāng) OE端為高電平時，輸出三態(tài)門斷開，輸出線 70~OUTOUT處于浮空狀態(tài)。 由以上各個單元電路的設(shè)計最終我們得到數(shù)字式秒表的系統(tǒng)總圖（見附錄三） 工作原理： 1）給 電路 供電使電路 在工作之前先清零。 4）當(dāng)需要進(jìn)行鎖存操作時，我們只需按動固定顯示鍵即可，其原理和開始清零基本相同，在此不再累述。若輸出電壓過大或過小，可以根據(jù)電路圖按變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓的順序依次檢查各點的電位，元件及導(dǎo)線即可。若發(fā)現(xiàn)在調(diào)試的過程中，不管怎樣調(diào)節(jié)電位器頻率始終變化不大，則需檢查電位器或電容是否損壞。在這次的課設(shè)中我們所用到的知識全部來自我們的課本模數(shù)電。對于這些器件的使用，讓我各進(jìn)一步的了解到 它