【正文】 示管一腳共同接地。 555 定時(shí)器的 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖 所示。 8 V CC 6 2 7 V o 輸出端 V I C 控制電壓 V I 1 閾值輸入 V I 2 觸發(fā)輸入 V 放電端 當(dāng)控制電壓不作用時(shí)，比較器 C C2的參考電壓分別是CCV3CCV31。 當(dāng) 1IV CCV32， 2IV CCV31時(shí)，基本 RS 觸發(fā)器 R=0， S=0，觸發(fā)器狀態(tài)都為 1，輸出為高電平 ,同時(shí) T 截止。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 17 頁(yè) 共 36 頁(yè) 4 整體電路硬件設(shè)計(jì)方案 一般在設(shè)計(jì)之前都會(huì)有幾種方案的備選， 在 本次設(shè)計(jì)中，需要一個(gè)整體的設(shè)計(jì)方案， 必須 根據(jù)實(shí)際情況和條件因素，選擇最適合本次設(shè)計(jì) 的硬件電路研究 方案。各計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)經(jīng)譯碼器 譯碼后輸入 到數(shù)字顯示器， 使“天”、 “時(shí)”、“分”、“秒”得以數(shù)字顯示出來(lái)。在本次設(shè)計(jì)中，沒(méi)有設(shè)計(jì)分頻器，所以選擇手動(dòng)調(diào)整方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 18 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 整體設(shè)計(jì)框架圖 從圖 整體設(shè)計(jì)框架圖中可以看出，本次設(shè)計(jì)的總體思路已經(jīng)比較明確，由振蕩器產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)脈沖，此脈沖同時(shí)也是校準(zhǔn)電路的基脈沖，采取的方案為實(shí)現(xiàn)時(shí)間的正常顯示，天數(shù)的倒計(jì)功能，在分、時(shí)以及天數(shù)不 準(zhǔn)的情況下，校準(zhǔn)脈沖電路的設(shè)計(jì)使得調(diào)整數(shù)據(jù) 簡(jiǎn)單。秒脈沖 是 倒計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng) 的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定于數(shù)字中的質(zhì)量 。 圖 555定時(shí)器脈沖仿真電路 1Hz脈沖輸出 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 20 頁(yè) 共 36 頁(yè) 根據(jù) 原理，仿真沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下，可以進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖 。 秒信號(hào)經(jīng)秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、時(shí)計(jì)數(shù)器之后，分別 輸出 到顯示電路，以便實(shí)現(xiàn)用 數(shù)字顯示時(shí)、分、秒的要求。組合起來(lái)就構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 以秒計(jì)數(shù)器電路為例， 定時(shí) 器 555 的 3 腳輸出 1Hz 的 脈沖 信號(hào) ，該信號(hào) 直接加到 秒計(jì)時(shí)器 個(gè) 位 秒 計(jì)數(shù)器十位的管腳 2，管腳 2 為 時(shí)鐘脈沖端 CLK，使兩者具備時(shí)鐘脈沖條件。 如圖 所示六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 23 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 六十進(jìn)制硬件實(shí)驗(yàn)圖 如圖 ，一個(gè)基準(zhǔn)脈沖的輸入就會(huì)在秒計(jì)數(shù)器的個(gè)位進(jìn)行計(jì)數(shù)。 在本次設(shè)計(jì)中， 二十四 進(jìn)制由兩塊中規(guī)模集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS160 組成 ，一塊組成 四 進(jìn)制，另一塊組成 二 進(jìn)制。 圖 24進(jìn)制仿真顯示結(jié)果圖 根據(jù)圖 ，可 以進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)的制作，硬件實(shí)驗(yàn)圖如圖 所示。74LS192 是一種帶預(yù)置的可以加、減計(jì)數(shù)（雙時(shí) 鐘）的計(jì)數(shù)器。 圖 倒 計(jì)時(shí)仿真顯示結(jié)果圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 27 頁(yè) 共 36 頁(yè) 根據(jù)圖 的仿真結(jié)果，可以進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)的制作，硬件實(shí)驗(yàn)圖如圖 所示。 本次 所設(shè)計(jì)的校準(zhǔn) 電路分別實(shí)現(xiàn)對(duì) 天、 時(shí)、分的校準(zhǔn)。 圖 校準(zhǔn) 控制電路 正常計(jì)數(shù)脈沖 校時(shí)脈沖 進(jìn)位脈沖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 28 頁(yè) 共 36 頁(yè) 根據(jù)圖 ， 以分計(jì)數(shù)的校 準(zhǔn) 控制電路為例， 兩個(gè)與非門 74LS00組成的電路，本質(zhì)是 采用 一個(gè) RS基本觸發(fā)器及單刀雙擲開(kāi)關(guān) 進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)碼管有共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 7 B 1 C 2 D 6 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 74LS48 a b f c g d e DPY [LEDgn] a b c d e f g DPY_7SEG 圖 74LS48與 LED連接圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 29 頁(yè) 共 36 頁(yè) 5 軟件測(cè)試 在經(jīng)過(guò)理論分析 之后 ， 我們將上述所分析的每個(gè)部分進(jìn)行有規(guī)劃的連接，并在仿真軟件 multisim 中將脈沖信號(hào)電路、秒計(jì)數(shù)器電路、分計(jì)數(shù)器電路、時(shí)計(jì)數(shù)器電路、天計(jì)數(shù)器電路連接組成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)圖，利用仿真軟件測(cè)試電路是否正確，并能在原有的電路技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)功能更加強(qiáng)大的倒計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng) [4]。 根據(jù)軟件的仿真結(jié)果，可以進(jìn)行具體試驗(yàn)的操作，硬件試驗(yàn) 效果 如圖 所示。第三，遇到困難要冷靜，要多想解決辦法，多嘗試。 我 覺(jué)得做 畢業(yè) 設(shè) 計(jì)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂。 我也進(jìn)一步熟悉數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與特點(diǎn)，同時(shí)也基本上掌握了用 555 定時(shí)器 和 74LS 系列的集成 芯片對(duì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì) 。 最后能按時(shí)完成全部設(shè)計(jì)。除此以外，我們還深深地認(rèn)識(shí)到嚴(yán) 謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的重要作用。而且還可以記住很多東西。腦子里總是想著如何解決這些問(wèn)題，如何想出更好的連接方法。 首先，怎么樣去查閱資料，收集與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 30 頁(yè) 共 36 頁(yè) （ 接下頁(yè)圖 ） ① ② 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 31 頁(yè) 共 36 頁(yè) （接上頁(yè)圖） ① ② ③ ④ （接下頁(yè)圖） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 32 頁(yè) 共 36 頁(yè) （接上頁(yè)圖） ③ ④ 圖 軟件仿真實(shí)驗(yàn)圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 33 頁(yè) 共 36 頁(yè) 根據(jù)圖 ，本設(shè)計(jì)的電路符合之前的設(shè)計(jì)要求，總電路由 555 定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)脈沖，輸入到秒計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示，當(dāng)分電路出現(xiàn)不準(zhǔn)確時(shí)，校準(zhǔn)電路起到關(guān)鍵作用，把開(kāi)關(guān) A 打向下時(shí)，根據(jù)校準(zhǔn)電路的原理，基準(zhǔn)脈沖就輸入到分計(jì)數(shù)電路，使得分計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)速度跟秒計(jì)數(shù)電路的速度一樣，這樣起到快速、方便的校準(zhǔn)作用。如果 7段數(shù)碼管是共陽(yáng)顯示器，就需要選用74LS47 譯碼器，反之，選用 74LS48 譯碼器。 譯碼與顯示電路 顯示譯碼器的作用的把計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管正常顯示的段信號(hào)，以獲得數(shù)字顯示。由于機(jī)械開(kāi)關(guān)具有震顫現(xiàn)象，因此用 RS觸發(fā)器作為去抖動(dòng)電路。輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)譯碼器的譯碼作用，就會(huì)將輸出信號(hào)的數(shù)值顯示在數(shù)碼管中。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 26 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 采用兩片 74LS192構(gòu)成 倒計(jì)時(shí) 計(jì)數(shù)器 在圖 中，兩片 74LS192 芯片的級(jí)聯(lián)，使得在時(shí)計(jì)數(shù)跳到 00 的時(shí)候產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位脈沖，此脈沖信號(hào)輸入到 74LS192 計(jì)數(shù)芯片的 4腳，作為天計(jì)數(shù)器的 個(gè)位天數(shù)倒計(jì) 脈沖，天 的個(gè)位倒計(jì) 脈沖 經(jīng)過(guò)十次遞減后，也將產(chǎn)生一個(gè)新的 遞減脈沖， 次脈沖 再輸入到天倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器的十位計(jì)數(shù)器，這樣就能完成天數(shù)的倒計(jì)功能。輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)譯碼器的譯碼作用，就會(huì)將輸出信號(hào)的數(shù)值顯示在數(shù)碼管中。 圖 兩塊 74LS160構(gòu)成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 24 頁(yè) 共 36 頁(yè) 在圖 中，芯片 74LS10 與非門的作用是置數(shù)，在數(shù)字計(jì)數(shù)到 23時(shí)，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到 00，這樣就實(shí)現(xiàn)了 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器制作。 （ 2） 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 設(shè)計(jì)方法與 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路相同，采用同步時(shí)序信號(hào)控制，用 個(gè) 位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位端控制 十 位計(jì)數(shù)器的使能端，當(dāng) 個(gè) 位計(jì)數(shù)器有進(jìn)位時(shí)， 十 位計(jì)數(shù)器工作。仿真結(jié) 果顯示如圖 。 個(gè) 位秒計(jì)時(shí)器對(duì)基準(zhǔn)秒時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，接收一個(gè)脈沖時(shí)，內(nèi)部計(jì)數(shù)加 1，如果接收到第十個(gè)脈沖時(shí)， 個(gè) 位秒計(jì)數(shù)器的 15 腳（ RCO端） 輸出由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑又?十 位秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) 進(jìn)行計(jì)數(shù)，十位秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) 到 5。要實(shí)現(xiàn)這一要求，可選用的中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器較多，這里選用74LS160 制作。計(jì)數(shù)器的種類非常繁多，如果按計(jì)數(shù)器中的觸發(fā)器是否同時(shí)翻轉(zhuǎn)分類，可以將 計(jì)數(shù)器分為同步式和異步式兩種，在同步計(jì)數(shù)器中，當(dāng)時(shí)鐘脈沖輸入時(shí)觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)是同時(shí)發(fā)生的，而在異步計(jì)數(shù)器中，觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)有先有后，不是同時(shí)發(fā)生的。 時(shí)十位顯示器 秒十位顯示器 分個(gè)位顯示器 分十位顯示器 時(shí)個(gè)位顯示器 秒個(gè)位顯示器 譯碼器 譯碼器 譯碼器 譯碼器 譯碼器 譯碼器 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 校準(zhǔn)電路 振蕩器 天個(gè)位顯示器 天十位顯示器 譯碼器 倒