【正文】 ............................................................... 27 元器件清單 .............................................................................................................................................. 27 I 摘要 在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀的顯示出來，數(shù)字顯示電路通常由譯碼驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成。利用集成與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為計(jì)數(shù)器清零提供輸出負(fù)脈沖。另外設(shè)計(jì)控制電路，使秒表啟動(dòng)、停止、復(fù)位 。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第一章 .電子秒表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)方案 充分運(yùn)用芯片 74LS90 的邏輯功能，用四片 74LS90 芯片實(shí)現(xiàn)秒表示 00： 00— 99： 99秒。 電路圖如圖 所示。框圖如 所示。 用 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖 。如此周而復(fù)始，于是，在電路的輸出端就得到一個(gè)周期性的矩形波，電路的工作波形如上圖 所示，其振蕩周期為： sCRRPRttT PLPH )2( 21 ?????? （ 3） f = 1/T = 100Hz （ 4） 輸出方波占空比為： 21 21 2 RRRRRRTtDPPPH ?? ???? （ 5） 脈沖源電路的職能是為秒表提供脈沖源以驅(qū)動(dòng)芯片 74LS90 工作。 按動(dòng)按鈕開關(guān) K2（接地），則門 1 輸出 Q ＝ 1；門 2輸出 Q＝ 0， K2復(fù)位后 Q、 Q 狀態(tài)保持不變。 電路清零功能的設(shè)計(jì) 電路清零功能利用集成與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。定時(shí)元件 RC取值不同，輸出脈沖寬度也不同。圖 為 74LS90 引腳排列。 （ 3)若將 CP2和 QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由 CP1輸 入， QD、 QC、 QB、 QA作為輸出端， 則構(gòu)成異步 8421 碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 b)置 9功能 當(dāng) S9(1)、 S9(2)均為“ 1”； R0(1)、 R0(2)中有“ 0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置 9功能，即 QDQCQBQA＝ 1001。 表 74LS90 芯片功能表 清 0 置 9 時(shí) 鐘 QD QC QB QA R0(1)、R0(2) S9(1)、S9(2) CP1 CP2 1 1 0 0 0 0 0 0 清 0 0 0 1 1 1 0 0 1 置 9 0 0 0 0 ↓ 1 QA 輸 出 二進(jìn)制計(jì)數(shù) 1 ↓ QDQCQB輸出 五進(jìn)制計(jì)數(shù) ↓ QA QDQCQBQA 輸出8421BCD 碼 十進(jìn)制計(jì)數(shù) QD ↓ QAQDQCQB輸出5421BCD 碼 十進(jìn)制計(jì)數(shù) 1 1 不 變 保 持 圖 74LS90構(gòu)成的計(jì)數(shù)器 譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示單元 計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)以 8421BCD碼形式輸出，選用顯示譯碼電路將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，選用 CD4511 作為顯示譯碼電路，選用 LED 數(shù)碼管作為顯示單元電路。 門 G5 開啟時(shí)，脈沖信號(hào) CP被放行，因此芯片 74LS90（ 0）開始工作，由于該芯片計(jì)時(shí)精度為 ，因此變化很快，看不清數(shù)字逐漸從 0 加到 9，但理論上可知，當(dāng)該芯片計(jì)時(shí)到 9時(shí)，此時(shí) 74LS90 的輸出端 QDQCQBQA=1001，進(jìn)位輸出，因此 74LS90（ 1）芯片開始工作。 如計(jì)時(shí)停止后需重新開始計(jì)時(shí)，按動(dòng)開關(guān) K1，則實(shí)現(xiàn)清零，再按動(dòng)開關(guān) K2，計(jì)時(shí)開始。當(dāng)控制電壓端（ 5）懸空時(shí)，比較器 C1 和 C2 的基準(zhǔn)電壓為 2Vcc/3和 Vcc/3。比較器 C1 和 C2 的輸出控制 SR鎖存器和放電三極管 T的狀態(tài)。 當(dāng) VI12Vcc/3,V I2Vcc/3 時(shí)，比較器 C1 輸出高電平， C2 輸出低電平，簡(jiǎn)單 SR鎖存器置 1，放電三極管 T截止，輸出端 vo 為高電平。七段式數(shù)字顯示器是目前常用的顯示方式，它利用不同發(fā)光段的組合，可以顯示 0～ 9等阿拉伯?dāng)?shù)字。共陽極顯示器的驅(qū)動(dòng)則剛好相反。比如 CD4511 七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器。因此 CD4511 要正常譯碼，應(yīng)使 LT＇ =1， BI＇ =1， EL＇ =0。在對(duì)交流電壓進(jìn)行降壓處理時(shí)，電路采用變壓器直接變壓的方法，輸出 16V交流電壓。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了橋式整流的方法。 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓二極管型穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓器電路等多種類型。 555 定時(shí)器的引腳排列： 其中管腳 1（ GND）為接地端；管腳 2（ TR）為低電平觸發(fā)端（ 1/3）；管腳 3（ Vo）為輸出端；管腳 4 為復(fù)位端；管腳 5 為控制電壓輸入端，可改變上、下觸發(fā)電位，不用時(shí)接 F 電容倒地；管腳 6（ TH）為高電平觸發(fā)端（ 2/3Vcc） ,也稱閥值端；管腳 7（ D）為放電端；管腳 8（ Vcc=5V～ 18V）電源端。 4）當(dāng) RD=1，而低觸發(fā)端 TR和高電平觸發(fā)端 TH 的電平在 1/3Vcc 到 2/3Vcc 之間時(shí)，輸出保持不變。輸出脈沖的占空比為q=T1/T=(R1+R2)/(R1+2R2)。同時(shí)考慮到實(shí)際中不可能存在兩個(gè)阻值完全相等的電阻，因此在 R1 和 R2之間可加入一個(gè) 10kΩ的電位器，通過調(diào)節(jié)電位器已達(dá)到 R R2 阻值完全相等的目的。 190 的計(jì)數(shù)是同步的，靠 CP 同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的。 190 有超前進(jìn)位功能。 表 2： 74ls190 的功能表 1s 信號(hào)源設(shè)計(jì) 18 電路連接概述 根據(jù)功能表可知，當(dāng) U’ /D為 1， PL’ =0 且 CLK=1 時(shí)，對(duì)應(yīng) CLK 脈沖上升沿 ， 74LS190進(jìn)行十進(jìn)制減法運(yùn)算。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 圖 計(jì)數(shù)器及停止電路 顯示電路 電路顯示部分主要用到譯碼器和數(shù)碼管。 利用譯碼器將二 —— 十進(jìn)制（ BCD）碼轉(zhuǎn)換成七段信號(hào)，在驅(qū)動(dòng)器的作用下驅(qū)動(dòng)顯示器的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g七個(gè)發(fā)光段，推動(dòng)七段顯示數(shù)碼管（ LED）進(jìn)行顯 1s 信號(hào)源設(shè)計(jì) 20 圖 74HC4511管腳圖 圖 （ LED） 其中，四個(gè)輸入端 DA、 DB、 DC、 DD分別接 8421 碼的響應(yīng)輸入端（ DD 為最高位）；七個(gè)輸出端 OA— OG 接共 陰七段顯示數(shù)碼管的對(duì)應(yīng)端以驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)端亮。（如果要正常顯示“ 0”字，則需使BI’ =0）。如果輸入的頻率較高時(shí) ,顯示器所顯示的數(shù)字可能出現(xiàn)混亂或很快改變的結(jié)果 ,這時(shí)可在計(jì)數(shù)器的后面加一級(jí)鎖器；如果顯示器所顯示的數(shù)字暗淡 ,可加一級(jí)緩沖器。所以報(bào)時(shí)電路是由 2個(gè)或非門、 3 個(gè)與門以及 2 個(gè)與非門組成。 圖 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 23 3．仿真調(diào)試 軟件介紹 Proteus 軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá) 30 多個(gè)元件庫(kù)。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。即從 15 開始倒計(jì)時(shí)，在 0處停止倒計(jì)時(shí)，保持 0狀態(tài)。 三、兩片 74LS192 級(jí)聯(lián)做成的倒計(jì)時(shí)模塊 故障： ?按照電路圖將倒計(jì)時(shí)模塊連接好后，接上電源送入脈沖后數(shù)碼顯 示管沒有反應(yīng)，漆黑一片。 ?接通電源加上脈沖后個(gè)位數(shù)碼管顯示不全，但從不全顯示的數(shù)碼管中可以看出倒計(jì)時(shí)從 0～ 9 是正常的，于是懷疑可能是數(shù)碼管出了問題或是數(shù)碼 管的一個(gè)抑或1s 信號(hào)源設(shè)計(jì) 26 是幾個(gè)引腳沒有被正常接上。數(shù)碼管顯示 13～ 10 時(shí)報(bào)警器發(fā)出聲響說明二與門上述的第一個(gè)端子正常，在排除與門正常后，將第二個(gè)端子的接線取出來接到發(fā)光二極管上進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得在整個(gè)倒計(jì)時(shí)中發(fā)光二極管一直發(fā)亮，此現(xiàn)象表明該端子一直為高電平并沒有起到應(yīng)有的作用，順著此錯(cuò)誤的接線檢查發(fā)現(xiàn)該端子被誤接到電源上了，線路正常連接后報(bào)警正常。 ?開關(guān)偶爾幾次不起作用說明其接觸不良，檢查后發(fā)現(xiàn)開關(guān)確實(shí)沒有接牢固 ，接牢固后開關(guān)正常。此次設(shè)計(jì)主要考查了對(duì)數(shù)電技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過設(shè)計(jì)和動(dòng)手制作來考查我們的運(yùn)用能力和動(dòng)手能力，把在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際實(shí)踐中來，鞏固我們?cè)谡n本上學(xué)到的理論知識(shí)，提高我們的邏輯思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。 總之，此次課程設(shè)計(jì)充分鍛煉了我 的 設(shè)計(jì)能力，給我們注入了一