【正文】 功能表 顯示電路設(shè)計 如圖所示， LED 數(shù)碼管由 7 個發(fā)光二極管組成，此外，還有一個圓點發(fā)光二極管，用以顯示小數(shù)點，通過八段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯陜西理工學(xué)院電子技術(shù)綜合課程設(shè)計 11 示多種 數(shù)字，字母以及符號， LED數(shù)碼管中的發(fā)光二極管由兩種連接方法： （ 1） 共陰極接法：把發(fā)光二極管的印記連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的端發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，二輸入低電平的則不點亮，課設(shè)中實用的 LED 顯示器為共陰極接法。圖（ a）為反饋清零法連接（ 8 進制），圖（ b）為反饋預(yù)置零法連接（ 8進制）。又 T=T1+T2=(R1+2R2)CLn2=為了得到占空比為 2/3的脈沖，可采用占空比可調(diào)的可調(diào)電路。 2．輸出端 3腳和放電端 7腳的狀態(tài)一致，輸出低電平對應(yīng)放電管飽和，在7腳外接 有上拉電阻時， 7腳為低電平。 通過利用 555集成定時器，構(gòu)成占空比為 2/3的多諧振蕩器產(chǎn)生周期為 的矩形方波。一般在整流后，還需利用濾波電路將脈動的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸２⑶以谶B接電路和檢查故障時難度比方案二高。其原理框圖如下： 方案二 數(shù)字式秒表要求能夠?qū)r間進行精確計時并顯示出來，因此需要直流電源，時鐘脈沖電路，計數(shù)電路，計數(shù)控制電路，鎖存譯碼電路，數(shù)碼顯示電路 。 （ 6）熟悉各類數(shù)字電子儀器的使用方法。數(shù)字秒表是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對分、秒、毫秒進行控制的數(shù)字顯示計時裝置，廣泛用于體育比賽中，有很高的實用價值。計時最小單位為 秒。 本課程設(shè)計介紹的是數(shù)字邏輯電路中以計數(shù)器集成電路為基礎(chǔ)的數(shù)字式秒表 ，以電路的基本理論為基礎(chǔ)，著重介紹電路的設(shè)計裝調(diào)及性能參數(shù)的調(diào)試方法。 本設(shè)計報告由方案論證、電路設(shè)計和原理、軟件仿真與硬件裝調(diào)、總結(jié)與體會、總體電路圖、元器件清單等部分組成，力求將整個系統(tǒng)的設(shè)計過程、工作原理、以及心得體會完整的呈現(xiàn)出來。 CD4511 直接驅(qū)動共陰極的八段數(shù)碼顯示管。在對交流電壓進行降壓處理時，電路采用變壓器直接變壓的方法，輸出 9V 交流電壓。濾波電路需要 1000uF、 100uF、 電容各一個。 當 TH高觸發(fā)端 6 腳加入的電平小于 2/3UDD， TL 低觸發(fā)端的電平小 1/3UDD時，比較器 A1 輸出低電平，比較器 A2 輸出高電平，觸發(fā)器置 “1” ，輸出高電平，放電管截止， 7 腳為高電平。 4．輸出與觸發(fā)輸入反相。 A15 5 5 _ V I R T U A LGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIV15 V R14 .7 k ΩR2200ΩK e y = A50%R34 .7 k ΩC110uFC210nF5631024 圖 5： 信號源如下圖 陜西理工學(xué)院電子技術(shù)綜合課程設(shè)計 8 計數(shù)電路設(shè)計 圖 6： 74LS160 引腳圖 表 2： 74LS160 功能表及邏輯功能圖 74LS160 為異步清零計數(shù)器，即 RD 端輸入低電平，不受 CP 控制，輸出端立即全部為“ 0”，功能表第一行。它主要用來檢測 數(shù)碼管是否損壞。 圖 11：數(shù)碼管引腳及其接法 數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點上加限流電阻 b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光 顏色決定； 小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定 c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA 控制電路設(shè)計 此次設(shè)計采用的是 JK 觸發(fā)器改裝成的 D 觸發(fā)器來實現(xiàn)對發(fā)光二極管的亮滅，還接入 的信號源和一個開關(guān)作為與非門的輸入，將輸出端接在 3片 74LS160的 CLK端來控制開始計數(shù)和清零，用另外一個開關(guān)接入 3片 CD4511的 LE 端來實現(xiàn)鎖存功能。 陜西理工學(xué)院電子技術(shù)綜合課程設(shè)計 14 、故障分析及解決方法 （ 1）在做信號源電路中，我們做出的信號源頻率明顯大于 10HZ,原因是電阻的實際阻值與理論阻值相差太大，因此我們所做信號源的實際值與理論值相差很大，最后我們通過調(diào)節(jié)電位器解決了這個問題。將電路簡化減少導(dǎo)線之后，電路正常。 通過這次對數(shù)字式秒表的設(shè)計與制作，讓我們了解了設(shè)計電路的程序，也讓我們了解了關(guān)于數(shù)字式秒表的工作原理與設(shè)計理念。我們還認識到，雖然“萬事開頭難”，但只要我們沉著冷靜，團結(jié)一致，耐心、細心地找到突破口，最終問題是一定能解決的；同時我們還認識到，一個人的力量永遠都是有限的，一個人的知識也總是有局限性的，通過這次課程設(shè)計的團隊合作，我們深深地體會到了團隊的力量，也讓我們體會到了團隊合作的快樂。接線的時候一定要細心，不要接錯，同時也要學(xué)會如何判別芯片的功能，要是芯片不具備要求的功能，或者不匹配，即使接線再正確也出不來結(jié)果。在各個單元電路的連接上花費了大量時間。最后我們通過減小時鐘脈沖電路中的電阻，增大時鐘脈沖電 路中的電容解決了負載過重的問題。并測得輸出電壓為 ，基本滿足任務(wù)書中的 5V 要求。 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g：為譯碼輸出端，輸出為高電平 1有效。 陜西理工學(xué)院電子技術(shù)綜合課程設(shè)計 9 2．構(gòu)成任意進制計數(shù)器（模長 M≤ 10） 用集成計數(shù)器實現(xiàn) M 進制計數(shù)有兩種方法，反饋清零法和反饋預(yù)置法。輸出脈沖的占空比為q=T1/T=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3，故得到 R1=R2。 由電路框圖和功能表可以得出如下結(jié)論： 1． 555 定時器有兩個閾值，分別 是 1/3UDD和 2/3UDD。 綜上所述，電源整體設(shè)計思路為： 220V/50HZ 交流電壓 9V 電源變壓器 整流電路 濾波電路 穩(wěn)壓電路 輸出 +5V 直流電壓。 電容濾波電路是最常見并且最簡單的濾波電路。其次，從控制電路來看，方案二采用的是 JK 觸發(fā)器改裝 成的 D 觸發(fā)器來控制 LED 的亮滅，而方案一采用的是 74LS160 和一個鎖存器來控制，芯片數(shù)量和種類較方案二來說較復(fù)雜。計數(shù)控制電路是由 74LS160 和秒十位的 74LS160 相連及 1個鎖存器組成來控制 LED 的亮與滅。 （ 4） 能熟練掌握一種當前流行的 EDA 軟件（電子電路設(shè)計分析自動化軟件），例如： proteus （ 5）掌握電子電路的安裝和調(diào)試技能。 二、 提示和參考文獻 直流穩(wěn)壓電源見參考資料 P23 《數(shù)字電子技術(shù)實驗任務(wù)書》實驗六 陜西理工學(xué)院電子技術(shù)綜合課程設(shè)計 目錄 前言 ................................................................................................................................ 1 ..................................................................................................................... 2 方案一 ................................