數(shù)電課程設(shè)計(3)(編輯修改稿)
2025-07-09 14:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 60 進制計數(shù)器，用來計“分”，其 CP 輸入為“秒”變?yōu)?0 時產(chǎn)生的一個下降沿信號；還有兩片 74LS90 級聯(lián)構(gòu)成 24 進制計數(shù)器，用來計“時”，其 CP 輸入為“分”變 0 時產(chǎn)生的一個下降沿信號。這樣六片 74LS90實現(xiàn)了數(shù)字鐘的計時功能。它們的輸出用六片數(shù)碼管顯示，之間接 六片 74LS48譯碼器構(gòu)成顯示驅(qū)動電路。 再用與非門設(shè)計使用開關(guān)來調(diào)節(jié)進位脈沖和校時脈沖的輸入以達到校時的目的。 完整電路圖如圖 2 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 7 圖 2 多功能數(shù)字鐘電路圖 工作原理：振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定高頻脈沖信號，作為數(shù)字鐘的時間基準，再經(jīng)分頻器輸出標準秒脈沖。秒計時器記滿 60 后向分計時器進位，分計時器記滿 60 后向時計時器進位，時計時器按 24 進制計數(shù)。計時器輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計時出現(xiàn)差錯時可用校時校分進行調(diào)整。 擴展電路必須在主體 電路正常運行情況下才能進行功能擴展。由于條件有限，所以只進行了主體電路的設(shè)計與制作。 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 8 3 單位電路設(shè)計方案 振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘的準確程度，通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度越高。 晶體振蕩器 下圖為電子手表集成電路（ 5C702）中的晶體振蕩器電路，在精度要求不高的條件下，可以采用由邏輯門與 RC 組成的時鐘源振蕩器或由集成電路定時器555與 RC 組成的多諧振蕩器。本設(shè)計 采用的是 555構(gòu)成的多諧振蕩器，設(shè)計振蕩頻率為 1Hz。 圖 3 晶體振蕩器 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 9 多諧振蕩器 如果精度要求不高，則可采用由集成邏輯門與 R， C 組成的時鐘源振蕩器或由集成電路定時器 555 與 R， C 組成的多諧振蕩器。 本設(shè)計由于不需較高精度及實際問題，故采用 555 定時器組成的多諧振蕩器，輸出信號為1KHz。 圖 4 555 定時器 振蕩 器由 555 定時器構(gòu)成。在 555 定時器的外部接適當?shù)碾娮韬碗娙菰?gòu)成多諧振蕩器，再選擇元件參數(shù)使其發(fā)出標準秒信號。 555 定時器的功能主要由上、下兩個比較器Ｃ Ｃ 2 的工作狀況決定。比較器的參考電壓由分壓器提供 ,在電源與地端之間加上ＶＣＣ電壓 ,且控制端ＶＭ懸空 ,則上比較器Ｃ 1 的反相端 “”加上的參考電壓為 2/3ＶＣＣ ,下比較器Ｃ 2 的同相端 “+”加上的參考電壓為 1/3ＶＣＣ。若觸發(fā)端 Ｓ的輸入電壓Ｖ 2≤1/3ＶＣＣ ,下比較器Ｃ 2 輸出為 “1”電平 ,ＳＲ觸發(fā)器的Ｓ輸入端接受 “1”信號 ,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為 “1”,從 而使整個 555 電路輸出為 “1”。若閾值端Ｒ的輸入電壓Ｖ 6≥2/3ＶＣＣ ,上比較器Ｃ 1 輸出為 “1”電平 ,ＳＲ觸發(fā)器的Ｒ輸入端接受 “1”信號 ,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為 “0”,從而使整個 555 電路輸出為 “0”。控制電壓端ＶＭ外加電壓可改變兩個比較器的參考電壓 ,不用時 ,通常將它通過電容 ( )接地。放電管Ｔ 1 的輸出端Ｑ ′為集電極開路輸出 ,其集電極最大電流可達 50ｍＡ ,因此 ,具有較大的帶灌電流負載能力。若復(fù)位端 ＲＤ加低電平或接地 ,可使電路強制復(fù)位 ,不管 555 電路原處于什么狀態(tài) ,均可使它的輸出Ｑ為 “0”電平。 只要在 555 定時器電路外部配上兩個電阻及兩個電容元件 ,并將某些引腳相連 ,就可方便地構(gòu)成多諧振蕩器。 由 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖 5 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 10 圖 5 多諧振蕩器 %10032313)4253(?????????????KRnFCKRKRK HzCRRRf 分頻器的功能主要有兩個：一是產(chǎn)生標準秒脈沖信號；二是提供擴展電路所需的信號，如仿電臺報時用的 1kHz 的高頻信號和 500Hz 的低頻信號等。設(shè)計時采用 3 片中規(guī)模集成電路計數(shù)器 74LS90 完成電路設(shè)計。每片計數(shù)器為十分頻，三片級聯(lián)則可將 1KHz 的信號分頻為 1Hz第一片 QA 輸出 500Hz，第二片 QD 輸出 10Hz，第三片 QD 輸出 1Hz。 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 11 圖 6 分頻器 設(shè)計時使用的 74LS90 計數(shù)器功能如下： 集成異步十進制計數(shù)器 74LS90 它是二 五 十進制計數(shù)器， 、 若將 Qa 與 CKB相連從 CKA 輸入計數(shù)脈沖其輸出 Qd、 Qc、 Qb、 Qa 便成為 8421 碼十進制計數(shù)器；若將 Qd 與 CKA 相連，從 CKB 輸入計數(shù)脈沖其輸出 Qd、 Qc、 QbQa 便成為 5421 碼十進制計數(shù)器。 74LS90 具有異步清零和異步置九功能。當 R0 全是高電平， R9 至少有一個為低 電平時，實現(xiàn)異步清零。當 R0 至少有一個低電平，R9 全是高電平時，實現(xiàn)異步置九。當 R0、 R9 為低電平時，實現(xiàn)計數(shù)功能。 如圖 7 為 74LS90 構(gòu)成的 8421BCD 碼十進制計數(shù)器，圖 8 為 5421BCD 碼十進制計數(shù)器。 圖 7 8421 碼十進制 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 12 圖 8
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