【文章內(nèi)容簡介】 圖 5V穩(wěn)壓直流電源 陜西理工學(xué)院 第 6 頁 共 23 頁 時鐘脈沖發(fā)生器可有很多構(gòu)成方式。例如：利用石英晶體振蕩器配合分頻器即可得到相應(yīng)的脈沖信號。還可以利用電壓比較器得到時鐘脈沖電路。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。 555 定時器時一種多用途的數(shù)字 模擬混合電路，利用它能極方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。由于使用靈活、方便，所以 555 定時器在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等 許多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。如圖 所示，是一種用 555定時器組成的占空比可調(diào)的多諧振蕩器。 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%。 因此圖 電路的振蕩周期 為 2ln)( 2121 CRRTTT ???? 根據(jù)任務(wù)書得 T=，取 C=10μ F。為了得到占空 比為 50%的脈沖，令 21RR?則根據(jù)式 ???????? ? 621 C TRR 故取兩個 10K的電位器來取代 21RR、。 為了提高比較器參考 電壓 1RV和 2的穩(wěn)定性， 通常在COV端接有 F左右的濾波電容。（ 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。T觸發(fā)器，然后通過接入脈沖式開關(guān)及其上拉電阻來產(chǎn)生脈沖。39。T觸發(fā)器的特性方程為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)。如圖 ，將 JK 觸發(fā)器的 J 和 K端均接高電平構(gòu)成一個39。T觸發(fā)器，當(dāng)脈沖開關(guān)沒被按下時時鐘信號為高電平，當(dāng)脈沖開關(guān)按下時，時鐘信號由高電平變?yōu)榈碗娖?，于是便產(chǎn)生一個下降沿脈沖送給 JK觸發(fā)器，使其翻轉(zhuǎn)，達(dá)到控制電路 開始 或 清零 控制的控制。 圖中 2R和 2C構(gòu)成一個開機(jī)復(fù)位電路。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。由于充電 （ 1） 秒信號源 （ 2） 秒信號源仿真 圖 圖 開始 /清零 控制 圖 固定顯示控制 陜西理工學(xué)院 第 8 頁 共 23 頁 時間很短，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，電容在直流電路中相當(dāng)于開路，所以此時 R 管腳為高電平，在時鐘脈沖的作用下，它會按39。T觸發(fā)器的特性方程39。* ?進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以達(dá)到對電路的 開始 、 清零 控制。 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。如圖 所示，只需將圖 ，將 R端直接接高電平即可。 計數(shù)鎖存譯碼顯示電路的設(shè)計 1） 計數(shù)器的設(shè)計 在數(shù)字電路中使用的最多的時序電路要算是計數(shù)器了。計數(shù)器不僅能用于對時鐘脈沖計數(shù)，還可以用于分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以 及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。 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 74LS74LS160 的管腳圖及功能表見附錄二。 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”。 74LS160 具有同步預(yù)置功能，在 RD 端無效時， LD 端輸入低電平 ，在時鐘共同作用下， CP上跳后計數(shù)器狀態(tài)等于預(yù)置輸入0123 DDDD，即所謂“同步”預(yù)置功能。 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。只有四個控制輸入都為高電平，計數(shù)器實現(xiàn)模 10加法計數(shù)， Q3 Q2 Q1 Q0=1001時， RCO=1。 如圖 所示是整體 置零方式的接法。首先將三片 74LS160 以并行進(jìn)位方式連接成一個 600進(jìn)制的計數(shù)器。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。 2） 譯碼顯示電路的設(shè)計 在數(shù)字電路中我們常常需要將需要測量或處理的結(jié)果以十進(jìn)制的方式表達(dá)出來，然而數(shù)碼管不能直接識別計數(shù)器直接輸出的二進(jìn)制數(shù)碼，因此我們需要將二進(jìn)制數(shù)碼表示的結(jié)果先送到譯碼器進(jìn)圖 600 進(jìn)制整體置零方式 陜西理工學(xué)院 第 9 頁 共 23 頁 行譯碼，然 后用它的輸出去驅(qū)動顯示數(shù)碼管。由于顯示數(shù)碼管的不同，我們所選取的譯碼芯片也不相同。本設(shè)計我選擇四線七線 BCD 譯碼器 74LS48（管腳圖及功能表見附錄二）和共陰極七段數(shù)碼管來做譯碼顯示電路，電路圖如圖 。 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。 74LS48除了有實現(xiàn) 7段顯示譯碼器基本功能的輸入（ DCBA）和輸出（ QA～ QG）端外， 74LS48還引入了燈測試輸入端（ LT）和動態(tài)滅零輸入端（ RBI），以及既有輸入功能又有輸出功能的消隱輸入 /動態(tài)滅零輸出（ BI/RBO）端。由 74LS48真值表 （見附錄二） 可獲知 74LS48所具有的邏輯功能： ① 7段譯碼功能（ LT=1， RBI=1） 在燈測試輸入端（ LT）和動態(tài)滅零輸入端（ RBI）都接無效電平時，輸入 DCBA經(jīng) 74LS48譯碼，輸出高電平有效的 7 段字符顯示器的驅(qū)動信號，顯示相應(yīng)字符。除 DCBA=0000 外， RBI 也 可以接低電平，見表 1中 1～ 16行。 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。該功能主要用于多顯示器的動態(tài)顯示。 ③ 燈測試功能（ LT=0） 此時 BI/RBO 端作為輸出端， 端輸入低電平信號時，表 1 最后一行，與 及 DCBA 輸入無關(guān)，輸出全為“ 1”，顯示器 7個字段都點亮。該功能用于 7段顯示器測試，判別是否有損壞的字段。 ④ 動態(tài)滅零功