【文章內容簡介】 清 0 置 9 時 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 二進制計數 1 ↓ QDQCQB輸出 五進制計數 ↓ QA QDQCQBQA 輸出8421BCD 碼 十進制計數 QD ↓ QAQDQCQB輸出5421BCD 碼 十進制計數 1 1 不 變 保 持 圖 74LS90構成的計數器 譯碼驅動及顯示單元 計數器實現了對時間的累計以 8421BCD碼形式輸出，選用顯示譯碼電路將計數器的輸出數碼轉換為數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 數碼管作為顯示單元電路。 陜西航空職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 7 接通電源后，按動按鈕開關 K2（接地），則門 G1 輸出 Q ＝ 1；門 G2 輸出 Q＝ 0， K2復位后 Q、 Q 狀態(tài)保持不變。再按動按鈕開關 K1 ,則 Q 由 0 變?yōu)?1，門 G5 開啟 , 為計數器啟動作好準備。 Q 由 1變 0，送出負脈沖，啟動單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。 門 G5 開啟時，脈沖信號 CP被放行，因此芯片 74LS90（ 0）開始工作，由于該芯片計時精度為 ，因此變化很快，看不清數字逐漸從 0 加到 9，但理論上可知，當該芯片計時到 9時，此時 74LS90 的輸出端 QDQCQBQA=1001，進位輸出，因此 74LS90（ 1）芯片開始工作。該芯片計時精度為 ，因此也不能看到數字從 0加到 9，但理論上，當該芯片計時到 9時，該芯片輸出端 QDQBQCQA=1001，進位輸出，因此芯片 74LS90（ 2）開始工作，該芯片計時精度為 1s，可以觀 察到數字逐漸從 1 累加到 9，然后驅動芯片74LS90（ 3）工作，如此進行下去，直到顯示 99： 99 秒。 在計數期間，如不需要計時或暫停計時，按動一下開關 K2，此時 Q由 1變?yōu)?0，門G5關閉，脈沖信號 CP被禁止，但數碼管仍保留所計時之值。再按一下開關，則可繼續(xù)計時。 如計時停止后需重新開始計時，按動開關 K1，則實現清零，再按動開關 K2，計時開始。如此循環(huán)。 第二章 .電子秒表單元電路的設計 8 第三章 . 元器件介紹 元器件清單 元器件清單 下表 所示 元器件介紹 555 定時器 內部電路由分壓器、電壓比較器 C1 和 C簡單 SR鎖存器、放電三極管以及緩沖器G構成，其內部結構如圖 所示。三個 5千歐的電阻串聯組成分壓器，為比較器 CC2 提供參考電壓。當控制電壓端（ 5）懸空時，比較器 C1 和 C2 的基準電壓為 2Vcc/3和 Vcc/3。 圖 是其電路結構圖 。 圖 555定時器電路結構圖 名稱 型號 數量 備注 計數器 74LS90 4 譯碼器 CD4511 4 LED 數碼顯示管 LG5011AH 4 集成與非門 74LS00 2 開關 2 555 定時器 1 滑動變阻器 1 電阻 7 電容 4 導線 若干 陜西航空職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 9 圖 555定時器管腳排列 VI1 是比較器 C1 的信號輸入端，成為閾值輸入端； VI2 是比較器 C2 的信號輸入端。如果控制電壓端（ 5）外接電壓 VIc，則比較器 C1 和 C2 的基準電壓就變?yōu)?Vic 和 Vic/2。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)。 放電三極管 T 為外接電路提供放電通路，在使用時 ，該三極管的集電極（ 7）腳一般都要外接上拉電阻。 為直接復位輸入端，當 為低電平時，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出端 vo即為低電平。 當 VI12Vcc/3,VI2Vcc/3 時，比較器 C1 輸出低電平，比較器 C2 輸出高電平，簡單 SR 鎖存器 Q 端置 0，放電三極管 T 導通，輸出端 vo為低電平。 當 VI12Vcc/3,V I2Vcc/3 時，比較器 C1 輸出高電平， C2 輸出低電平，簡單 SR鎖存器置 1，放電三極管 T截止，輸出端 vo 為高電平。 當 VI12Vcc/3,VI2Vcc/3 時，簡單 SR 鎖存器 R=1， S=1， 鎖存器狀態(tài)不變，電路保持原狀不變。 綜合上述分析，可得 555 定時器功能表，如表 所示 表 555定時器功能表 七段顯示譯碼器 在數字測量儀表和各種數字系統(tǒng)中，都需要將數字量直觀的顯示出來，數字顯示電路通常由譯碼驅動器和顯示器等部分組成。數碼顯示器就是用來顯示數字、文字或符號第二章 .電子秒表單元電路的設計 10 的器件。七段式數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等阿拉伯數字。 普遍使用的七段式數字顯示器發(fā)光器件有發(fā)光二極管和液晶顯示器，這里主要介紹前者。發(fā)光二極管構成的七 段顯示器有兩種，共陰極和共陽極電路。共陰極電路中，七個發(fā)光二極管的陰極連在一起接低電平，需要某一段發(fā)光，就將相應的陽極接高電平。共陽極顯示器的驅動則剛好相反。 為了使數碼管能顯示十進制數，必須將十進制數的代碼經譯碼器譯出，然后驅動相應的段。譯碼器的功能是，對應于某一組數碼輸入，相應的幾個輸出端有有效信號輸出。 常用的集成七段顯示譯碼器有兩類，一類譯碼器輸出高電平有效信號，用來驅動共陰極顯示器，另一類輸出低電平有效信號，以驅動共陽極顯示器。比如 CD4511 七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅動共陰極顯示器。 CD4511 譯碼器是 8421BCD 碼鎖存七段譯碼器，驅動共陰極 LED 數碼管，其中 DA、DB、 DC、 DD 為 BCD 碼輸入端， OAOF為譯碼輸出端，輸出高電平有效，用來驅動共陰極LED 管。 LT＇為調試輸入端，當為 0 時，輸出全為 1； BI＇為消隱輸入端，當為 0 時，輸出全為 0。 EL＇為鎖存端，當其為 1 時譯碼器處于鎖定狀態(tài)，當其為 0時，正常譯碼。因此 CD4511 要正常譯碼，應使 LT＇ =1， BI＇ =1， EL＇ =0。譯碼器還有拒偽功能，當輸入超過 1001 時，輸出全為 0，數碼管熄滅。 陜西航空職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 11 一 ．相關 設計方案及抉擇 如圖 信號由 555 定時器產生頻率為 1HZ，占空比 1/2 的信號，由 190 構成 15進制計數器，由 JK 觸發(fā)器控制 190 和發(fā)光二極管的工作狀態(tài)，由三態(tài)門控制停 止 電路和聲控電路。 圖 總體電路截圖 555 定時器 74 ls192 741s48 LEDRED 控制電路 聲響電路 七段顯示數 圖 倒計時定時器總結構圖 第二章 .電子秒表單元電路的設計 12 如圖 555 定時器產生頻率為 1HZ，占空比為 1/2 的信號，由 192 構成 15進制的計數器，由 JK 觸發(fā)器控制 192 和發(fā)光二極管的工作狀態(tài)，由三態(tài)門控制停止電路和聲控電路 圖 555 定時器 74 ls192 741s48 LEDRED 控制電路 聲響電 路 七段顯示數碼管 圖 倒計時定時器總結構圖 陜西航空職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 13 2．理論設計 單元電路與總電路設計 5V 電壓源電路設計 降壓電路 直流電壓源的輸入端接 220V 的交流電網電壓，一般情況下，所需直流電壓的數值和交流電壓有效值相差較大，因而需要電源變壓器進行降壓。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 16V交流電壓。 整流電路 整流電路一般分為半波整流和全波整流。半波整流相對于全波整流而言，在相同的變壓器的副邊電壓下對二極管的參數要求是一樣的，并且還具有輸出電壓高、變壓器利用率高、脈動小等優(yōu)點，因此得到相當廣泛的應用。其中橋式整流最為常用，單相橋式整流電路課將變壓器副邊電壓從交流轉變?yōu)橹绷麟妷?。鑒于以上優(yōu)點，本設計采用了橋式整流的方法。 濾波電路 電容濾波電路是最常見并且最簡單的濾波電路，在整流濾波電路的輸出端（即負載電阻兩端）并聯一個電容即得到電容濾波電路。濾波電容容量較大，利用其充放電作 用，使輸出電壓趨于平滑。濾波電路需要 、 1000uF、 100uF、 電容各一個。 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路有穩(wěn)壓二極管型穩(wěn)壓電路、串聯型穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓器電路等多種類型。為使電路簡單化、高效化、穩(wěn)定化，我們采用了集成 7805 穩(wěn)壓器型穩(wěn)壓電路進行穩(wěn)壓，為后面的一切電路提供了穩(wěn)定的 5V 直流電壓。 綜上所述，整體電源設計思路為： 220V/50HZ 交流電源 16V 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。