電骰子電路設(shè)計(jì)論文全__畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(編輯修改稿)
2024-08-20 09:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁(yè) 共 19 頁(yè) 第 3 章 單元電路設(shè)計(jì) 振蕩電路設(shè)計(jì) 振蕩電路有很多種，比如 LC 振蕩電路、 555 振蕩電路、 RC 振蕩電路、石英晶體振蕩電路等等。在電骰子電路設(shè)計(jì)中產(chǎn)生時(shí)鐘的振蕩電路選用 RC 振蕩電路。這種電路在穩(wěn)定性方便比不上石英振蕩電路，但是優(yōu)點(diǎn)是容易通過改變電容器或者電阻的值來調(diào)振蕩頻率，而且價(jià)格更便宜，所以選擇 RC 振蕩電路。圖 31 是電骰子用 RC振蕩電路的電路圖。 1 2G15 6G33 4G2Rs1KR1KC1 .4 u Fu 0 1 u 0 2 u 0 3 u0 圖 31 電骰子用 RC 振蕩電路的電路圖 RC 振蕩電路的基本原理就是利用電容 C 的充放電，改變 u03 的電平（因?yàn)?Rs很小，在分析時(shí)往往忽略它）來控制 G3 周期性的導(dǎo)通和截止，在輸出端產(chǎn)生矩形脈沖。如圖 32 是振蕩電路的工作波形。 圖 32 RC 振蕩電路的工作波形圖 根據(jù)工作波形可以計(jì)算出電路的振蕩周期為 T≈ 。改變 R、 C 的值，可以調(diào)節(jié) RC 振蕩電路的震蕩周期 T。但是， R 不能選的太大（一般 1k 左右），否則電路不能正常振蕩。所以， R 的值取 1K（方便計(jì)算），周期 T 的值取 3S，由公式可得： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁(yè) 共 19 頁(yè) 3≈ 1 C C≈ F 計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì) 計(jì)數(shù)器電路芯片的選擇 這部分是電骰子的主要核心部分。因?yàn)轺蛔拥狞c(diǎn)數(shù)是 1 到 6，所以可使用六進(jìn)制計(jì)數(shù) 器。在 74 系列中具有六進(jìn)制功能的產(chǎn)品有 7492。不過這種產(chǎn)品比較陳舊，也沒有系列化（只有 TTL 標(biāo)準(zhǔn)型），所以利用觸發(fā)器制作專用的計(jì)數(shù)器。六進(jìn)制計(jì)數(shù)器需要六種狀態(tài)，即 n=6，而 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =8，所以需要 3 個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出為 0123450，在輸出為 6 的瞬間觸發(fā)器復(fù)位 (=0)。構(gòu)成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器可用 D、 JK、 RS 等，希望盡量用簡(jiǎn)單的電路制作，所以本電路觸發(fā)器采用 D 觸發(fā)器。 圖 33 D 觸發(fā)器 圖 33 是 D 觸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出 D 觸發(fā)器是上升沿有效，置 位端 SD有效， CD 無效時(shí)，輸出為 “1”；復(fù)位端 CD 有效， SD無效時(shí)，輸出為 “0”；當(dāng)置位端SD 和復(fù)位端 CD 都無效時(shí)，輸出由 D 觸發(fā)器的特征方程決定， D 觸發(fā)器的特征方程為 ： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =D，其真值表如表 31 所示。 表 31 D 觸發(fā)器的真值表 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁(yè) 共 19 頁(yè) 計(jì)數(shù)器電路組成 用 D 觸發(fā)器制作 6 進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，是把觸發(fā)器并列對(duì)它的輸出解碼，當(dāng)輸出為 6時(shí)對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位。圖 34 是電骰子用計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)圖。 圖 34 電骰子用計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)圖 三個(gè) D 觸發(fā)器構(gòu)成的 6 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以得到由 000~111 的八種狀態(tài)，但對(duì)電骰子電路來說，只需使用其中的六種。因?yàn)橛?jì)數(shù)器的二進(jìn)制輸出是一個(gè)一個(gè)出現(xiàn)的，只要確定了與輸入相對(duì)應(yīng)的輸出的邏輯就可以了，并不需要與二進(jìn)制一致，為了使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可得出計(jì)數(shù)器電路產(chǎn)生的真值表，如表 32 所示。 表 32 計(jì)數(shù)器電路產(chǎn)生的真值表 由真值表可知 011 和 111 這兩種組合狀態(tài)在電路中沒用到，因此可以把它作為禁止?fàn)顟B(tài)。在圖 34 中可以看出，計(jì)數(shù)器在 CP 脈沖上升沿有效時(shí)，從 000 狀態(tài)計(jì)數(shù)到101；當(dāng)計(jì)數(shù)器處于 101 狀態(tài)時(shí)，若再來計(jì)數(shù)脈沖，同時(shí)為 1，經(jīng)過與非門輸出低電平加到 Rs 觸發(fā)器 輸入端；此時(shí) Rs 觸發(fā)器輸出半個(gè)時(shí)鐘時(shí)間的復(fù)位信號(hào)加到觸發(fā)器四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁(yè) 共 19 頁(yè) CD 端，計(jì)數(shù)器迅速?gòu)?fù)位到 000 狀態(tài)，此時(shí)觸發(fā)器輸出為 0，計(jì)數(shù)器復(fù)位。計(jì)數(shù)器又可以從 000 狀態(tài)重新計(jì)數(shù)，即開始新的一輪循環(huán)。 譯碼器電路設(shè)計(jì) 譯碼器電路功能框圖 圖 35 是譯碼器部分框圖，輸入是來自計(jì)數(shù)器的輸出 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 信號(hào)，所以譯碼電路輸入的是 000、 100、 010等 6 種狀態(tài)，輸出是在 a， b， c， d， e， f， g 六個(gè)端子輸出相應(yīng)信號(hào)。 與此相對(duì)應(yīng)的 a， b， c， d， e， f， g 輸出是服從于圖 35 的電骰子用譯碼器的真值表的數(shù)字輸出。在本設(shè)計(jì)中使用的 LED 驅(qū)動(dòng)是用 “ 1” 使 LED 發(fā)光。 圖 35 譯碼器的部分框圖 譯碼器電路設(shè)計(jì) 1．電骰子上 LED 排列 在經(jīng)過計(jì)數(shù)器的輸出作用下利用譯碼器，產(chǎn)生使 LED 發(fā)光的信號(hào)。 LED 這樣發(fā)出的光點(diǎn)與骰子點(diǎn)數(shù)形狀是一致的。 六進(jìn)制
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