【導讀】在科技高度發(fā)展的今天，數(shù)字秒表在日常生活中是比較常見的電子產(chǎn)品，以其走時精確，使用方便，功用多而受廣大用戶所喜。的邏輯結(jié)構(gòu)較簡單，是由控制電路，復位電路，秒脈沖發(fā)生器，譯碼顯示電路構(gòu)成的。電路部分；七段數(shù)碼管電路由共陰極七段LED顯示器，電阻和接地端組成的電路部分。升空間，對計數(shù)精度可以進一步提高。在設(shè)計實驗中為了保證實驗過程少走彎路，學會仿。真是必要的，對本實驗我們采用multism軟件仿真，以便提高實驗的正確性與可行性。的興趣，為以后的學習打下了好的開端，我受益匪淺。紙上談兵，只有自己動手實際操作才會有深刻理解，才會有收獲。

　　

【正文】 答辯教師（職稱） 答辯時間 學年第 學期 第 周 答 辯 記 錄 評 分 表 學生姓名 學號 評分 張濤 1109131107 李方琪 1109131080 鄭文凱 1109131110 李揚 1109131082 王然 1109131097 王國文 1109131095 謝燦 1109131101 陳洋洋 1109131073 15 附錄 插圖清單 圖序 名稱 11 控制電路 12 雙極性型 555 定時器參數(shù) 13 CMOS 型 555 定時器參數(shù) 14 555 定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15 555 定時器邏輯符號和引腳 16 555 定時器控制功能表 17 555 組成 的占空比可調(diào)的 多諧振蕩器 18 工作波形 19 秒脈沖發(fā)生電路 110 仿真電路圖 111 復位電路 112 顯示電路 113 74LS160 管腳圖及功能表 114 計數(shù)器工作波形圖 115 74160 的級聯(lián)圖 116 7448 的管腳圖 117 八段數(shù)碼管示意圖 118 數(shù)碼管與 7448 連接圖 119 電路總圖 元器件清單 名稱 規(guī)格 數(shù)量 直流電源 5V 8 個 四 2 輸入與非門 7400N 3 個 多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 555 1 個 計數(shù)器 74LS160 5 個 譯碼器 74LS248 4 個 數(shù)碼管 BCD七段顯示 4 個 開關(guān) 單刀雙擲 2 個 電阻 不等 若干 16 問題 問題 1：選擇信號發(fā)生器時，有兩種方案：一種是用晶體振蕩器，另一種方案是采用集成電路555 定時器與電阻和電容組成 的多諧振蕩器，為什么用了 555 定時器與電阻和電容組成的多諧振蕩器？ 因為石英晶振蕩器精度很高，一般都需要多級分頻，這樣電路可能比較復雜，而這里產(chǎn)生 100 赫茲脈沖，精度不是很高，完全可以用 555 定時器與電阻和電容組成的多諧振蕩器更好。 問題 2：為什么在控制開關(guān)中我們不直接選用機械開關(guān)來控制，而使用了一個基本 RS 觸發(fā)器？ 因為開關(guān) K 在打開和閉合時會有一些假信號串入邏輯電路，從而來影響秒表正確計數(shù)顯示，而利用 RS觸發(fā)器電路的鎖存功能，就可以避免此影響。 問題 3：為什么秒表核心部分 —— 計數(shù)器，此次選擇 74LS160 計數(shù)器？ 74LS160 為異步清零計數(shù)器，即 端輸入低電平，不受 CP 控制，輸出端立即全部為“ 0”，可以有清零功能；在 端無效時， 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)等于預置輸入 DCBA，具有同步預置功能； 和 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（ 161）實現(xiàn)模 10 加法計數(shù)，；。這樣能滿足計數(shù)器計時要求。 問題 4：設(shè)計 7 段顯示電路要注意什么問題？ 限流電阻選取問題，因為發(fā)光二極管的工作電流應(yīng)在一定范圍之內(nèi)，電 流選小了， 7 段數(shù)碼管不太亮，選大了工作時間長了發(fā)光管易燒壞。故限流電阻選取很重要。 問題 5：電路制作過程采用的是怎樣的調(diào)試方法？ 先按模塊調(diào)試，在每個模塊的輸入端加理想的調(diào)試信號，在輸出端接示波器，觀察輸出波形，如果波形符合設(shè)計預期，則說明此模塊工作正常，否則可按從輸出到輸入的順序逐一排查，直到解決問題。當各模塊調(diào)試無誤后，將各模塊連接起來，同時要注意接口的電平匹配問題。最后再進行整體的調(diào)試。 問題 6： 555 定時器與電阻和電容組成的多諧振蕩器是否一開始就能產(chǎn)生 100 赫茲脈沖？ 不是，剛開始設(shè)計的電路，甚 至無法產(chǎn)生脈沖，后經(jīng)過計算并實際調(diào)整，才定下方案為 R3=130 千歐，R5= 千歐， Rp=10 千歐， c=100 微法的電路，后來發(fā)現(xiàn)其實在仿真軟件 tool 欄里有可以自己設(shè)定 555定時器與電阻和電容組成的多諧振蕩器要求然后軟件會自動實現(xiàn)要求。 問題 7：設(shè)計的復位電路功能是什么？ 提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防開關(guān)分 合過程中引起的抖動而影響復位。 問題 8：電路制作完成后，數(shù)碼管顯示出現(xiàn)過什么問題？什么原因？怎么處理的？ 數(shù)碼管 無顯示：計數(shù)器接線和限流電阻過大，對計數(shù)器正確接線，減小限流電阻阻值； 數(shù)碼管顯示亂碼： LED 數(shù)碼管的共極性弄反，調(diào)整數(shù)碼管的陰陽極接線。 故障 9：八段器的 LED 數(shù)碼管的小數(shù)點無法顯示。 原因：接線錯誤。 排除方法：此次設(shè)計選擇的數(shù)碼管是共陽極的。在小數(shù)點對應(yīng)的管腳與地之間接一個 10 歐姆的電阻。 問題 10 數(shù)碼管顯示亂碼。 17 原因：計數(shù)器 74LS390 管腳接線錯誤， LED 數(shù)碼管的共極性弄反（按共陽極的接線方法接線）。 排除方法：對計數(shù)器正確接線，調(diào)整數(shù)碼管的陰陽極接線（按共陽極接線方法接線）。 問題 11 計數(shù)器雖然是 6進制計數(shù)，但數(shù)碼管上出現(xiàn) 6。 原因：我們的 74LS160用的是異步置數(shù)，但我們沒有將秒的各位和十分位接入與非門，而導致數(shù)碼管上出現(xiàn) 6，最后我們換了一個 74LS20的四端與非門，將秒的十位的 2和 4，還有秒個位和十分位的進位引腳接入與非門，這樣就真正實現(xiàn)了 6進制計數(shù)，達到了我們預期的結(jié)果。 問題 12 數(shù)碼管數(shù)字跳動頻率不均勻。 原因：使能輸入信號和清零信號的波形不是規(guī)則的脈沖方波。 排除方法：用示波器觀察脈沖輸出電路輸出端的波形，如果不規(guī)則就加以個反相器（用 74LS00代替）整形，同時，這樣還能達到減小誤差的目的。 問題 13 數(shù)碼管不能按順序進行顯示，只能顯示 0。 原因：計數(shù)器芯片 74LS160管腳與 74LS248管腳接線錯誤，還有就是 LED 數(shù)碼管的共極性弄反（原理是接共陰極數(shù)碼管，但領(lǐng)的器材是共陽極的）。 排除方法：對計數(shù)器 74LS160和 74LS248進行正確接線，我們用發(fā)光二極管對 74LS160和 74LS248的管腳進行測試，在其輸入端輸入高低電平，觀察發(fā)光二極管的亮滅順序，最終發(fā)現(xiàn) 74LS248的管腳圖不是按順序排列的，導致 76LS160不能用以往 的方法與 74LS248進行接線，因此導致錯誤。還有就是調(diào)整數(shù)碼管的陰陽極接線（按共陰極的接線方法接線）。 問題 14 脈沖仿真未出現(xiàn)波形 原因 伏值刻度太大 方法 調(diào)小刻度 問題 15 控制開關(guān)未能作用 原因 與非門器件選擇錯誤 方法 選用 7400N 問題 16 譯碼器顯示電路為工作 原因 芯片未接地 方法 接地