【正文】 這里簡要敘述安裝調(diào)試數(shù)字電路的幾個(gè)步驟。這一步是對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的檢驗(yàn)，也是設(shè)計(jì)修改的實(shí)踐過程，是理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)綜合應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。 圖（ e）是用開關(guān)電路產(chǎn)生點(diǎn)動(dòng)脈沖，每按一次開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，使觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) 1次；圖（ f）是用開關(guān)電路產(chǎn)生負(fù)脈沖，每按一次開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖。圖（ c）和圖（ d）中的 CC4013 是 CMOS 雙 D 觸發(fā)器，這類電路置位和復(fù)位信號(hào)是高電平有效，由于開關(guān)閉合時(shí)電容可視為短路而產(chǎn)生高電平，使 RD=1，Q=0；若將此信號(hào)加到 SD，則 SD=1， Q=1。此后， C 被充電使 C兩端的電壓上升到 RD 為 1 時(shí)， D 觸 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 43 發(fā)器進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。圖 8 表示了 幾種上電自動(dòng)置位、復(fù)位或置數(shù)的電路。這類信號(hào)分高電平有效、低電平有效兩種。也可采用頻率穩(wěn)定度更高的石英晶體振蕩器。 55 5 51238 4V c c760 . 0 1 μ F0 . 1 μ F5 . 1 K2 K1 0 K7 4 L S 9 0 ( 1 )Q 0 Q 3/ C P A / C P BR 0 ( 1 )R 9 ( 1 )1 K H z5 0 0 H z7 4 L S 9 0 ( 2 )Q 0 Q 3/ C P A / C P BR 0 ( 1 )R 9 ( 1 )1 0 H z7 4 L S 9 0 ( 3 )Q 0 Q 3/ C P A / C P BR 0 ( 1 )R 9 ( 1 )1 H z圖 7 時(shí)鐘電路 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 42 在圖 7 中， 555 定時(shí)器產(chǎn)生 1kHZ 的矩形波信號(hào)，經(jīng) 74LS90 組成的 3級(jí)十分頻后，得到 1Hz 的脈沖信號(hào)，可作為計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)信號(hào)。其中，小數(shù)點(diǎn)為固定位置。 這樣就保證了“計(jì)數(shù) — 鎖存 — 清零”的先后順序，保證計(jì)數(shù)和顯示的穩(wěn)定可靠。只有在數(shù)據(jù)可靠鎖存后才能清除計(jì)數(shù)器中的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在應(yīng)將計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)鎖存到 74LS273 中以便進(jìn)行譯碼顯示，鎖存信號(hào)由 74LS123（ 1）構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)，當(dāng) Q1 或 Q2 由 1 變 0 時(shí)啟動(dòng)單穩(wěn)電路延時(shí)而產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，這個(gè)正脈沖的持續(xù)時(shí) “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 41 間保證數(shù)據(jù)鎖存可靠。S 3+ 5 V3 . 3 K Ω邏 輯 控 制 電 路≥ 1Q 1Q 2+ 5 V圖 5 計(jì)數(shù)、鎖存、顯示電路 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路為使顯示數(shù)碼不閃爍，需要保證計(jì)數(shù)、鎖存和計(jì)數(shù)器清零信號(hào)之間正確的時(shí)序關(guān)系，如圖 6 所示。計(jì)數(shù)器所得到的狀態(tài)值送入由 2 片 8 位鎖存器 74LS273 構(gòu)成的鎖存電路鎖存，然后由七段譯碼器74LS48 譯碼后送到共陰數(shù)碼管顯示。從 P1輸出的脈沖數(shù)就是每等候 10 分鐘輸出 150 個(gè)脈沖，表示單價(jià)為 元，即脈沖當(dāng)量為 元，等候計(jì)時(shí)的起始信號(hào)由接在 74HC161（ 1）的手動(dòng)開關(guān)給定。一方面對(duì)六百進(jìn)制計(jì)數(shù)器清 0，另一方面將基本 RS 觸發(fā)器置為 1，啟動(dòng) 74HC161（ 4）和（ 5）構(gòu)成的一百五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（ 10 分鐘等候單價(jià)）開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)期間同時(shí)將脈沖從 P1輸出。P 1R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1amp。 2．等候時(shí)間計(jì)費(fèi)電路 R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )R D DCBAR C OE PE TC PQ A Q B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1 1amp。 RS觸發(fā)器復(fù)位為 0，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。在圖 3 中，干簧繼電器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng)施密特觸發(fā)器整形得到 CP0。汽車每前進(jìn) 1km 則輸出100 個(gè)脈沖。R 11 M ΩNS+ V C C7 4 L S 0 0圖 3 里程計(jì)費(fèi)電路 里程計(jì)費(fèi)電路如圖 3 所示。amp。P 2R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1amp。 三、各單元電路設(shè)計(jì) 1. 里程計(jì)費(fèi)電路設(shè)計(jì) R D DCBAR C OE PE TC PQ AQ B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )R D DCBAR C OE PE TC PQ A Q B Q C Q DL D7 4 H C 1 6 1 ( 3 )1 1amp。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 38 將各種方案進(jìn)行比較，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，各方案的優(yōu)缺點(diǎn)、設(shè)計(jì)制作所具備的條件，任選其中的一種方案作具體設(shè)計(jì)。 單片機(jī)具有較強(qiáng)的計(jì)算功能，以 8 位 MCS51 系列的單片機(jī) 89C51 加上外圍電路同樣能方便地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。 如果總費(fèi)計(jì)數(shù)器采用 BCD 碼加法器，即利用每計(jì)滿 1km 的里程信號(hào)、每等候10 分鐘的時(shí)間信號(hào)控制加法器加上相應(yīng)的單價(jià)值，就能計(jì)算出用車費(fèi)用。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 37 行 車 里 程 計(jì) 數(shù) 器等 候 時(shí) 間 計(jì) 數(shù) 器起 步 價(jià)里 程 單 價(jià) 計(jì) 數(shù) 器1 0 分 鐘 單 價(jià) 計(jì) 數(shù) 器求和總費(fèi)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)鎖存譯碼顯示打 印 機(jī)P 0P 1P 2 圖 1 出租車計(jì)費(fèi)器原理框圖一 上述方案中，如果將里程單價(jià)計(jì)數(shù)器和 10 分鐘等候單價(jià)計(jì)數(shù)器用比例乘法器完成，則可以得到較簡練的電路。等候時(shí)間計(jì)數(shù)器將來自時(shí)鐘電路的秒脈沖作六百進(jìn)制計(jì)數(shù)，得到 10 分鐘信號(hào)，用 10 分鐘信號(hào)控制一個(gè)一百五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（等候 10 分鐘單價(jià)計(jì)數(shù)器）向總費(fèi)計(jì)數(shù)器輸入 150 個(gè)脈沖。 分別將行車?yán)锍?、等候時(shí)間都按相同的比價(jià)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，然后對(duì)這些脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，而起價(jià)可以通過預(yù)置送入計(jì)數(shù)器作為初值，如圖 1 的原理框圖所示。 。 元 /km，等候時(shí)間計(jì)費(fèi)設(shè)為 元 /10 分鐘，起步費(fèi)設(shè)為 元。數(shù)字表根據(jù)用車起步價(jià)、行車?yán)锍逃?jì)費(fèi)及等候時(shí)間計(jì)費(fèi)三項(xiàng)顯示客戶用車總費(fèi)用，打印單據(jù)，還可設(shè)置起步、停車的音樂提示或語言提示。 設(shè) 計(jì)思路 : 用三個(gè)可預(yù)置數(shù)的減計(jì)數(shù)器組成三位二 十進(jìn)制減計(jì)數(shù)器，用三個(gè)譯碼器和三個(gè) LED 數(shù)碼管顯示器， CMOS 電路組成秒 /分選擇器，另外有控制電路，控制器隨著計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的狀態(tài)發(fā)生改變，計(jì)時(shí)期間，用電氣開關(guān)斷開，當(dāng)計(jì)時(shí)完畢時(shí)，用電氣開關(guān)閉合。它可以用做定時(shí)，控制被定時(shí)的電器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)開或者定時(shí)關(guān)，最長定時(shí)時(shí)間為 999 分鐘。 四、可以選用的元器件 EPM7128S、 555 定時(shí)器、共陰極七段數(shù)碼管、 74LS4發(fā)光二極管、按鍵開關(guān)、電阻、電容。 （ 2）電梯升降一層所需時(shí)間可自行設(shè)計(jì)。 二、提示 電梯控制器是控制電梯按顧客的要求自動(dòng)上下的裝置。 （ 2）報(bào)警電路：報(bào)警電路由 NE555 和驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。輸入端帶延時(shí)觸發(fā)功能，一麻痹盜賊。 （ 5） 可以根據(jù)需要隨時(shí)擴(kuò)展報(bào)警路數(shù)。 （ 3） 具有延時(shí)觸發(fā)功能。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 33 課題六 多路防盜報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)多路防盜報(bào)警電路，要求： （ 1） 輸入電壓： DC12V。 （ 8） 555 定時(shí)器 1 片。 （ 6）數(shù)碼管（共陰性） 3 只。 （ 4）譯碼器：（自選）需將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成 BCD 碼。 （ 2）運(yùn)算放大器μ A741 1 片。 （ 4）畫出數(shù)字溫度計(jì)電路圖，讀數(shù)范圍 0～ 100℃，讀數(shù)穩(wěn)定。 （ 2）設(shè)計(jì)溫度測量電路（確定溫度與電壓之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系）。應(yīng)注意顯示的溫度數(shù)值與電壓之間的換算關(guān)系。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 31 + 1 5 V 1 5 V+A D 5 9 0 2 1 A D 5 9 0+I 1I 2R 1R 25 0 K5 0 KR F5 0 K5 0 KR 3I FV O( T 1 T 2 ) 5 0 m V / ℃ 圖 AD590 應(yīng)用示例 （ 2）溫度的測量 在測量溫度時(shí)， AD590 往往要接到需要電壓輸入的系統(tǒng)中，圖 是用兩個(gè)AD590 和一個(gè)運(yùn)算放大器進(jìn)行溫度測量的基本電路，其輸出電壓 VO=（ T1T2）50mv/℃，若 T2=0℃，則為待測溫度，當(dāng) T1=T2 時(shí)，由于 AD590 之間的失配或者有小的溫度差，用電阻 R1 和 R2 能夠調(diào)掉偏置。 AD590 是一種單片集成的兩端式溫度敏感電流源，它有金屬殼，小型的扁平封裝芯片和不銹鋼等幾種封裝方式，它是一個(gè)電流源，所流過電流的數(shù)值（μ A 級(jí)）等于絕對(duì)溫度（ Kelvin）的變數(shù)，其激勵(lì)電壓可以從 +4V～ +30V，適用的溫度范圍從 55℃～ +110℃。 溫度傳感器A / D變換器放大電路譯碼器顯示器 圖 數(shù)字溫度計(jì)的原理圖 （ 1）溫度傳感器 溫度是最普通最基本的物理量，用電測法測量溫度時(shí)，首先要通過溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成電量，溫度傳 感器有熱膨脹式（雙金屬元件和水銀柱開關(guān)），溫差電勢(shì)效應(yīng)電壓式（熱電偶），電阻效應(yīng)式電阻溫度計(jì)（有鉑、鎳及鎳鐵合金和熱敏電阻）。 二、提示 數(shù)字溫度計(jì)一般由溫度傳感器、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換、譯碼顯示等幾個(gè)部分組成。 （ 8）面包板 2 塊。 （ 6） CD40106 反相施密特觸發(fā)器 1 片。 （ 4） 74LS00 四兩輸入與非門 3 片。 （ 2） 74LS175 觸發(fā)器 1 片。 （ 5）畫出汽車尾燈控制電路圖。 （ 3）設(shè)置控制電路。 三、設(shè)計(jì)要求 （ 1）設(shè)置轉(zhuǎn)彎信號(hào)狀態(tài)計(jì)數(shù)電路。 （ 2）時(shí)鐘產(chǎn)生電路，可由 555 定時(shí)器構(gòu)成 1Hz 信號(hào)和 50Hz 信號(hào)（用于停車時(shí)，尾燈亮度為正常一半）。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 29 二、提示 汽車尾燈控制電路由四部分組成，如圖 （ b）所示，控制電路、時(shí)鐘發(fā)生電路、邏輯開關(guān)及邏輯電平指示。同時(shí)，電路還用一個(gè)開關(guān)模擬腳踏制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，若轉(zhuǎn)彎開關(guān)未合上（或錯(cuò)誤地將兩個(gè)開關(guān)均合上的情況）所有六個(gè)尾燈均連續(xù)燃亮，在轉(zhuǎn)彎的情況下，三個(gè)轉(zhuǎn)向的尾燈應(yīng)正常動(dòng)作，另三個(gè)尾燈連續(xù)亮。 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 28 課題四 汽車尾燈控制電路 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)構(gòu)成一個(gè)控制汽車六個(gè)尾燈的電路，用六個(gè)指示燈模擬六個(gè)尾燈（汽車每側(cè)三個(gè)燈），并用兩個(gè)撥動(dòng)式（乒乓）開關(guān)作為轉(zhuǎn)彎信號(hào)源；一個(gè)兵乓開關(guān)用于指示右轉(zhuǎn)彎，一個(gè)乒乓開關(guān)用于指示左轉(zhuǎn)彎，如果兩個(gè)乒乓開關(guān)都被接通，說明駕駛員是一個(gè)外行，緊急閃爍器起作用。這就意味著綠燈亮?xí)r汽 車向前運(yùn)行這一功能。這樣，就模擬了當(dāng)黃、紅燈亮?xí)r汽車停止的功能。 4. 汽車模擬控制電路 這一部分電路參考圖 4。 在減法計(jì)數(shù)開始之前，由黃燈亮信號(hào)使減法計(jì)數(shù)器先置入數(shù)據(jù)，圖中接入U(xiǎn)/D 和 LD 的信號(hào)就是由黃燈亮（為高電平）時(shí)，置入數(shù)據(jù)。 3. 數(shù)字顯示部分 當(dāng)南北方向綠燈亮，而東西方向紅燈亮?xí)r ，使南北方向的 74LS168 以減法計(jì) 數(shù)器方式工作，從數(shù)字“ 24” 開始往下減，當(dāng)減到“ 0”時(shí)，南北方向綠燈滅，紅燈亮，而東西方向紅燈滅，綠燈亮。 74LS74/Q1DC1秒脈沖1s圖 交通信號(hào)燈控制器參考電路 “數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 27 2. 控制器部分 它由