利用ic芯片設(shè)計實用用電子秒表電路畢業(yè)設(shè)計說明書-文庫吧資料
2025-07-06 19:30本頁面
【正文】 息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書第 13 頁 共 17 頁圖 39 8421BCD 碼對應(yīng)的顯示計數(shù)時譯碼器輸出的二進制代碼送進顯示管后，顯示管就可以對應(yīng)地顯示出直觀的十進制數(shù)記錄。使用時，公陰極接地，7 個陽極“ a、 b、 c、 d、 e、 f、 g”由相應(yīng)的譯碼器 74LS49 的輸出端“a、 b、 c、 d、 e、 f、 g”來驅(qū)動，接入+5V 的電源為顯示器供電。四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書第 12 頁 共 17 頁圖 38 74LS 49 驅(qū)動共陰型 LED 數(shù)碼管連接電路圖工作過程：74LS 49 譯碼器的輸入端 A、 B、 C、 D 分別接計數(shù)器輸出端的Q0、Q Q Q 3，74LS49 譯碼器的輸出端“a 、 b、 c、 d、 e、 f、 g”接數(shù)碼管的輸入端，滅燈控制端接“+5V”電源保證譯碼器處于正常譯碼工作狀態(tài)，若計數(shù)端輸入譯碼器輸入端的狀態(tài)為“0000”，對照表 2 輸出譯碼后將輸出對應(yīng)的 “1111111” 七段顯示碼送到七段顯示器顯示出“0” 。具體實現(xiàn)功能見表 2 所示?！?4LS49 譯碼器工作原理及功能74LS49 譯碼器芯片管腳圖如圖 37 所示。例如譯碼器芯片74LS474LS47 為低電平有效，可用于驅(qū)動共陽極的 LED 顯示器；74LS474LS4CD4511 為高電平有效，可用于驅(qū)動共陰極 LED 顯示器。目前用于顯示電路的中規(guī)模譯碼器種類很多，其中用得較多的是七段顯示譯碼器。 譯碼驅(qū)動顯電路設(shè)計 顯示譯碼器的選用在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將運算結(jié)果用人們習慣的十進制顯示出來，這就要用四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書第 10 頁 共 17 頁到顯示譯碼器。想要停止計數(shù)，只需按下停止開關(guān) S2，由于停止開關(guān)的一端接 RS 鎖存器 ，一端接地，所以當按下 S2 時，即DS=1, =0，由 RS 鎖存器功能表得知，鎖存器將送出一個“0”的電平，來的DR“0”低電平信號使 U3 門閉合，100Hz 脈沖信號無法加于計數(shù)器部分，從而達到停止計數(shù)的控制。12 3U1AU145 6BU2S1S2GNDGND10k10kVCC+5V8910CU3啟 動 開 關(guān)停 止 開 關(guān)送來的脈沖加 入 計 數(shù) 器 的 脈 沖圖 36 啟動和停止控制電路圖由圖 36 可看出，啟動和停止開關(guān)間接入了“+5V”電源提供“1”電平。功能歸納如下表 1 所示。2． =0， =1；由于 =1，故 Q 的狀態(tài)取決于 的狀態(tài)，而由于 =0，DRSDS DR=1,故 Q=0，所以說當 =0， =1 時觸發(fā)器被置 0，故稱為置 0 狀態(tài)；QR3． =1， =0；這跟上一種情況正好相反，其 Q=1， =0，即觸發(fā)器被置DS Q1，故稱為置數(shù)狀態(tài)。 RS 鎖存器工作原理RS 鎖存器如圖 36 所示。四個計數(shù)器的清零端接復位開關(guān)的“1”電平端。該秒表設(shè)計的復位開關(guān)如圖 35 所示。計數(shù)前，先按下復位開關(guān) S3，四個計數(shù)器全部清零。當按下停止開關(guān) S2，與非門 U3 關(guān)閉，時鐘源信號無法通過，停止計數(shù)。本次進位完畢后，低位計數(shù)器自動歸 0，同時 U8 的 TC=0，使高位計數(shù)器的 CEP=CET=0，封鎖了高位四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書第 7 頁 共 17 頁計數(shù)器的 CLK 端，即使有 CP 脈沖，高位計數(shù)器也不計數(shù)。四個計數(shù)器的時鐘控制端（CLK）接輸入的 100Hz 脈沖源，四個計數(shù)器芯片同時處于工作狀態(tài)，按下啟動開關(guān)，100Hz 脈沖源從 U8 的 CLK（時鐘控制端）輸入，U 8 芯片作為低位，當?shù)臀挥嫈?shù)器計數(shù)狀態(tài)從 0 到 9 時，TC=0，高位計數(shù)器的 CET=CEP=0，處于保持狀態(tài)，高位計數(shù)器不能進行計數(shù)；當?shù)臀挥嫈?shù)器計數(shù)到 9 狀態(tài)（即 P0P1P2P3=1001）時，第十個 CP 脈沖到來時，U 8 計數(shù)器輸出由“1001”變?yōu)椤?000”同時 TC 端向高位計數(shù)器進位，高位計數(shù)器的 CEP=CET=1，處于計數(shù)狀態(tài)，允許計數(shù)，使高位計數(shù)器加 1。 計數(shù)器設(shè)計計數(shù)器電路同樣可以用同步十進制計數(shù)器 74LS160 芯片設(shè)計，由芯片 74LS160計數(shù)器芯片構(gòu)成的計數(shù)器電路如圖 34 所示。通過低位計數(shù)器的進位端 TC 控制高位 CEP、 CET(控制端)即可實現(xiàn)分頻。具體連接電路如圖 33 所示?！±?74LS160 計數(shù)器芯片實現(xiàn)分頻的工作原理石英晶體振蕩器提供的脈沖源為 1MHz，達不到秒表計數(shù)的精度。由于預置操作必須有CP 脈沖上升沿到來有效，故稱為同步置數(shù)。74LS160 計數(shù)器具有以下功能：1．異步清零功能當 MR＝0 時，不管其他輸人端的狀態(tài)如何（包括時鐘信號 CP） ，4 個觸發(fā)器的輸出全為零?！⊥绞M制計數(shù)器 74LS160 介紹74LS160 芯片管腳如圖 32 所示?！∶}沖源信號分頻設(shè)計電路需要 100Hz 信號，而石英晶體振蕩器電路產(chǎn)生的脈沖源為 1MHz，分頻1MHz 信號得到 100Hz 信號必須進行萬分頻。當然，主要還是石英晶體所決定。信號通過石英晶體構(gòu)成的 π型諧振電路返回與非門的輸入端，形成反饋振蕩。111213:41MHz1M47p 47pGND GND+5V產(chǎn) 生 1MHz的 脈 沖圖 31 石英晶體并聯(lián)諧振振蕩電路圖圖 31 石英晶體兩端的電容通過接地并聯(lián)，石英晶體與這兩個電容構(gòu)成一個并聯(lián)諧振電路，也是構(gòu)成一個 π型選頻網(wǎng)絡(luò)反饋通道（也稱 π型諧振電路） 。采用結(jié)構(gòu)較簡單的門電路構(gòu)成的石英晶體并聯(lián)諧振振蕩電路。結(jié)合設(shè)計要求選用了石英晶體振蕩器產(chǎn)生脈沖源。復位清零完成后就可以開始新一輪的計數(shù)了。石英晶體振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號，作為電子秒表的時間基準，經(jīng)過分頻器分頻輸出標準 時鐘脈沖輸入計數(shù)電路，計數(shù)器輸出端接譯碼器輸入端，譯碼器譯碼，譯碼完成通過顯示管顯示。圖 21 設(shè)計框圖計數(shù)前，先按下復位開關(guān)，計數(shù)器清零。四川信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書第 2 頁 共 17 頁第 2 章 方案設(shè)計電子秒表電路由啟動/停止電路、復位電路、時鐘脈沖電路、分頻器電路、計數(shù)電路、譯碼驅(qū)動和顯示器六部分組成。這些方法各有特點，其中利用 IC 芯片設(shè)計的電子秒表電路的具有穩(wěn)定度好，精度高，電路結(jié)構(gòu)簡單，元件芯片市場較易購買等特點。因此，研究電子秒表及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。在很多實際生活中，電子秒表不單是簡單的計數(shù)，更多的是運用到控制系統(tǒng)中。這樣利用集成芯片和電子電路就可以很方便的進行設(shè)計，其中最典型、現(xiàn)在
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