數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)-電子秒表電路的設(shè)計(jì)-展示頁
2025-06-15 18:24本頁面
【正文】 器的周期，即決定了形成的方波的頻率利用閉合回路中的負(fù)反饋?zhàn)饔每梢援a(chǎn)生自激振蕩，利用閉合回路中的延遲負(fù)反饋?zhàn)饔靡材墚a(chǎn)生自激振蕩，只要負(fù)反饋?zhàn)饔米銐驈?qiáng)。在電路中接入RC電路可以有助于獲得較低的振蕩頻率，而且通過改變R，C的數(shù)值可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的調(diào)節(jié)。TTL電路延遲時(shí)間短，難以控制頻率。圖24 多諧振蕩器NE555定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。如圖24所示。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電子秒表中的職能是為計(jì)數(shù)器提供清零信號(hào)。定時(shí)元件RC取值不同，輸出脈沖寬度也不同。圖22 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)負(fù)脈沖信號(hào)vi 由基本RS觸發(fā)器端提供，輸出負(fù)脈沖vO 通過非門加到計(jì)數(shù)器的清除端R。再切換按鈕開關(guān)K2，則Q由0變?yōu)?，門5開啟，為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)作好準(zhǔn)備；由1變?yōu)?，送出負(fù)脈沖，啟動(dòng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。RSQnQn+1功 能000不用不允許000不用0100Qn+1=0,置001101011Qn+1=1,置110011111Qn+1=Qn,保持1100表21 基本RS觸發(fā)器如圖21所示，它的一路輸出作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出Q作為與非門5的輸入控制信號(hào)。屬低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器，有直接置位、復(fù)位的功能。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電子秒表電路的基本組成框圖如圖11所示，它主要由基本RS觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、計(jì)數(shù)器和譯碼顯示器5個(gè)部分組成。 1電子秒表簡(jiǎn)介電子秒表是一種較先進(jìn)的電子計(jì)時(shí)器，目前國產(chǎn)的電子秒表一般都是利用石英振蕩器的振蕩頻率作為時(shí)間基準(zhǔn)，采用6位液晶數(shù)字顯示時(shí)間。利用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器為電路提供脈沖源以驅(qū)動(dòng)電路工作。利用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器（低電平直接觸發(fā)）實(shí)現(xiàn)電路的直接置位、復(fù)位功能。七段式數(shù)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?dāng)?shù)字。武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)摘要在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀的顯示出來，數(shù)字顯示電路通常由譯碼驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成。數(shù)碼顯示器就是用來顯示數(shù)字、文字或符號(hào)的器件。充分運(yùn)用芯片74LS90的邏輯功能，～60秒。利用集成與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為計(jì)數(shù)器清零提供輸出負(fù)脈沖。 關(guān)鍵詞：基本RS觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩器，譯碼顯示器。電子秒表的使用功能比機(jī)械秒表要多，它不僅能顯示分、秒，還能顯示時(shí)、日、月及星期，并且有1／l00s的功能。圖11 電子秒表電路的基本組成框圖 2單元電路設(shè)計(jì)及相關(guān)元器件的功能簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電路所選用的基本RS觸發(fā)器為用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。其功能表如表21所示。切換按鈕開關(guān)K1（接地），則門1輸出 =1；門2輸出Q=0，K1復(fù)位后Q、 狀態(tài)保持不變?；綬S觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動(dòng)和停止秒表的工作. 圖21 基本RS觸發(fā)器 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電路所選用的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為用集成與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，如圖22所示。靜態(tài)時(shí)，門4應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)，故電阻R必須小于門的關(guān)門電阻ROff 。當(dāng)觸發(fā)脈沖寬度小于輸出脈沖寬度時(shí)，可以省去輸入微分電路的RP 和CP 。圖23 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電路所選用的時(shí)鐘發(fā)生器為用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，是一種性能較好的時(shí)鐘源。調(diào)節(jié)電位器 RW ，使在輸出端3獲得頻率為50HZ的矩形波信號(hào)，當(dāng)基本RS觸發(fā)器Q＝1時(shí)，門5開啟，此時(shí)50HZ脈沖信號(hào)通過門5作為計(jì)數(shù)脈沖加于計(jì)數(shù)器①的計(jì)數(shù)輸入端CP2。利用閉合回路的反饋?zhàn)饔每梢援a(chǎn)生自激振蕩。電路接入RC回路有助于獲得較低的振蕩頻率，由于門電路的作用時(shí)間極短，TTL電路自有幾十納秒，所以想獲得稍低一些的振蕩頻率式很困難的，而且頻率不易調(diào)節(jié)。振蕩電路是數(shù)字秒表的核心部分，電容充放電的速度決定了電路的振蕩頻率。為了得到頻率更加準(zhǔn)確的頻率信號(hào)，加入了電容和電阻，電阻為100K歐姆。74LS90是一種較為典型的異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如果計(jì)數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由QA端引出，即得二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；如果計(jì)數(shù)脈沖CP2端輸入，輸出由QA～QD端引出即得五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；如果將QA與CP2相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，輸出由QA～QD引出，即得8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。輸 入輸 出功 能清 0置 9時(shí) 鐘QD QC QB QAR0(1)、R0(2)S9(1)、S9(2)CP1 CP2110 0 0000清 00 011 1001置 90 00 0↓ 1QA 輸 出二進(jìn)制計(jì)數(shù)1 ↓QDQCQB輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)↓ QAQDQCQBQA輸出8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)QD ↓QAQDQCQB輸出5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)1 1不 變保 持表22 74LS90的功能表圖25 74LS90的引腳圖本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)及譯碼顯示電路如圖26所示。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器3和計(jì)數(shù)器4接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與實(shí)驗(yàn)裝置上譯碼顯示的相應(yīng)輸入端連接 ,.圖26 計(jì)數(shù)及譯碼顯示電路 3總電路設(shè)計(jì)圖及其原理圖31 電子秒表總電路圖根據(jù)各單元電路原理，可得總電路圖如圖31所示。由555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，用來產(chǎn)生50Hz的矩形波。圖41仿真電路圖開啟仿真器實(shí)驗(yàn)電源開關(guān)，切換按鈕開關(guān)K1（接地），則Q =1，=0；K1復(fù)位后Q、 狀態(tài)保持不變。適當(dāng)調(diào)節(jié)可變電阻，使輸出端3獲得頻率為50HZ的矩形波信號(hào)。 圖42 XSC3的波形此外XSC1和XSC2的波形圖分別如圖43和圖44所示。 5安裝及調(diào)試由于電路中使用器件較多，
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