基于數(shù)字電路的電子秒表課程設(shè)計-在線瀏覽
2025-03-07 15:17本頁面
【正文】 石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。由圖可見，數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：555振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；秒表控制開關(guān)；一百進(jìn)制秒、六十進(jìn)制分計數(shù)器和六十進(jìn)制秒計數(shù)器；以及秒、分的譯碼顯示部分等圖1 總體設(shè)計方案框圖圖1中，各單元電路的工作原理圖下：(1) 信號發(fā)生器: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。本次設(shè)計選用555定時器。則需要一個8段數(shù)碼管作為秒位（有小數(shù)點）和五個7段數(shù)碼管作為分秒位。 (3)計數(shù)器:秒表核心部分——計數(shù)器，此次選擇74LS160計數(shù)器。主要是利用它可以十分頻的功能。如果精度要求高，也可采用石英振蕩器。如果選擇7447，則用來驅(qū)動共陰極數(shù)碼管；如果選擇7448，則用來驅(qū)動共陰極數(shù)碼管。本次設(shè)計中選擇前一種方法。 單元電路設(shè)計與參數(shù)計算 本次課設(shè)中，我主要承擔(dān)了信號發(fā)生器、計數(shù)器等單元電路的設(shè)計及仿真，以及PCB板的設(shè)計等任務(wù)，先將其內(nèi)容詳細(xì)介紹如下： （1）555定時器引腳排列及功能表 圖2 555定時器引腳排列1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。一般用5V。當(dāng)端接低電平，則時基電路不工作，此時不論、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，以防引入干擾。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。其中 T1=(R1+R2)C1ln2 為充電時間 T2=R1C1ln2 為放電時間T=T1+T2=(R2+2R1)C1ln2 為脈沖周期F=1/T 為振蕩頻率經(jīng)過計算并實際調(diào)整，方案為R2=10K，R1=100K， c1=100納法。圖3 555定時器構(gòu)成方波發(fā)生器muitisim仿真電路調(diào)節(jié)R2使得多諧振蕩器的輸出為100Hz時鐘脈沖，并接集成芯片74LS00(SA)的2號管腳,而SA的1號管腳則接暫停/繼續(xù)按鈕, 暫停/繼續(xù)按鈕通過高低電平的轉(zhuǎn)換以及74LS00的與邏輯運算實現(xiàn)對時鐘脈沖CP的封鎖與開通控制,而其他電路不受其影響。在muitisim中仿真結(jié)果為： 圖4 仿真結(jié)果波形圖2．時鐘分頻計數(shù)單元電路（1）時鐘脈沖分頻計數(shù)總體部分：首先由十進(jìn)制模塊通過串行計數(shù)組成100分頻電路，因為74LS160是同步十進(jìn)制計數(shù)器，在Q3~Q0輸出端為1001（即9）時，其進(jìn)位端TC同時由0變?yōu)?，設(shè)計過程中采用的是置數(shù)清零法，而集成芯片74LS160為同步置數(shù)，此處如果TC直接接入下一級的時鐘輸入端，則會發(fā)生本位數(shù)字為9，而它的高位數(shù)字已經(jīng)進(jìn)位的現(xiàn)象。而六十進(jìn)制與下級模塊的級連，由于六進(jìn)制模塊在實現(xiàn)過程中已經(jīng)接入了一個74LS00的與非門，故其輸出不必再接非門，而是從該輸出端接至高位時鐘脈沖端。圖5 74LS160管腳排列表2引腳功能如下表所示：輸入輸出MRPECETCEPCLKP3P2P1P0Q3Q2Q1Q00XXXXXXXX000010XX XXXX計數(shù)110XXXXXX保持11X0XXXXX保持（2）由集成芯片74LS160構(gòu)成十分頻器74LS160本身即為同步十進(jìn)制計數(shù)器，用以構(gòu)成十分頻器
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