數(shù)字秒表課設(shè)報(bào)告電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-13 01:30本頁(yè)面
【正文】 知識(shí)所 設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)之一。利用 555 構(gòu)成多諧振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生 秒的脈沖信號(hào)。此時(shí)有兩種數(shù)碼管供我們選擇：一種是共陰極七段數(shù)碼管、另一種是共陽(yáng)極七段數(shù)碼管。同樣我們還有兩種方案： 一種是用晶體震蕩器，另一種方案是采用集成電路 555 定時(shí)器與電阻和電容組成的多諧振蕩器。它具有同步置數(shù)和異步清 零功能 ， 主要是利用它可以十分頻的功能。 在做鎖存譯碼電路時(shí)，我們可以根據(jù)需要選取 74ls373 8D鎖存器加上 74ls4 74LS48 等47線譯碼器 ；當(dāng)然還可以選取 CD4511來(lái)取代它們，它具有鎖存譯碼加驅(qū)動(dòng)的功能。 （如圖 ） 圖 數(shù)字秒表總體設(shè)計(jì)圖 根據(jù)以上分析我們可以選取的方案有很多種，在這里就以下兩種方案來(lái)論證： 方案一：如圖 所示 顯示電路 譯碼電路 鎖存電路 計(jì)數(shù)器 秒信號(hào)源 5V穩(wěn)壓電源 控制電路 陜西理工學(xué)院 第 3 頁(yè) 共 23 頁(yè) 方案二：如圖 所示 LED 顯示器（共陰極數(shù)碼管） 74LS48 74LS48 74LS48 74LS373 74LS373 74LS373 74LS160 74LS160 74LS160 74LS76 555 74LS00 74LS160 74LS373 圖 LED 顯示器（共陰極數(shù)碼管） CD4511 CD4511 CD4511 74LS373 74LS76 74LS160 74LS160 74LS160 74LS160 74LS00 555 圖 陜西理工學(xué)院 第 4 頁(yè) 共 23 頁(yè) ? ＋ ? － ~220V 50H 方案一與方案二相比方案二中用 CD4511 取代了 74LS373和 74LS48直接進(jìn)行譯碼鎖存驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，看似方案二比較簡(jiǎn)單，但由于 CD4511 是一個(gè) CMOS 芯片，且極易受靜電的影響，此外其驅(qū)動(dòng)電壓為18~5V，因此我們需要制作一個(gè)可調(diào)直流穩(wěn)壓可調(diào)電源，在制作調(diào)試時(shí)，通過(guò)調(diào)解其驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)達(dá)到我們所需要的效果。 2 單元電路的理論設(shè)計(jì) 5v 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 在電子電路及設(shè)備中，一般都需要穩(wěn)定的直流電源供電。其方框圖及各電路的輸出電壓波形如圖 。 2） 整流電路： 整流電路將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。常用的整流濾波電路有 半 波整流濾波、橋式整流濾波等 。 各濾波電容 C滿(mǎn)足 RC＝（ 3~5） T/2， 式 中 T為輸入交流信號(hào)周期， R 為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。常用的集 成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。 1）穩(wěn)壓電路輸入電壓iu根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般選取iu=（ 2~3）0u。 當(dāng)電路滿(mǎn)足2)5~3( TCRL ?時(shí)，2)( UUU IAVO ??， 故VUU AV )(02 ???。 2） 濾波電容的選取 ?????? ? 5 3)(OAVOL IU 電容的容量為 FFC ?2994~ 121020)5~3( 3 ???? ? 電容的耐壓值為 VVUU 2 ???? 實(shí)際可選取容量為 2200μ F、耐壓為 25V的電容作為本電路的濾波電容。為消除電路的自激影響，在兩個(gè)濾波電容后分別加一個(gè) F和 F的小電容。 10%，在實(shí)際選用二極管時(shí)，應(yīng)至少有 10%的余量，選擇最大整流電流FI和最高反向工作電壓RMU 分別為 VVUUAARUIRMLF 22?????? ???? ?? 根據(jù)以上計(jì)算可得 5v 直流穩(wěn)壓電源 電路圖及仿真結(jié)果見(jiàn)圖 圖 5V穩(wěn)壓直流電源 陜西理工學(xué)院 第 6 頁(yè) 共 23 頁(yè) 時(shí)鐘脈沖發(fā)生器可有很多構(gòu)成方式。還可以利用電壓比較器得到時(shí)鐘脈沖電路。 555 定時(shí)器時(shí)一種多用途的數(shù)字 模擬混合電路，利用它能極方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。如圖 所示，是一種用 555定時(shí)器組成的占空比可調(diào)的多諧振蕩器。 因此圖 電路的振蕩周期 為 2ln)( 2121 CRRTTT ???? 根據(jù)任務(wù)書(shū)得 T=，取 C=10μ F。 為了提高比較器參考 電壓 1RV和 2的穩(wěn)定性， 通常在COV端接有 F左右的濾波電容。T觸發(fā)器，然后通過(guò)接入脈沖式開(kāi)關(guān)及其上拉電阻來(lái)產(chǎn)生脈沖。T觸發(fā)器的特性方程為39。如圖 ，將 JK 觸發(fā)器的 J 和 K端均接高電平構(gòu)成一個(gè)39。 圖中 2R和 2C構(gòu)成一個(gè)開(kāi)機(jī)復(fù)位電路。由于充電 （ 1） 秒信號(hào)源 （ 2） 秒信號(hào)源仿真 圖 圖 開(kāi)始 /清零 控制 圖 固定顯示控制 陜西理工學(xué)院 第 8 頁(yè) 共 23 頁(yè) 時(shí)間很短，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，電容在直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路，所以此時(shí) R 管腳為高電平，在時(shí)鐘脈沖的作用下，它會(huì)按39。* ?進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，以達(dá)到對(duì)電路的 開(kāi)始 、 清零 控制。如圖 所示，只需將圖 ，將 R端直接接高電平即可。計(jì)數(shù)器不僅能用于對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)，還可以用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和脈沖序列以 及進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算等。74LS160 的管腳圖及功能表見(jiàn)附錄二。 74LS160 具有同步預(yù)置功能，在 RD 端無(wú)效時(shí)， LD 端輸入低電平 ，在時(shí)鐘共同作用下， CP上跳后計(jì)數(shù)器狀態(tài)等于預(yù)置輸入0123 DDDD，即所謂“同步”預(yù)置功能。只有四個(gè)控制輸入都為高電平，計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)模 10加法計(jì)數(shù)， Q3 Q2 Q1 Q0=1001時(shí)， RCO=1。首先將三片 74LS160 以并行進(jìn)位方式連接成一個(gè) 600進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。 2） 譯碼顯示電路的設(shè)計(jì) 在數(shù)字電路中我們常常需要將需要測(cè)量或處理的結(jié)果以十進(jìn)制的方式表達(dá)出來(lái)，然而數(shù)碼管不能直接識(shí)別計(jì)數(shù)器直接輸出的二進(jìn)制數(shù)碼，因此我們需要將二進(jìn)制數(shù)碼表示的結(jié)果先送到譯碼器進(jìn)圖 600 進(jìn)制整體置零方式
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