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-在線瀏覽
2024-09-14 10:31本頁面
【正文】 分頻器電路、計數(shù)電路、譯碼驅(qū)動和顯示器組成，選用常見的 IC 芯片構(gòu)成。同時可以實現(xiàn)很多功能代替原來的模擬電路。電子秒表已為人們生活中必不可少的一種工具，尤其是在現(xiàn)在這個講究效率的年代，電子秒表更是在人類生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)等多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電 氣的自動啟用等實現(xiàn)自動化的精確控制中。數(shù)字電子秒表的設(shè)計方法有很多種，例如可以用專用的 IC 芯片配以顯示電路及所需要的外圍電路組成電子秒表；也可以用中小規(guī)模的集成電路組成電子秒表；還可以利用單片機(jī)來制作電子秒表。此次設(shè)計選用了 IC 芯片設(shè)計的實用秒 表。電子 秒表 的 設(shè)計 框圖如圖 21 所示 。按下啟動開關(guān)，開始計數(shù)。按下停止開關(guān)，在與非門的功能控制下，停止計數(shù)，完成一次計數(shù)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 17 頁 第 3 章 單元電路設(shè)計 脈沖源產(chǎn)生電路設(shè)計 石英晶體振蕩電路 石英晶體 振蕩電路 、 LC 諧振電路 、 RC 諧振電路 、 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器等都可以產(chǎn)生 脈沖 信號，相比之下 石英晶體具有 振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡單、 選頻特性極好 、 穩(wěn)定度高等特點。 比較容易買到的石英振子的頻率通常是在幾百 KHz 到幾 MHz 的范圍，此次設(shè)計選用了頻率為 1MHz 的 HC6U 型石英振子。 石英晶體并聯(lián)諧振振蕩器工作原理 石英晶體并聯(lián)諧振振蕩電路圖如圖 31 所示。 當(dāng)電容 的損耗電阻大時，電路的 Q 值 會 下降，同時會使晶體的特性惡化， 為避免這種情況，可四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 共 17 頁 以 在 與非門 輸出端與選頻網(wǎng)絡(luò)間串入一個電阻， 這個電阻阻值為 1MΩ 左右 ， 但 連接線 要 粗而短， 這樣 可以減少產(chǎn)生損耗，而且還能防止混入干擾源而干擾了振蕩器的正常工作 。由此可見 該電路 的振蕩頻率是由 π型諧振電路所決定的 。 圖 31 中選用的 石英振子頻率為 1MHz， 這樣就可以產(chǎn)生 1MHz 的脈沖源。分頻電路可由 D 觸發(fā)器 、 鎖相環(huán) 電路 、 計數(shù)器電路 等構(gòu)成，在本電路設(shè)計中采用 同步十進(jìn)制計數(shù)器 74LS160 構(gòu)成萬分頻器，以得到電路需要的頻率信號。 P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR17 4L S1 60 圖 32 74LS160芯片管腳圖 圖 32 的 74LS160 芯片管腳中， P0、 P P P3 為輸入端， Q0、 Q Q Q3 為輸出端， TC 為進(jìn)位輸出端， CLK 為時鐘控制端， MR 為清零端， PE 為預(yù)置端， CEP、CET 為計數(shù)使能端。 2． 同步并行預(yù)置數(shù)功能 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 共 17 頁 在 MR＝ 1 的條件下，當(dāng) PE＝ 1 且有時鐘脈沖 CP 的上升沿 到來 作用時， P0、 P PP3輸入端的數(shù)據(jù)將分別 Q0、 Q Q Q3被所接收。 3． 保持功能 在 MR=PE＝ 1 的條件下，當(dāng) CET、 CEP不同時 1 時，不管有無 CP 脈沖作用，計數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變（停止計數(shù) ）。因此必須對脈沖源信號進(jìn)行分頻，經(jīng)計算要將 1MHz脈沖信號變?yōu)?100Hz的脈沖信號須進(jìn)行 1/10000的分頻，在分頻電路的選擇上，可以用四片 74LS160 計數(shù)器芯片來實現(xiàn)。 由于只對信號分頻不用計數(shù) ，可以把四個輸入端連接出來一起接地，輸出端不做處理， 清零端 (MR)和預(yù)置端（ PE）接 +5V(高電平 )。 P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U 4 7 4L S 1 60P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U 5 74 L S 1 60P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U 6 74 L S 1 60P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U 7 74 L S 1 60VCC+ 5VV C C+ 5VV C C+ 5VV C C+ 5VG N D G N DG N DG N DV C C+ 5V輸入的1MH z脈沖1/10 分頻 1/10 0分頻1/10 00分頻 1/10 000分頻輸出穩(wěn)定10 0Hz 脈沖 圖 33 74LS160 構(gòu)成萬分頻器電路 由于只對脈沖信號分頻，所以沒有必要對清零端進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位；時鐘控制端（ CLK）接輸入的 1MHz 脈沖源， 當(dāng) U4 接收 到輸入的 1MHz 脈沖 源 ， U4 開始 計數(shù)，當(dāng) U4 接收到第十個脈沖時， U4 的 15 腳 TC（ 進(jìn)位控制 端）輸出由低電平跳變?yōu)楦唠娖?， U5 的 CET、 CEP（計數(shù)使能端）變?yōu)楦唠娖?， U5 開始計數(shù)， 再來一個脈沖 U4 又從“ 0001”開始新一輪的計數(shù)，計滿 10 又向 U5 進(jìn)位，依次類推， U5 計滿 10 又向 U6四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 共 17 頁 進(jìn)位， U6 計滿 10 又向 U7 進(jìn)位，從而完成萬分頻工作，得到電路需要的 100Hz 信號，通過 U7 的 TC（進(jìn)位端）輸入計數(shù)部分。 P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U 8 74 L S 1 60P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U 9 74 L S 1 60P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U 10 74 L S 16 0P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10
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