這是大一的時候我做的一個設(shè)計,
用555振蕩器加十進(jìn)制加法計數(shù)器74ls90構(gòu)成的電子秒表
用數(shù)碼管顯示
附件里面包含文檔和Multisim仿真
剛開始學(xué)的時候做的,適合初學(xué)者
都是自己原創(chuàng)的,如有不足請大家多多指教
電子秒表是測定段時間間隔的儀表,由振蕩電路、計數(shù)器、譯碼器、顯示電路等部分組成,其中振蕩器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號發(fā)生器,由不同進(jìn)制的計數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計時系統(tǒng)。
技術(shù)要求:
1、采用中、小規(guī)模數(shù)字集成電路實現(xiàn)。
2、具有清零、啟動計時、暫停計時及繼續(xù)計時等控制功能。
3、可以準(zhǔn)確顯示00.00-99.99。
4、由七段LED顯示器顯示。
5、控制開關(guān)兩個:啟動(繼續(xù))暫停計時開關(guān)和復(fù)位開關(guān)。
6、利用Multisim (或EWB)進(jìn)行電路仿真與調(diào)試。
2.設(shè)計原理及方案
2.1 設(shè)計方案該方案采用的是用555振蕩器產(chǎn)生一個100HZ的脈沖,送入十進(jìn)制加法計數(shù)器74ls90,通過共陰極七段數(shù)碼管來顯示結(jié)果,可以準(zhǔn)確顯示00.00-99.99秒的計時,并且能夠通過控制電路實現(xiàn)啟動、暫停、和清零功能。設(shè)計流程圖如圖2.1 圖2.1 流程圖 2.2 設(shè)計原理由555振蕩器產(chǎn)生100Hz脈沖信號,作為10毫秒的計時脈沖;10毫秒計數(shù)器計滿10后,向100毫秒計數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖;100毫秒計數(shù)器計滿10后,向1秒計數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖;1秒計數(shù)器計滿10后,向10秒計數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖。計數(shù)器的輸出經(jīng)顯示譯碼器譯碼后送顯示器顯示。該電路設(shè)置兩個控制鍵控制“S1”,“S2”。鍵“S1”控制電路的清零功能,鍵“S2”控制電路的暫停功能。
3.設(shè)計步驟和結(jié)果
3.1振蕩器振蕩器是數(shù)字秒表的核心。振蕩的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字式秒表的精確度,一般來說振蕩器的頻率越高,計時精度也越高。555定時器構(gòu)成的555振蕩器如圖3.1。 圖3.1 555振蕩電路 多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路, R1,R2和C1是外接定時元件,電路中將高電平觸發(fā)端(TRH腳)和低電平觸發(fā)端(TRI腳)并接后接到R2和C1的連接處,將放電端(DIS腳)接到R1,R2的連接處。由于接通電源瞬間,電容C1來不及充電,電容器兩端電壓uc為低電平,小于(1/3)Vcc,故高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端均為低電平,輸出uo為高電平時,電源經(jīng)R1,R2對電容C1充電,使電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升,當(dāng)uc上升到(2/3)Vcc時,輸出uo為低電平。 3.2 計數(shù)器本次實驗所用的計數(shù)器為74ls90芯片。功能如下: 74LS90計數(shù)器是一種中規(guī)模二-五-十進(jìn)制異步計數(shù)器,R01、R02是計數(shù)器置0端,同時為1有效;R91和R92為置9端,同時為1時有效;若用A輸入,QA輸出,為二進(jìn)制計數(shù)器;如B為輸入,QB-QD可輸出五進(jìn)制計數(shù)器;將QA與B相連,A做為輸入端,QA-QD輸出十進(jìn)制計數(shù)器;若QD與A輸入端相連,B為輸入端,電路為二-五混合進(jìn)制計數(shù)器。 由于秒表要實現(xiàn)計時00.00-99.99秒的功能,要用到四個十進(jìn)制計數(shù)器。所以將74ls90的QA與B相連,A做為輸入端,QA-QD輸出十進(jìn)制計數(shù)器;十進(jìn)制計數(shù)器如圖3.2所示。  圖3.2 十進(jìn)制計數(shù)器 3.3控制電路開始/清零鍵(S1): 將計數(shù)器部分的每片74LS90的RO1與RO2端相連,如圖3.3所示設(shè)置一個單刀雙擲的開關(guān),開關(guān)的一控制端接地,另一控制端接高電平,有74LS90功能表可知:當(dāng)開關(guān)A置于接地端時,計數(shù)器開始計數(shù),當(dāng)開關(guān)A置于高電平端時,計數(shù)器清零。 暫停鍵(S2): 在555振蕩器輸出端接或門芯片7408N的一端,另一端設(shè)置一個單刀雙擲的開關(guān),開關(guān)的一控制端接地,另一控制端接高電平。當(dāng)開關(guān)B置于低電平端時,計數(shù)器暫停。 圖3.3 控制電路 4.總電路圖電子秒表總電路圖如圖4.1所示。在Multisim 14仿真軟件中點擊運行,當(dāng)按下開關(guān)S2計數(shù)器開始計時;當(dāng)按下開關(guān)S1時,計數(shù)器清零并停止運行。 圖4.1總電路圖
我們做的是電子秒表。這次設(shè)計能夠順利,離不開指導(dǎo)老師的答疑解惑以及同學(xué)之間的配合溝通。
這次設(shè)計,由于理論知識的不足,一開始的時候有些手忙腳亂,不知從何入手。然后通過查閱資料,以及老師的耐心講解,漸漸的有了眉目。這次的設(shè)計作品的制作讓我對multisim 14有了更加深入的了解。
通過查閱資料,對74ls90芯片以及555組成的振蕩器能夠熟練的使用。在做設(shè)計的過程中,會因為接線錯誤或者數(shù)據(jù)的問題而運行出錯,就需要一級級排查問題所在,所以一定要有細(xì)心和耐心,以及同學(xué)之間的配合,才能順利的完成設(shè)計。
6.設(shè)計體會
在實際的操作過程中,遇到了各種各樣的問題,這也直接反映了在專業(yè)知識方面的不足。雖然整個過程都是使用軟件進(jìn)行模擬的,但是有時候一個小小的問題就可能導(dǎo)致設(shè)計的暫停、毫無眉目,還好在老師的耐心講解和同學(xué)們的相互配合下,才得以繼續(xù),以致與到最后設(shè)計的完成。
在設(shè)計電路的過程中,也鍛煉了我們獨立思考的能力,提高了我們解決問題的能力,學(xué)會了在設(shè)計中獨立解決問題,也包括怎樣去查找問題。似乎所有的事都得自己新手去操作才會在腦海中留下深刻的印象,這個小小的設(shè)計讓我可以熟練的操作Multisim軟件,也了解了不少器件的功能的應(yīng)用,加深了對數(shù)字電路認(rèn)識和理解。
這一周的設(shè)計中感覺比較辛苦,但也學(xué)會了很多東西,知道了如何與同學(xué)有效的交流與溝通,也鍛煉了自己的耐心與細(xì)心,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。不過也認(rèn)識到自己知識的不足,在今后的學(xué)習(xí)生活中,要學(xué)好專業(yè)知識,提高自己的動手能力,達(dá)到學(xué)以致用的效果。
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2019-11-15 01:16 上傳
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