电子秒表设计.doc
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目 录
一.电子秒表的设计---------------------------------------------- 3
三.实训心得------------------------------------------------------ 12
参考文献------------------------------------------------------ 13
一. 电子秒表的设计
一.实践目的
1、学习数字电路中集成电路的应用和设计方法。
2、理解电路功能要求,学习电子秒表的设计。
3、学习数字电路中器件的布局、焊接与调试。
二.设计指标要求
1、具有显示0~99s的计时功能,计时器的递增计时,记时间隙1s。
2、设计外部操作开关,控制计数器的复位、暂停和连续功能。
3、具有计时某一特定值{要求为自己学号最后两位)时自动停止,并自动发出光、声报警。
三.电路框图
电路设计
1、 555多谐振荡器设计
用555产生震荡的目的是为了给电路提供一个1秒脉冲。
555是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,由于内部电压基准使用了3个5千欧姆的电阻, 故名555电路。
555芯片的管脚图
图3-2 555多谐振荡器
3个5千欧姆的电阻组成分压器,其内部的两个电压比较器构成一个电平触发器,上触发电平2/3Ucc,下触发电平为1/3Ucc,在5脚控制断处外接一个参考电压Uc,可改变上下触发电平值,两比较器的输出端分别接RS触发器,由于与两个或非门组成的RS触发器必须用负性信号才能触发,因此只有同相短的电平高于反向端电位时,RS触发器才翻转。
输入 Ui1 Ui2 复位RD X X 0 小于2/3Vcc 小于1/3Vcc 1 大于2/3Vcc 大于1/3Vcc 1 小于2/3Vcc 大于1/3Vcc 1
振荡周期:T=0.7(R1+2R2)*C
充电时间:tw1=0.7(R1+R2)*C
放电时间:tw2=0.7(R2*C)
确定:R1=10k ,电位器Rp=500k(可调),C2=47uF。
门控电路
门控电路
控制电路是由一个基本R-S触发器,机械开关,电阻以及5伏电源组成。主要实现秒表的停止和开始计数功能。开始,停止功能可以只用一个机械开关实现,之所以用此电路代替机械开关,是因为利用此电路的锁存功能,防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路,影响秒表正确计数显示。
3、复位电路
复位电路
该复位电路由机械开关,电阻,以及电源组成。输出线1接在74161的复位端。当需要复位时,合上开关,从输出线1即可输出复位信号(即清零信号),
复位电路的基本功能是:提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。为可靠起见,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防开关分-合过程中引起的抖动而影响复位。
计数器
计数器主要用于计数、分频、定时及产生节拍脉冲等。典型的74LS160,74LS161等。我们这次设计中主要用到了74LS161。根据74LS161的功能表,我设计了清零,计数,保持等功能(具体电路看总电路图)。
74LS160功能表
74LS160引脚图
因此根据74LS160的功能,我们可以设计N进制的电路图。在本次实验中用到了九十九进制,且设计了当计数到四十二进制时停止计数。
译码与显示电路
7段数码管又分共阴和共阳两种显示方式。把7段数码管的每一段都等效成发光二极管的正负两个极,那共阴就是把abcdefg这7个发光二极管的负极连接在一起并接地;它们的7个正极接到7段译码驱动电路74LS48的相对应的驱动端上(也是abcdefg)此时若显示数字1,那么译码驱动电路输出段bc为高电平,其他段扫描输出端为低电平无论共阴共阳7段显示电路,都需要加限流电阻,否则通电后就把7段译码管烧坏了限流电阻的选取是:5V电源电压减去发光二极管的工作电压除上10m到15m得数即为限流电阻的值。发光二极管的工作电压一般在1.8V--2.2V,为计算方便,通常选2V即可发光二极管的工作电流选取在10-20m,电流选小了,7段数码管不太亮,选大了工作时间长了发光管易烧坏对于大功率7段数码管可根据实际情况来选取限流电阻及电阻的瓦数
1、各部分工作原理如下:
门控电路:它是由两个74LS00集成与非门元件构成。接在机械开关K的后面,防止开关K在打开和闭合
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