這是大一的時(shí)候我做的一個(gè)設(shè)計(jì)，
用555振蕩器加十進(jìn)制加法計(jì)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(shí)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(shí)間間隔的儀表，由振蕩電路、計(jì)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(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。
技術(shù)要求:
1、采用中、小規(guī)模數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)。
2、具有清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停計(jì)時(shí)及繼續(xù)計(jì)時(shí)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(gè):啟動(dòng)(繼續(xù))暫停計(jì)時(shí)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(jì)原理及方案
2.1 設(shè)計(jì)方案該方案采用的是用555振蕩器產(chǎn)生一個(gè)100HZ的脈沖，送入十進(jìn)制加法計(jì)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(jì)時(shí)，并且能夠通過控制電路實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、暫停、和清零功能。設(shè)計(jì)流程圖如圖2.1 圖2.1 流程圖 2.2 設(shè)計(jì)原理由555振蕩器產(chǎn)生100Hz脈沖信號，作為10毫秒的計(jì)時(shí)脈沖；10毫秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿10后，向100毫秒計(jì)數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖；100毫秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿10后，向1秒計(jì)數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖；1秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿10后，向10秒計(jì)數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖。計(jì)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(gè)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(jì)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(jì)時(shí)精度也越高。555定時(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)，輸出uo為低電平。 3.2 計(jì)數(shù)器本次實(shí)驗(yàn)所用的計(jì)數(shù)器為74ls90芯片。功能如下： 74LS90計(jì)數(shù)器是一種中規(guī)模二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，R01、R02是計(jì)數(shù)器置0端，同時(shí)為1有效；R91和R92為置9端，同時(shí)為1時(shí)有效；若用A輸入，QA輸出，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；如B為輸入，QB-QD可輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；將QA與B相連，A做為輸入端，QA-QD輸出十進(jìn)制計(jì)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(jì)數(shù)器。 由于秒表要實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)00.00-99.99秒的功能，要用到四個(gè)十進(jìn)制計(jì)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(jì)數(shù)器；十進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖3.2所示。  圖3.2 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 開始/清零鍵（S1）： 將計(jì)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(gè)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(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù),當(dāng)開關(guān)A置于高電平端時(shí)，計(jì)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(gè)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(shí)，計(jì)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(diǎn)擊運(yùn)行，當(dāng)按下開關(guān)S2計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)；當(dāng)按下開關(guān)S1時(shí)，計(jì)數(shù)器清零并停止運(yùn)行。 圖4.1總電路圖
我們做的是電子秒表。這次設(shè)計(jì)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(jì)，由于理論知識的不足，一開始的時(shí)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(jì)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(jì)的過程中，會因?yàn)榻泳�錯(cuò)誤或者數(shù)據(jù)的問題而運(yùn)行出錯(cuò)，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(jì)。
6.設(shè)計(jì)體會
在實(shí)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(gè)過程都是使用軟件進(jìn)行模擬的，但是有時(shí)候一個(gè)小小的問題就可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)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(jì)的完成。
在設(shè)計(jì)電路的過程中，也鍛煉了我們獨(dú)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(jì)中獨(dú)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(gè)小小的設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)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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