数字式秒表的设计与制作_电子技术综合课程设计(编辑修改稿)

数字式秒表的设计与制作_电子技术综合课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

电阻时， 7 脚为高电平。 3．输出端状态的改变有滞回现象，回差电压为。 4．输出与触发输入反相。 用 555 定时器构成多谐振荡器 多谐振荡器是一种自激振荡器，接通电源后不需外加触发便能产生矩形脉冲 陕西理工学院电子技术综合课程设计 7 图 4：多谢振荡器 我们用 555 定时器构成多谐振荡器的原理很简单 ,只要将施密特触发器的反相输出端经 RC 积分电路接回输入端即可。 当接通电源以后 ,因为电容上的初始 电压为 0,所以输出为高电平 ,并开始经电阻 R 向电容 C 充电 ,当充到输入电压为Vi=Vt+时 ,输出电压跳变为低电平 ,电容 C又经过电阻 R开始放电。 当放至 Vi=Vt时 ,输出电位又跳变为高电平 ,电容 C 重新开始充电 ,如此周而复始 ,电路便不停的振荡 .由 Vc的波形求得电容 C的充电时间 T1和放电时间 T2各为 T1=（ R1+R2） CLn【 (VccVT)/(VccVT+)】 =(R1+R2)CLn2 T2=R2CLn【 (0VT+)/(0VT)】 =R2CLn2 振荡周期为 T=T1+T2=(R1+2R2)CLn2 振荡频率为 f=1/T=1/【 (R1+2R2)CLn2】 通过改变 R 和 C 的参数即可改变振荡频率。 输出脉冲的占空比为q=T1/T=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3，故得到 R1=R2。 又 T=T1+T2=(R1+2R2)CLn2=为了得到占空比为 2/3的脉冲，可采用占空比可调的可调电路。 经以上分析及计算若 C=10uF ， R1=R2=。 同时考虑到实际中不可能存在两个阻值完全相等的电阻，因此在 R1 和 R2 之间可加入一个 200Ω的滑动变阻器，通过调节电位器已达到 R R2 阻值完全相等的目的。 A15 5 5 _ V I R T U A LGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIV15 V R14 .7 k ΩR2200ΩK e y = A50%R34 .7 k ΩC110uFC210nF5631024 图 5： 信号源如下图 陕西理工学院电子技术综合课程设计 8 计数电路设计 图 6： 74LS160 引脚图 表 2： 74LS160 功能表及逻辑功能图 74LS160 为异步清零计数器，即 RD 端输入低电平，不受 CP 控制，输出端立即全部为“ 0”，功能表第一行。 74LS160 具有同步预置功能，在 RD 端无效时， LD 端输入低电平，在时钟共同作用下， CP上跳后计数器状态等于预置输入 DCBA，即所谓“同步”预置功能（第二行）。 RD 和 LD 都无效， ET或 EP 任意一个为低电平，计数器处 于保持功能，即输出状态不变。 只有四个控制输入都为高电平，计数器（ 161）实现模 10加法计数， Q3 Q2 Q1 Q0=1001时， RCO=1。 陕西理工学院电子技术综合课程设计 9 2．构成任意进制计数器（模长 M≤ 10） 用集成计数器实现 M 进制计数有两种方法，反馈清零法和反馈预置法。 图（ a）为反馈清零法连接（ 8 进制），图（ b）为反馈预置零法连接（ 8进制）。 图 7：反馈清零连接图 图 8：反馈置零法连接图 实验室电路连接方式： 图 9：计数电路连接图 译码锁存电路设计 陕西理工学院电子技术综合课程设计 10 图 10： CD4511 管脚图 其功能介绍如下： BI： 4 脚是消隐输入控制端，当 BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT： 3 脚是测试输入端，当 BI=1， LT=0 时，译码输出全为 1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“ 8”。 它主要用来检测 数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当 LE=0 时，允许译码输出。 LE=1 时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在 LE=0 时的数值。 A A A A为 8421BCD 码输入端。 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g：为译码输出端，输出为高电平 1有效。 表 3： CD4511 功能表 显示电路设计 如图所示， LED 数码管由 7 个发光二极管组成，此外，还有一个圆点发光二极管，用以显示小数点，通过八段发光二极管亮暗的不同组合，可以显陕西理工学院电子技术综合课程设计 11 示多种 数字，字母以及符号， LED数码管中的发光二极管由两种连接方法： （ 1） 共阴极接法：把发光二极管的印记连在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的端发光二极管就导通点亮，二输入低电平的则不点亮，课设中实用的 LED 显示器为共阴极接法。 （ 2） 共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。 使用时公共阳极接 +5v，这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不亮。 图 11：数码管引脚及其接法 数码管使用条件： a、段及小数点上加限流电阻 b、使用电压：段：根据发光 颜色决定； 小数点：根据发光颜色决定 c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 45mA 峰值电流 100mA 控制电路设计 此次设计采用的是 JK 触发器改装成的 D 触发器来实现对发光二极管的亮灭，还接入 的信号源和一个开关作为与非门的输入，将输出端接在 3片 74LS160的 CLK端来控制开始计数和清零，用另外一个开关接入 3片 CD4511的 LE 端来实现锁存功能。 上述几部分的连接电路图如下： 陕西理工学院电子技术综合课程设计 12 T R 1T RA N 2 P 3 SB R 12 W 0 0 5 GC11 0 0 0 u FC21 0 0 u FC33 .3 u FVI1VO3GND2U17 8 0 5R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U2NE 5 5 5R14 .7 kR2。