秒計(jì)數(shù)器技術(shù)報(bào)告.docVIP

西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院秒計(jì)數(shù)器技術(shù)報(bào)告 系部：電子工程系專(zhuān)業(yè)：電子信息工程技術(shù)指導(dǎo)老師：余平生 同組人員：田雪姣 李長(zhǎng)超苗根鎖 楊波浪 宋振國(guó) 2011年5月20日 摘要本電路由兩個(gè)四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160、兩個(gè)譯碼器7447、兩個(gè)LED數(shù)碼管及555振蕩電路電路組成。在電路用中兩個(gè)74LS160來(lái)顯示099秒，秒時(shí)鐘信號(hào)輸入秒十位的脈沖輸入端，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)到10時(shí)向秒個(gè)位計(jì)數(shù)器送清零信號(hào)使其清零，同時(shí)向秒十位計(jì)數(shù)器的脈沖輸入端送進(jìn)位脈沖，當(dāng)計(jì)到第99秒時(shí)兩個(gè)計(jì)數(shù)同時(shí)清零使其重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。關(guān)鍵詞振蕩電路、分頻電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼顯示電路目錄（一）技術(shù)要求（二）總體方案設(shè)計(jì)（三）單元電路設(shè)計(jì)1振蕩電路2分頻電路3閃爍電路4計(jì)數(shù)電路5譯碼顯示電路（四）安裝調(diào)試（五）報(bào)告總結(jié)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1設(shè)計(jì)一個(gè)有 “分”、“秒”顯示功能的電子鐘。2計(jì)時(shí)100秒3并在電路板上進(jìn)行組裝、調(diào)試。 4畫(huà)出電路原理圖（或仿真電路圖）。5電路仿真與調(diào)試。具體要求：1.畫(huà)出總體設(shè)計(jì)框圖，以說(shuō)明秒表由哪些相對(duì)獨(dú)立的功能模塊組成，標(biāo)出各個(gè)模塊之間互相聯(lián)系，時(shí)鐘信號(hào)傳輸路徑、方向和頻率變化。并以文字對(duì)原理作輔助說(shuō)明。2.設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊的電路圖，加上原理說(shuō)明。3.選擇合適的元器件，設(shè)計(jì)、選擇合適的輸入信號(hào)和輸出方式，在確保電路正確性同時(shí)，輸入信號(hào)和輸出方式要便于電路的測(cè)試和故障排除。在線路板上接線驗(yàn)證、調(diào)試各個(gè)功能模塊的電路。4.在驗(yàn)證各個(gè)功能模塊基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)電路的元器件和布線，進(jìn)行合理布局，進(jìn)行整個(gè)數(shù)字鐘電路的接線調(diào)試。制作要求： 自行裝配、接線和調(diào)試，并能檢查和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，根據(jù)原理、現(xiàn)象和測(cè)量的數(shù)據(jù)分析問(wèn)題所在，加以解決。編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告 寫(xiě)出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。二總體方案設(shè)計(jì)秒計(jì)數(shù)器由信號(hào)發(fā)生器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、閃爍燈等組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，我們用555構(gòu)成的振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器采用4位二進(jìn)制的計(jì)數(shù)器74160，它具有異步清零功能，將精確信號(hào)輸入譯碼顯示電路，用7447譯碼，將信號(hào)輸入譯碼顯示電路，譯碼顯示電路將計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼顯示。振蕩電路分頻電路閃爍電路計(jì)數(shù)電路譯碼電路顯示電路實(shí)驗(yàn)電路流程圖模擬實(shí)驗(yàn)電路圖三、單元電路設(shè)計(jì)1振蕩電路（圖1：555振蕩器）振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，在設(shè)計(jì)中選用555構(gòu)成振蕩器電路。555多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱(chēng)矩形波發(fā)生器?！岸嘀C”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)。在這里為電路提供振蕩信號(hào)。555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖1所示：圖中電容C1、C2和電阻R1和R2作為振蕩器的定時(shí)元件，決定著輸出矩形波正、負(fù)脈沖的寬度。定時(shí)器的觸發(fā)輸入端（2腳）和閥值輸入端（6腳）與電容相連；集電極開(kāi)路輸出端（7腳）接R1、R2相連處，用以控制電容C的充、放電；外界控制輸入端（5腳）通過(guò)C2電容接地。多諧振蕩器的工作波形如圖6-11(b)所示：電路接通電源的瞬間，由于電容C來(lái)不及充電，Vc=0v，所以555定時(shí)器狀態(tài)為1，輸出Vo為高電平。同時(shí)，集電極輸出端（7腳）對(duì)地?cái)嚅_(kāi)，電源Vcc對(duì)電容C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)I，此后，電路周而復(fù)始地產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。多諧振蕩器兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間取決于RC充、放電回路的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間，即輸出Vo的正向脈沖寬度T10.7(R1+R2)C；暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間，即輸出Vo的負(fù)向脈沖寬度T20.7R2C。因此，振蕩周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振蕩頻率f=1/T。正向脈沖寬度T1與振蕩周期T之比稱(chēng)矩形波的占空比，由上述條件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2R1，則D1/2，即輸出信號(hào)的正負(fù)向脈沖寬度相等的矩形波（方波）。2.分頻電路（圖2）CC4040分頻器分頻電路能將高頻脈沖變換為低頻脈沖，它可由觸發(fā)器以及計(jì)數(shù)器來(lái)完成。由于一個(gè)觸發(fā)器就是一個(gè)二分頻，N個(gè)觸發(fā)器就是 2n個(gè)分頻器。如果用計(jì)數(shù)器作分頻器，就要按進(jìn)制數(shù)進(jìn)行分頻CC4040是12位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器，所有計(jì)數(shù)器位為主從觸發(fā)器。計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘下降 沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，CR為高電平時(shí)，對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零。由于在時(shí)鐘輸入端使用斯密特觸發(fā)器，對(duì)脈沖上升和下降時(shí)間無(wú)限制。所有輸入和輸出均經(jīng)過(guò)緩沖。4040引腳圖3.閃爍電路該電路包括一個(gè)LED發(fā)光二極管，電阻及地線，主要功能是每秒鐘閃爍一次，和數(shù)碼管數(shù)字跳動(dòng)一致。4. 計(jì)數(shù)電路（圖3計(jì)數(shù)電路）整個(gè)計(jì)數(shù)器電路由個(gè)位計(jì)數(shù)器和十位計(jì)數(shù)器組成，它們都采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器1、74LS160，是一個(gè)4位二進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，它具有異步清除端，與同步清除端不同的是，它不受時(shí)鐘脈沖控制，只要來(lái)有效電平，就立即清零，無(wú)需再等下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的有效沿到來(lái)。具體功能如下：1).異步清零功能 只要（CR的非）有效電平到來(lái)，無(wú)論有無(wú)CP脈沖，輸出為“0”。在圖形符號(hào)中，CR的非的信號(hào)為CT=0，若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里要特別注意，控制清零端的信號(hào)不是N-1（6），而是N（7）狀態(tài)。其實(shí)，很容易解釋?zhuān)捎诋惒角辶愣诵盘?hào)一旦出現(xiàn)就立即生效，如剛出現(xiàn)0111，就立即送到（CR的非）端，使?fàn)顟B(tài)變?yōu)?000。所以，清零信號(hào)是非常短暫的，僅是過(guò)度狀態(tài)，不能成為計(jì)數(shù)的一個(gè)狀態(tài)。清零端是低電平有效。（74160引腳圖）2).同步置數(shù)功能 當(dāng)（LD的非）為有效電平時(shí)，計(jì)數(shù)功能被禁止，在CP脈沖上升沿作用下D0D3的數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器并呈現(xiàn)在Q0Q3端。若接成七進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制置數(shù)端的信號(hào)是N（7）狀態(tài)，如在D0D3置入0000，則在Q0Q3端呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)就是0110。2、740074ls00從屬于TTL門(mén)系列.它是一個(gè)內(nèi)部含有四個(gè)雙輸入的與非門(mén)芯片.其14腳接+5v電壓;7腳接地;其功能表達(dá)式可記為: 當(dāng)AB都為高電平1時(shí)輸出為高電平0;當(dāng)AB都為低電平0時(shí)輸出為高電平1;當(dāng)AB異同時(shí):即,一個(gè)為低電平0一個(gè)為高電平1時(shí)輸出為高電平1其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示: (7400引腳圖)5. 譯碼顯示電路譯碼電路的功能是將秒、分、計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動(dòng)七段共陽(yáng)數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS47。工作電壓5V，74LS47是BCD-7譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，輸出高電平有效，專(zhuān)用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。若將秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的每位輸出分別送到相應(yīng)七段譯嗎管的輸入端，便可以進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。在譯碼管輸出與數(shù)碼管之間串聯(lián)電阻R作為限流電阻。（7447引腳圖）（數(shù)碼管引腳圖）四 安裝調(diào)試1.振蕩頻率調(diào)節(jié) 振蕩頻率是否約為lHz 調(diào)試振蕩器電路，用示波器觀察振蕩頻率輸出。2.分頻器調(diào)節(jié) 將振蕩輸出頻率送入各分頻器，觀察其輸出頻率是否符合設(shè)計(jì)要求3計(jì)數(shù)器和顯示器測(cè)試 將1Hz脈沖信號(hào)分別送入各級(jí)計(jì)數(shù)器的輸入端，通過(guò)顯示，觀察計(jì)數(shù)器和顯示器是否工作正常3.校準(zhǔn)測(cè)試 調(diào)好計(jì)數(shù)電