設(shè)計定時器的方案及論證

1、第2章方案設(shè)計與論證上述要求關(guān)鍵是怎樣才能比較準(zhǔn)確地計數(shù)， 同時在最后3秒報時，且響半 秒、停半秒共三下。原理框圖2.1時間脈沖產(chǎn)生電路方案：1.由集成邏輯門與RC組成的時鐘源振蕩器或由集成電路定時器 555 與RC組成的多諧振蕩器作為時間標(biāo)準(zhǔn)信號源。根據(jù)555定時器接成多諧振蕩器，采用如圖所示電路，由于接入了二極管D1，電容的充電電流和放電電流經(jīng)不同的路徑，充電電流只經(jīng)，放電只經(jīng)，因此 電容C的充電時間為：Ti= R iCln2而放電時間為：T2 =RCIn2,故得輸出脈沖的占空比為：q=R/(R i+R),取Ri=R q=50%.跟據(jù)理論和電路圖，得電路的振蕩周期為：T=T1+T2=(R+

2、RQ Cln2,取一 Hz脈沖信號，再和555定時器連起來，就可以實現(xiàn)響半秒、停半秒。方案2:石英晶體振蕩器的特點是振蕩頻率準(zhǔn)確，電路結(jié)構(gòu)簡單，頻率易 高調(diào)整。它還具有壓電效應(yīng)，在晶體某一方向加一電場，則在與此垂直的方 向產(chǎn)生機械振動和電場互為因果，這種循環(huán)過程一直持續(xù)到晶體的機械強度 限制時，才達(dá)到最后的穩(wěn)定，這種壓電諧振的頻率就是晶體振蕩的固有頻率。 振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準(zhǔn)確程度，通常選用石 英晶體構(gòu)成振蕩器電路。石英晶體振蕩器的作用是產(chǎn)生時間標(biāo)準(zhǔn)信號。因此， 一般采用石英晶體振蕩器經(jīng)過分頻得到這一時間脈沖信號。-CZ122MQmmJTHOF3 2768Hz20p

3、F3/22pF如圖(2)所示為電子手表集成電路(如5C702)中的晶體振蕩器電路，常取晶振 的頻率為32768Hz因其內(nèi)部有15級2分頻集成電路，所以輸出端正好可得到 1Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖。2.2計數(shù)器采用倒計時的方式計數(shù)，故選用74ls190十進(jìn)制減法計數(shù)實現(xiàn)。集成十進(jìn) 制同步加/減計數(shù)器CT74LS190 74ls190是單時鐘同步十進(jìn)制加/減計數(shù)器。JI邏輯功能示意圖。忑為異步置數(shù)控制端廳為計數(shù)控制端礎(chǔ)殆為并行數(shù)據(jù)輸入端CTC0/D CP CT>ORCQciQs為輸出端7/D為加/減計數(shù)方式控制端C0/B0為進(jìn)位輸出/借位輸出端 說為行波時鐘輸岀端。LD Do £1 D2 D

4、3CT74LS190CO/EO圖（4）CT7 4LS1碩的邏輯S能示意團6662=0000時，藥二0可實現(xiàn)異步置0功能。功能表。功能表輸入輸岀說 明Id cr uiD CP d?內(nèi) Di d0Qs Q? Qi Qo0X XX去 £(2 d耳o%氐心并行異步置數(shù)100tX X X K加訐數(shù)cofEr =Q3Qo101tX X X X減計數(shù)CO/BI =Q3Q2QlQo11XXXXXX保持主要邏輯功能 異歩置數(shù)功能.當(dāng)15 = 0時，與CP無關(guān),并行輸入數(shù)據(jù)M廠心被置入© QmEQiQd =孝曲如° 計數(shù)功能。取ct = w = h當(dāng)cr/D = 0時，對應(yīng)CP脈沖上

5、升沿，十進(jìn)制加祛計數(shù)。當(dāng)喬D = 1時，對應(yīng)CP腿沖上升沿，十進(jìn)制減法計數(shù)。 保持功能。當(dāng)頁1 =応=1時，計數(shù)器保持原來的狀態(tài)不變勺2.3譯碼器譯碼器是一種具有 翻譯”功能的邏輯電路，這種電路能將輸入二進(jìn)制 代碼的各種狀態(tài)，按照其原意翻譯成對應(yīng)的輸出信號。有一些譯碼器設(shè)有 一個和多個使能控制輸入端，又成為片選端，用來控制允許譯碼或禁止譯 碼。譯碼器的種類很多， 但它們的工作原理和分析設(shè)計方法大同小異， 中二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器是三種最典型，使用十分 廣泛的譯碼電路。譯碼器是典型的組合數(shù)字電路，譯碼器是將一種編碼轉(zhuǎn)換為另一 種編碼的邏輯電路，學(xué)習(xí)譯碼器必須與各種編碼打交道。

6、從廣義的角度看， 譯碼器有四類：二進(jìn)制碼譯碼器，也稱最小項譯碼器，N中取一譯碼器，最小項譯碼器一般是將二進(jìn)制碼譯為十進(jìn)制碼；代碼轉(zhuǎn)換譯碼器，是從一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼；顯示譯碼器，一般是將一種編碼譯成十進(jìn)制碼或特定的編碼，并 通過顯示器件將譯碼器的狀態(tài)顯示出來。編碼器，一般是將十進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的其它編碼，其實質(zhì)與代碼轉(zhuǎn) 換譯碼器一樣，編碼是譯碼的反過程。變量譯碼一般是一種較少輸入變?yōu)檩^多輸出的器件，一般分為2n譯碼和8421BCD碼譯碼兩類。2.4數(shù)碼管顯示譯碼主要解決二進(jìn)制數(shù)顯示成對應(yīng)的十、或十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換功能，一般其可分為驅(qū)動LED和驅(qū)動LCD兩類圖（5）（數(shù)碼實物參照圖片）在數(shù)字系

7、統(tǒng)中常見的數(shù)碼顯示器通常有：發(fā)光二極管數(shù)碼管（LED數(shù)碼管）和液晶顯示數(shù)碼管（LCD數(shù)碼管）兩種。發(fā)光二極管數(shù)碼管是用發(fā)光二極管構(gòu) 成顯示數(shù)碼的筆劃來顯示數(shù)字，由于發(fā)二極管會發(fā)光，故LED數(shù)碼管適用于各種場合。液晶顯示數(shù)碼管是利用液晶材料在交變電壓的作用下晶體材料會吸收光線，而沒有交變電場作用下有筆劃不會聽吸光，這樣就可以來 顯示數(shù)碼，但由于液晶材料須有光時才能使用，故不能用于無外界光的場 合（現(xiàn)在便攜式電腦的液晶顯示器是用背光燈的作用下可以在夜間使用），但液晶顯示器有一個最大的優(yōu)點就是耗電相當(dāng)節(jié)省，所以廣泛使用于小型 計算器等小型設(shè)備的數(shù)碼顯示。發(fā)光二極管點亮只須使其正向?qū)纯桑?根據(jù)LE

8、D的公共極是陽極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對共陽極的低電 平有效的譯碼器；針對共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。根據(jù)實驗室提供以及總體分析，本次實驗，選擇74IS48譯碼器和共陰LED數(shù)碼管。2.5聲響報時驅(qū)動壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、夕卜 殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。 當(dāng)接通電源后（1.515V直流工作電 壓），多諧振蕩器起振,輸出1.52.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴 片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。壓電陶瓷蜂鳴片（簡稱蜂鳴片）價格低廉、體積小，所需要的驅(qū)動電 路簡單，因此我們選擇它作為蜂鳴器。在電路和電源電壓