定時(shí)器NE555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖,兩塊74LS19

1、電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告發(fā)射器控制器指導(dǎo)教師2010年 10月 10日課程設(shè)計(jì)目的描述及要求 設(shè)計(jì)總框圖 各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說明四、元件型號(hào)芯片介紹 五、系統(tǒng)總體電路圖2八、調(diào)試步驟和測試結(jié)果七、總結(jié)1. 課程設(shè)計(jì)目的:設(shè)計(jì)一個(gè)采用中小規(guī)模集成電路構(gòu)成的電子秒表2. 課程設(shè)計(jì)題目的描述和要求設(shè)計(jì)一個(gè)采用中小規(guī)模集成電路構(gòu)成的電子秒表，具體指標(biāo)如下：1. 準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)分辨率為1S。2. 秒表由2位數(shù)碼管顯示，計(jì)時(shí)周期為60S,顯示滿刻度為59S。3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，電子秒表的工作原理框圖如圖1所示。主要包括三大部 分：脈沖信號(hào)發(fā)生器倒計(jì)時(shí)器時(shí)間顯示器。由定時(shí)器NE555構(gòu)成

2、的多諧振蕩 器產(chǎn)生秒脈沖，兩塊74LS192芯片級(jí)聯(lián)成60進(jìn)制倒計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器輸出的數(shù)據(jù) 通過譯碼器和數(shù)碼管顯示出來。(1)總方框圖3.各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說明3.1秒脈沖系統(tǒng)所需要的秒脈沖由定時(shí)器 NE555所構(gòu)成的多諧振蕩器提供，多諧振蕩 器如圖1 1 (a)所示，圖中NE555外引線排列如圖1 1 (b)所示。其中1腳 是電路地GND ; 8腳是正電源端Ucc,工作電壓范圍為518V; 2腳是低觸發(fā)端 TR; 3腳是輸出端OUT; 4腳是主復(fù)位端R; 5腳是控制電壓端Uc； 6腳是高觸 發(fā)端TH ; 7腳放電端DISC。R1、R2和C為定時(shí)電阻和電容，C1為電壓控制端 穩(wěn)定電容。在

3、信號(hào)的輸出端產(chǎn)生矩形脈沖，其振蕩頻率為f=1.44/( R1+2R2)C。3.2倒計(jì)時(shí)器集成電路555倒計(jì)時(shí)器由兩位4位十進(jìn)制可逆同步計(jì)數(shù)器門構(gòu)成。其組成如圖所示，其中 74LS192是上升沿觸發(fā)，CPU為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸 入端；CPD為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端；LD為異步預(yù)置端，低有效；CR為異步清零 端，高有效；CO為進(jìn)位輸出端，當(dāng)1001后輸出低電平；BO為借位輸出端，當(dāng) 0000后輸出低電平；D3D2D1D0為數(shù)據(jù)預(yù)置端；Q3Q2Q1Q0為數(shù)據(jù)輸出端。倒 計(jì)時(shí)器初始狀態(tài)為01100000,當(dāng)輸入一個(gè)脈沖，計(jì)時(shí)器就會(huì)減一。低位的狀態(tài) 是V0000時(shí)，再來一個(gè)脈沖，BO端就會(huì)由1 0,這是高位的CPD

4、端由0 高位因得到一個(gè)上升沿，從而觸發(fā)，進(jìn)行減 高低位的狀態(tài)都為DcD_HE0時(shí)，它們的 計(jì)時(shí)器狀態(tài)變?yōu)?1100000 0（雙時(shí)鐘）74LS192、非門和或1運(yùn)算。低位的狀態(tài)變?yōu)?001。 LD端就會(huì)接低電平，從而進(jìn)行異步置數(shù)。 秒脈沖再來就怒重復(fù)以上操作1o當(dāng) DCD HEX012VCCVCC5VGND5VVCCR21815M?R1C25M?21476258U14VCCRST OUT 3DISTHRTRI417203.3時(shí)間顯示器時(shí)間顯示器由譯碼器兩片半導(dǎo)體數(shù)碼管構(gòu)成。此半導(dǎo)體數(shù)碼管為帶小數(shù)點(diǎn)（DP）的七段數(shù)碼管，分為共陰和共陽型。共陰型數(shù)碼管的COM端接低電平,共陽型的則接高電平。元件型

5、號(hào)元器件清單相關(guān)芯片、元器件主要用途數(shù)量74LS192十進(jìn)制可逆加減計(jì)數(shù)器274LS04非門174LS20與門1數(shù)碼顯示管顯示數(shù)值2電阻、電容降壓、分壓，濾波等等電阻：15M Q 1個(gè) 5M Q 1 個(gè)電容：1nf1 個(gè)1nf1 個(gè)芯片介紹74LS192主要電特性的典型值型號(hào)fcPd74LS19232MHZ95MW74LS192的清除端是異步的。當(dāng)清除端（MR）為高電平時(shí)，不管時(shí)鐘端（CPD、 CPu）狀態(tài)如何，即可完成清除功能。74LS192的預(yù)置是異步的。當(dāng)置入控制端（TL）為低電平時(shí)，不管時(shí)鐘 CP的狀態(tài)如何，輸出端（QOQ3）即可預(yù)置成 與數(shù)據(jù)輸入端（POP3相一致的狀態(tài)。74LS19

6、2的計(jì)數(shù)是同步的，靠CPD、CPu同時(shí)加在4個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)。在 CPD、CPu上升沿作用下QOQ3同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì) 數(shù)尖峰。當(dāng)進(jìn)行加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)時(shí)可分別利用CPD或CPu,此時(shí)另一個(gè)時(shí)鐘應(yīng)為高電平。當(dāng)計(jì)數(shù)上溢出時(shí)，進(jìn)位輸出端（TCU）輸出一個(gè)低電平脈沖，其寬度 為CPu低電平部分的低電平脈沖；當(dāng)計(jì)數(shù)下溢出時(shí)，錯(cuò)位輸出端（TCD）輸出一個(gè)低電平脈沖，其寬度為 CPD低電平部分的低電平脈沖。當(dāng)把了 CD和了 Cu分別連接后一級(jí)的CPD、CPu,即可進(jìn)行級(jí)聯(lián)。邏輯圖如圖 3.1所示。B10 9圖3.174LS192邏輯圖引出端符號(hào)見表3.2所示。表3.2 74LS192引出

7、端符號(hào)TCd錯(cuò)位輸出端（低電平有效）TCu進(jìn)位輸出端（低電平有效）CPD減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端（上升沿有效）CPu加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端（上升沿有效）MR異步清除端PO P3并行數(shù)據(jù)輸入端PL異步并行置入控制端（低電平有效）毫秒信號(hào)產(chǎn)生電路NE555定時(shí)嘰曰途廣泛的多功能電路。利用閉合回路的反饋?zhàn)饔每梢援a(chǎn)生自激振蕩。 遲時(shí)間短， 門電 極短， 幾十 獲得 蕩頻 的，而 節(jié)。在 電路 得較 率，而J、CTH)(IK)一務(wù)片353器疋種電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用 TTL電路延 難以控制頻率。電路接入 RC回路有助于獲得較低的振蕩頻率，由于 路的作用時(shí)間 TTL電路自有 納秒，所以想 稍低一些的振 率式很困

8、難 且頻率不易調(diào) 電路中接入RC 可以有助于獲 低的振蕩頻 且通過改變R, C的數(shù)值可以很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的調(diào)節(jié)。振蕩電路是數(shù)字秒表的核心部分，電容充放電的速度決定了電路的振蕩頻率 R 1 .R 2 .C 決定了多諧振蕩器的周期， 即決定了形成的方波的頻率利用閉合回路中的負(fù)反饋?zhàn)饔每梢援a(chǎn)生自激振蕩，利用閉合回路中的延遲負(fù)反饋?zhàn)饔靡材墚a(chǎn)生自激振蕩，只要負(fù)反饋?zhàn)饔米銐驈?qiáng)。為了得到頻率更加準(zhǔn)確的頻率信號(hào)，加入了電容和電阻。(4)系統(tǒng)總體電路圖XEHDCDDAO_RLCD2y1SL4z1UDQDCQCBQBAQALNWOD JPU：OBOC*4431DNGd4u sl7CAYAYAY VAYAYAYGD

9、NGDNG tzNclno5 ml02Fn11cno08ccvprM5 2cccvPTMbldngkvdo2sl4Att21uAcOB 31oc21DNG2UzgoDPUdaolRb26ccvXEH DCD4Uccv(5)調(diào)試的步驟和方法：1 .脈沖信號(hào)發(fā)生器的安裝調(diào)試在安裝元件之前，尤其要注意元件的8腳接電源1腳接地。檢查正確無誤后, 入電源，3口出測試點(diǎn)接示波器檢驗(yàn)方波信號(hào)是否正常。2 .倒計(jì)時(shí)器調(diào)試注意8腳接地16腳接電源74LS04和74LS20也要接電源和地將上述各部分電路調(diào)節(jié)器試好后，將整個(gè)系統(tǒng)連接起來進(jìn)行通調(diào)。(6)最終的測試結(jié)果 倒計(jì)時(shí)顯示從59到0,成功 總結(jié)在調(diào)試過程中出現(xiàn)

10、的問題，以及解決的方法。電路接好后數(shù)碼管不亮注意數(shù)碼管COM 口接地 確認(rèn)芯片74LS192電源，數(shù)碼管不跳確認(rèn)74LS192接電源的線是否全連。 總結(jié)本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)讓我感受到了倒計(jì)時(shí)器的這部分知識(shí)有了比較深刻的理解，時(shí)也出現(xiàn)了很多問題，讓我認(rèn)識(shí)到實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。明明仿真時(shí)候很順，自己動(dòng)手缺錯(cuò)誤百出，有個(gè)錯(cuò)誤連線我檢查到第三遍才檢查出來。主要原因是我們沒有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們 在以后的學(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)，更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從書本中學(xué)到的 知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起來。通過本次課程設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)， 也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜 集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到自 己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的學(xué)習(xí)中得以改進(jìn)、提高；通過使用 multisimlO.O ；讓我們更好的了解了電路設(shè)計(jì)，也了解到