74ls90电子秒表说明书.doc

74ls90 电子秒表说明书第1章绪论 1. 1选题的目的随着电子技术的发展,电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。人们对它的认识也逐渐加深。作为一个学习电子专业的大学生, 我们不但要有扎实的基础知识、课本知识, 还应该有较强的动手能力。现实也要求我们既精通电子技术理论,更要掌握电子电路设计、实验研究和调试技术。 1 .2 设计的要求 设计题目和设计指标设计题目: 电子秒表。设计指标: 1. 计数范围 000~999 。 2. 具有启动、暂停、停止功能。 设计功能电子秒表是重要的记时工具, 广泛运用于各行各业中。它可广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验, 还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验, 同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合. 测定短时间间隔的仪表。作为一种测量工具, 电子秒表相对其它一般的记时工具具有便捷、准确、可比性高等优点, 不仅可以提高精确度, 而且可以大大减轻操作人员的负担,降低错误率。 1 第2章方案设计 电路的方框图电路的方框图主要由脉冲产生电路、控制及分频电路、计数电路、译码驱动电路及显示电路等单元电路的综合电路组成。如图 2—1 所示。图 2-1 电子秒表电路方框图 方案介绍脉冲产生电路由 NE555 构成的多谐振荡器,是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。多谐振荡器没有稳态, 只有两个暂稳态。在工作时电路在这两个稳态之间自动的交替变换, 由此产生矩形脉冲信号, 常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。并且 555 定时器的比较器灵敏度高,输出驱动电流大, 功能灵活且电路结构简单计算简单。因此在本电路中采用 NE555 定时器构成的多谐振荡器作为振荡源。 2 控制及分频电路(1 )启动,停止的功能利用基本 RS 触发器控制秒表的启动与停止。(2 )暂停的功能用一个开关控制振荡器的输出端与分频电路的输入端的开合。合则继续,开则暂停。计数电路 74LS90 是异步二—五—十进制加法计数器,它既可以作二进制加法计数器, 12 脚与 1 脚相连组成十进制计数器。并将 6、7 脚接地,2、3 脚相与得零则计数器开始计数。 14 脚为脉冲输入端, 将前一个芯片的 11 脚与后一个的 14 脚连接则构成 74LS90 十进制计数的级联。译码显示电路 74LS47 , 是一种常用的七段显示译码器, 该电路的输出为低电平有效, 该译码器能够驱动七段显示器显示 0~9共 10 个数字的字形。将其与数码管相应脚相连则构成译码显示电路。 3第3章电路各部分及元器件介绍 多谐振荡电路由 555 定时器和外接元件 R1、 R2 、C 构成多谐振荡器,脚2 与脚 6直接相连。电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外接触发信号,利用电源通过 R1 、 R2向C 充电,以及 C 通过 R2 向放电端 Dc 放电, 使电路产生振荡。电容 C在 2/ 和 1/ 之间充电和放电,从而在输出端得到一系列的矩形波,对应的波形。如图 3-1 。输出信号的时间参数是: T=tw1+tw2 (式 3—1) tw1= ( R1+R2 )C (式 3—2) tw2= (式 3—3) 其中, tw1 为 Vc由 1/ 上升到 2/ 所需的时间, tw2 为电容 C 放电所需的时间。 555 电路要求 R1与 R2 均应不小于 1KΩ,但两者之和应不大于 Ω。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性, 555 定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。图 3-1 555 电路图及波形图 4图 3-2 555 引脚图 555 多谐振荡器如图 3-1(a) 所示。当电路刚接通电源时,由于 C (C1//C2) 来不及充电, 555 电路的 2 脚处于零电平,导致其输出 3 脚为高电平。当电源通过 R1、 Rp 向C 充电到 Vc≥ Vcc 时,输出端 3 脚由高电路平变为低电平,电容 C经 R1 和内部电路的放电开关管放电。当放电到 Vc≤ Vcc 时,输出端又由低电平转变为高电平。此时电容再次充电,这种过程可周而复始地进行下去,形成自激振荡。图 3-1(b) 是输出端及电容器 C 上电压的波形。 基本 RS 触发器如图 3-3 中为用集成与非门构成的基本 RS 触发器。属低电平直接触发的触发器,有直接置位、复位的功能。 5 它的一路输出 Q 作为单稳态触发器的输入, 另一跟路输出 Q 作为与非门5 的输入控制信号。按动按钮开关 K2 (接地) ,则门 1 输出=1 ;门 2 输出 Q=0 , K2 复位后 Q 、状态保持不变。再按动按开关 K1 ;则 Q由0 变为 1 ,门 5