可預(yù)置定時(shí)電路設(shè)計(jì)

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1、本科學(xué)生綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告項(xiàng)目組長(zhǎng)吳洋濤學(xué)號(hào)0123694成員專業(yè)電子信息工程班級(jí)121班實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱可預(yù)置定時(shí)電路指導(dǎo)教師及職稱涂麗琴講師開(kāi)課學(xué)期2014至2015學(xué)年第一學(xué)期上課時(shí)間2014年12月11日學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告(五)學(xué)生姓名吳洋濤學(xué)號(hào)吳洋濤同組人:實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可預(yù)置定時(shí)電路■必修□選修□演示性實(shí)驗(yàn)□驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)□操作性實(shí)驗(yàn)■綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)楓林園實(shí)驗(yàn)儀器臺(tái)號(hào)指導(dǎo)教師涂麗琴實(shí)驗(yàn)日期及節(jié)次2014.12.11一、實(shí)驗(yàn)綜述1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）熟悉集成同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器的工作原理。（2）掌握555定時(shí)器的工作原理。（3）熟悉集成電路的使用方法，熟悉集成電路的引腳安排。（4）掌

2、握各集成芯片的邏輯功能及使用方法。2.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)可靈活預(yù)置時(shí)間的計(jì)時(shí)電路，要求具有時(shí)間顯示的功能，能準(zhǔn)確地預(yù)置和清零；（2）設(shè)置外部操作開(kāi)關(guān)，控制計(jì)時(shí)器的直接清零、啟動(dòng)和暫停/連續(xù)計(jì)時(shí)；（3）要求計(jì)時(shí)電路遞減計(jì)時(shí)，每隔1秒，計(jì)時(shí)器減1；（4）當(dāng)計(jì)時(shí)器遞減計(jì)時(shí)到零（即定時(shí)時(shí)間到）時(shí)，顯示器上顯示00，同時(shí)發(fā)出光電報(bào)警信號(hào)；（5）選作：設(shè)計(jì)一個(gè)多功能的定時(shí)顯示報(bào)警系統(tǒng)：1、某電臺(tái)每天5時(shí)開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備播音，要求早晨無(wú)人時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)組播音；2、某工廠無(wú)人值班的自動(dòng)生產(chǎn)線，分兩班生產(chǎn)，第一班要求早7點(diǎn)30分自動(dòng)線開(kāi)始加工，中午11點(diǎn)30停工，12時(shí)30分開(kāi)工，16時(shí)3

3、0分停工，第一班結(jié)束。第二班自動(dòng)線17時(shí)30分開(kāi)工，21時(shí)30分停工，22時(shí)開(kāi)工，第二天早上1時(shí)停工，第二班結(jié)束。3.實(shí)驗(yàn)所用儀器及元器件集成電路【74LS193】2片，【4511】2片，【555】1片，【74S20】1片，【74S04】2片，【74S113】1片，【74LS161】2片，電阻若干，電容若干，共陰極7段段LED顯示器2只，開(kāi)關(guān)若干。二、實(shí)驗(yàn)原理1、設(shè)計(jì)原理圖，如圖1所示其工作原理為：555定時(shí)器產(chǎn)生方波作為時(shí)鐘信號(hào)，脈沖發(fā)生器的時(shí)鐘周期由C2和R2決定。將脈沖發(fā)生器的脈沖周期設(shè)為1HZ,即T=tpL+tpH=1s，則可以產(chǎn)生脈沖周期為1s的方波脈沖。清零開(kāi)關(guān)

4、為SW3，在置數(shù)前，先給一個(gè)清零信號(hào)，是74LS161計(jì)數(shù)器從零開(kāi)始計(jì)數(shù)。預(yù)置時(shí)間，分接通SW1和SW2,實(shí)現(xiàn)高位和低位的置數(shù)。定時(shí)器的定時(shí)范圍是0~99秒，74LS161為4位2進(jìn)制計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)預(yù)置時(shí)間的功能，R3，R4，R5，R6為下拉電阻，當(dāng)74LS161的四個(gè)輸出端從0000~1010時(shí)，反饋到置數(shù)端，從零開(kāi)始計(jì)數(shù)。74LS93為4位2進(jìn)制雙觸發(fā)計(jì)數(shù)器，其中U10的四個(gè)非門(mén)實(shí)現(xiàn)緩沖。在本實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)的功能，使數(shù)碼管顯示從預(yù)置時(shí)間到00減計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到00的時(shí)候蜂鳴器LED發(fā)光，告知定時(shí)時(shí)間已到。譯碼電路預(yù)置時(shí)間振蕩源計(jì)時(shí)電路報(bào)警電路數(shù)碼管顯示電路2、單元電路設(shè)計(jì)

5、（1）秒脈沖發(fā)生器秒脈沖發(fā)生器采用多謝振蕩器直接震蕩出1秒的脈沖。多謝振蕩器采用555定時(shí)器組成，實(shí)現(xiàn)頻率為1Hz的振蕩信號(hào)。555振蕩器電路圖如右圖所示。用555電路可以組成施密特觸發(fā)器，利用施密特觸發(fā)器的回差特性，在電路的兩個(gè)輸入端和地之間接入充放電電容C，并在輸入輸出端接入反饋電阻，就組成了一個(gè)反饋式多諧振蕩器。基本原理是當(dāng)接通電源時(shí)，由于電容兩端的電壓不能突變，定時(shí)器的2端為低電平，輸出端3端為高電平（內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定），電源經(jīng)過(guò)R1、R2給電容充電，當(dāng)電容電壓充到電源電壓的2/3時(shí)，555內(nèi)部NMOS管導(dǎo)通，輸出為低電平。電容通過(guò)R2和NMOS管放電，當(dāng)電容兩端電壓下

6、降到低于1/3電源電壓時(shí)，NMOS管截止，電容放電停止，電源通過(guò)R1、R2再次向電容充電，如此反復(fù)形成振蕩。其振蕩周期為改變R、C的值可以改變充放電的時(shí)間，也就改變電路的振蕩頻率。（2）異步模2-5-10計(jì)數(shù)器74LS9074LS90包括模2和模5兩個(gè)獨(dú)立的下降沿觸發(fā)器計(jì)數(shù)器，有清零和置9功能。模2計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為A（CPA）；模5計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端為B(CPB),輸出端由高到低依次為QDQCQB；清零端R01、R02同時(shí)為高電平，且置9端R91、R92有一個(gè)低電平執(zhí)行清零功能，此時(shí)輸出端QDQCQBQA=0000；置9端R91、R92同時(shí)為高電平時(shí)輸出置9，此時(shí)QDQ

7、CQBQA=1001。74LS90可接成模2、模5、模10計(jì)數(shù)器。QA端與CPB時(shí)鐘端相接，輸出為8421BCD碼，高低位順序?yàn)镼DQCQBQA；QD端與CPA時(shí)鐘端相連接，輸出為5421BCD碼，高地位順序?yàn)镼AQDQCQB。74LS90功能如表1-21所示。圖1-2174LS90外引線排列如圖17-3所示74LS90邏輯圖如圖所示：邏輯圖以及連接圖1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與完成情況：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按照設(shè)計(jì)的原理圖，在標(biāo)準(zhǔn)板或面包板上搭接組裝電路；（2）按單元分塊調(diào)試電路；（3）調(diào)試石英振蕩器電路；（4）調(diào)試分頻電路；（5