Multisim 電子秒表

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1、電子秒表設(shè)計(jì)1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)數(shù)字電路中的基本RS觸發(fā)器，單穩(wěn)觸發(fā)器，時(shí)鐘發(fā)生器，譯碼顯示電路等單元電路的綜合應(yīng)用。學(xué)習(xí)電子秒表的調(diào)試方法。2．實(shí)驗(yàn)原理圖2-1為電子秒表的電原理圖。按功能分成4個(gè)單元電路進(jìn)行分析。2.1基本RS觸發(fā)器圖2-1的單元Ⅰ部分為用集成與非門(mén)構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。它屬低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器，有直接置位和復(fù)位的功能。圖2-1電子秒表原理圖它的一路輸出作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出Q作為與非門(mén)5的輸入控制信號(hào)。按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)K2到接地，則門(mén)一的輸出=1；門(mén)2的輸出Q=0，K2復(fù)位后Q、狀態(tài)保持不變。再按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)K1，則Q由0變?yōu)?/p>

2、1，門(mén)5開(kāi)啟，為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)作好準(zhǔn)備，由1變到0，送出負(fù)脈沖，啟動(dòng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作?；綬S觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動(dòng)和停止秒表的工作。2.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖2-1的單元Ⅱ部分為用集成與非門(mén)構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)負(fù)脈沖信號(hào)Vi由基本RS觸發(fā)器端提供，輸出負(fù)脈沖V0通過(guò)非門(mén)加到計(jì)數(shù)器的清除端R。靜態(tài)時(shí)，門(mén)4應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)，故電阻R必須小于門(mén)的開(kāi)關(guān)電阻Roff。定時(shí)元件RC取值不同，輸出脈沖寬度也不同。當(dāng)觸發(fā)脈沖寬度小于輸出脈沖寬度時(shí)，可以省去輸入微分電路的Rp和Cp。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電子秒表中的職能是為計(jì)數(shù)器提供清零信號(hào)。2.3時(shí)鐘

3、觸發(fā)器圖2-1的單元Ⅲ為由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，是一種性能較好的時(shí)鐘源。調(diào)節(jié)電位Rp，使在輸出端3獲得頻率為50Hz的矩形波信號(hào)。當(dāng)基本RS觸發(fā)器的Q=1時(shí)，門(mén)5開(kāi)啟，此時(shí)，50Hz脈沖信號(hào)通過(guò)門(mén)5作為計(jì)數(shù)脈沖加于計(jì)數(shù)器74LS90（Ⅰ）的計(jì)數(shù)輸入端CP2。2.4計(jì)數(shù)及譯碼顯示二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元。其中計(jì)數(shù)器①接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為50Hz的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端QD取得周期為0.1秒的矩形脈沖，作為計(jì)數(shù)器②的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器②及計(jì)數(shù)器③接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與實(shí)驗(yàn)裝置的譯碼顯示單元的相應(yīng)

4、輸出端連接，可顯示0.1～0.9s和1～9.9s計(jì)時(shí)。表2-1為74LS90引腳功能表。輸入輸出功能清0置9時(shí)鐘QDQCQBQAR0（1）、R0（2）S9（1）、S9（2）CP1、CP2110**0**0000清00**011**1001置90**00**0↓1QA輸出二進(jìn)制計(jì)數(shù)1↓QDQCQB輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)↓QAQDQCQBQA輸出8421DCB碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)QD↓QAQDQCQB輸出5421DCB碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)11不變保持74LS90是異步二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，也可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。通過(guò)不同的連接方式，74LS

5、90可以實(shí)現(xiàn)4種不同的邏輯功能；而且還可以借助R0（1）、R0（2）對(duì)計(jì)時(shí)器清零，借助S9（1）、S9（2）將計(jì)數(shù)器置9。其具體功能詳述如下：（1）當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（2）當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖從CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。（3）若將CP2和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB和QA作為輸出端，則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。（4）若將CP1和QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP2輸入，QA、QD、QC和QB作為輸出端，則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。（5）清零、置9功能。l異步清零：

6、當(dāng)R0（1）、R0（2）均為“1”，且S9（1）、S9（2）中有“0”時(shí)，可實(shí)現(xiàn)異步清零，即QDQCQBQA=0000。l置9功能：當(dāng)S9（1）、S9（2）均為“1”，且R0（1）、R0（2）中有“0”時(shí)，可實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA=1001?；?4LS190的記時(shí)電路請(qǐng)讀者自行設(shè)計(jì)。計(jì)時(shí)電路也可采用74160實(shí)現(xiàn)，秒計(jì)時(shí)電路如圖2-2所示，分、時(shí)計(jì)時(shí)電路請(qǐng)讀者參考秒計(jì)時(shí)電路自行設(shè)計(jì)。圖2-2采用74160設(shè)計(jì)的秒計(jì)時(shí)電路3、實(shí)驗(yàn)仿真3.1對(duì)定時(shí)時(shí)鐘信號(hào)仿真圖3-1555定時(shí)器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)原理圖圖3-2555定時(shí)器產(chǎn)生波形3.2計(jì)數(shù)器仿真圖3-

7、3計(jì)數(shù)器仿真原理圖圖3-4計(jì)數(shù)器仿真結(jié)果圖3-4整體效果圖4．心得與體會(huì)通過(guò)此次電路設(shè)計(jì)，我的理論知識(shí)掌握的更扎實(shí)，動(dòng)手能力明顯提高，同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)上搜索等多方面的查詢資料，我學(xué)到了書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)。還有加深了對(duì)課本知識(shí)的認(rèn)識(shí)理解以及應(yīng)用，對(duì)一些器件的具體應(yīng)用思想也有深刻的理解，以及對(duì)電路設(shè)計(jì)方法的實(shí)際電路連接實(shí)現(xiàn)特定功能也有了一定的認(rèn)識(shí)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我個(gè)人感覺(jué)調(diào)試部分是最難的，調(diào)試是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的積累過(guò)程，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)是不可能在短時(shí)間內(nèi)將其完成的！