Multisim-電子秒表

1、電子秒表設(shè)計1 .實驗目的:學習數(shù)字電路中的基本 RS觸發(fā)器，單穩(wěn)觸發(fā)器，時鐘發(fā)生器，譯碼顯示電路等單元電 路的綜合應用。學習電子秒表的調(diào)試方法。2 .實驗原理圖2-1為電子秒表的電原理圖。按功能分成4個單元電路進行分析。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，有直接置位和復位的功能。圖2-1 電子秒表原理圖它的一路輸出Q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5的輸入控制信號。按動按鈕開關(guān)K2到接地，則門一的輸出 Q=1;門2的輸出Q=0, K2復位后Q Q狀態(tài)保持不變。再按動按鈕開關(guān) K,則Q由0變?yōu)?,門5開啟，為計

2、數(shù)器啟動作好準備，Q由1變到0,送出負脈沖，啟動單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。基本RS觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動和停止秒表的工作。2.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖2-1的單元n部分為用集成與非門構(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)負脈沖信號 V由基本RS觸發(fā)器Q端提供，輸出負脈沖次通過非門加到計數(shù)器的清除端R。靜態(tài)時，門4應處于截止狀態(tài)， 故電阻R必須小于門的開關(guān)電阻 Rff。定時元件RC取值 不同，輸出脈沖寬度也不同。當觸發(fā)脈沖寬度小于輸出脈沖寬度時，可以省去輸入微分電路的岸和Cpo單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電子秒表中的職能是為計數(shù)器提供清零信號。2.3 時鐘觸發(fā)器圖2-1的單元出為由555定時器構(gòu)成的多諧振

3、蕩器，是一種性能較好的時鐘源。調(diào)節(jié)電位 R,使在輸出端 3獲得頻率為50Hz的矩形波信號。當基本RS觸發(fā)器的Q=1時，門5開啟，此時，50Hz脈沖信號通過門5作為計數(shù)脈沖加于計數(shù)器74LS90(I)的計數(shù)輸入端CP。2.4 計數(shù)及譯碼顯示二-五-十進制加法計數(shù)器 74LS90構(gòu)成電子秒表的計數(shù)單元。其中計數(shù)器接成五進制 形式，對頻率為50Hz的時鐘脈沖進行五分頻，在輸出端QD取得周期為0.1秒的矩形脈沖,作為計數(shù)器的時鐘輸入。計數(shù)器及計數(shù)器接成8421碼十進制形式，其輸出端與實驗裝置的譯碼顯示單元的相應輸出端連接，可顯示 0.10.9s和19.9s計時。表2-1為74LS90弓I腳功能表。輸入

4、輸 出功能清0置 9時 鐘Q Qc Qb QaK (1)、K (2)S (1)、S9 (2)CP 1 、 CP110*0* *0 0 0 0清00*011* *1 0 0 1置90*00* 0J 1QA輸出二進制計數(shù)1JQQQ輸出五進制計數(shù)J Q AQQQ£A輸出8421DCB 碼十進制計數(shù)CDJQQQQ輸出5421DCB 碼十進制計數(shù)1 1不變保持74LS90是異步二-五-十進制加法計數(shù)器，它既可以作二進制加法計數(shù)器，也可以作五 進制和十進制加法計數(shù)器。通過不同的連接方式，74LS90可以實現(xiàn)4種不同的邏輯功能；而且還可以借助R (1)、R0 (2)對計時器清零，借助S (1)、S

5、9 (2)將計數(shù)器置9。其具體功能詳述如下：(1) 當計數(shù)脈沖從CP輸入，Q作為輸出端，為二進制計數(shù)器。(2) 當計數(shù)脈沖從 CB輸入，QQQ作為輸出端，為異步五進制加法計數(shù)器。(3) 若將CB和。相連，計數(shù)脈沖由 CP輸入，Q、Q、Q和Q作為輸出端，則構(gòu)成異步8421碼十進制加法計數(shù)器。(4) 若將CP和Q相連，計數(shù)脈沖由 CR輸入，Q、Q> Q和Q作為輸出端，則構(gòu)成異步5421碼十進制加法計數(shù)器。(5) 清零、置9功能。異步清零：當 R (1)、R (2)均為“1”，且S9 (1)、S9 (2)中有“ 0”時，可實現(xiàn)異步清零，即 QQQQ=0000。置9功能：當S9( 1)、S(2)

6、均為“ 1"，且R(1)、R0(2)中有“0”時，可實現(xiàn)置9功能，即QQQQ=1001?；?4LS190的記時電路請讀者自行設(shè)計。計時電路也可采用 74160實現(xiàn)，秒計時電路如圖2-2所示，分、時計時電路請讀者參考秒計時電路自行設(shè)計。嗎CLR-.CLKVCCRCOQAlb 生14CL艮A月NPGN 口FN1LOADIDFNP 0NDvccRCO QAQDHNT I OAR7-116C-tv圖2-2采用74160設(shè)計的秒計時電路3、實驗仿真3.1對定時時鐘信號仿真>6.BkQV1 ： =-1?V.TC-：0.orrR4；.BkQCOT031：0h加L-M555CMT ：R3D2： 1M41452GkQG1：r=33iiF圖3-1 555定時器產(chǎn)生時鐘信號原理圖圖3-2 555定時器產(chǎn)生波形3.2計數(shù)器仿真圖3-3 計器 仿 真 原理 圖圖3-4計數(shù)器仿真結(jié)果DC1D TEX了 Q |3 J1D圖3-4整體效果圖4心得與體會通過此次電路設(shè)計，我的理論知識掌握的更扎實，動手能力明顯提高，同時，通過網(wǎng)上搜索等多方面的查詢資料，我學到了書本上沒有的知識。還有加深了對課本知識的認識理解以及應用，對