3位數(shù)字顯示計時定時器(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上3位數(shù)字顯示計時定時器1 3位數(shù)字顯示計時定時器概述3位數(shù)字顯示計時定時器是一個典型的利用數(shù)字系統(tǒng)的例子。所謂數(shù)字系統(tǒng)，是指由若干數(shù)字電路及邏輯部件組成并且能夠進行采集、加工、處理及傳送數(shù)字信號的設(shè)備。一個完整的數(shù)字系統(tǒng)通常由輸入電路、輸出電路、控制電路、若干個子系統(tǒng)和時基電路等部分組成。而本課題中設(shè)計的3位數(shù)字顯示計時定時器則分別有4個子系統(tǒng)組成：秒脈沖時間標準產(chǎn)生電路、計數(shù)器、譯碼器和顯示器、開機自動清零電路、計時啟?？刂齐娐贰Ｔ摂?shù)字系統(tǒng)具有計時功能。能隨時控制計時器的啟動和停止，保持計時顯示結(jié)果。還具備開機自動復零功能。它的最大顯示時間為9分59秒，計時和定時時

2、間都是精確到秒。2 3位數(shù)字顯示計時定時器系統(tǒng)設(shè)計2.1系統(tǒng)框圖由技術(shù)指標要求可知，該數(shù)字系統(tǒng)的功能主要是實現(xiàn)可控計時和定時報警。為此，可將系統(tǒng)分解為下列幾個部分組成：（1）秒脈沖時間標準產(chǎn)生電路。由振蕩器產(chǎn)生固定頻率的矩形脈沖經(jīng)分頻器獲得秒脈沖，提供計時和定時的時間標準（時標信號）。（2）計數(shù)器、譯碼器和顯示器。由于最大計時器容量為9分59秒，因此，需要3位計數(shù)器。最低位為秒個位，次低位為秒十位，最高位為分位。秒個位對輸入的秒脈沖進行計數(shù)，其進位信號送至秒十位計數(shù)，最后送給分位計數(shù)，并通過譯碼器和顯示器顯示出所計的時間。（3）開機自動清零電路。提供開機清零信號，使電路的初態(tài)為0態(tài)。（4）計時

3、啟?？刂齐娐?。提供控制振蕩信號能否進入分頻器的控制信號。振蕩器分頻器計數(shù)器顯示器 譯碼器計時啟?？刂崎_機自動清零 圖一 計時定時器總體方框圖2.2單元電路原理分析2.2.1 秒脈沖時標信號產(chǎn)生電路選用由CMOS集成門組成的RC振蕩電路，以產(chǎn)生固定頻率的矩形脈沖信號，經(jīng)分頻器分頻后輸出為1Hz的秒脈沖時標信號。電路如圖二所示。振蕩電路生成的脈沖對動態(tài)掃描顯示電路影響不大，這里選用門電路構(gòu)成的多諧振蕩器輸出的脈沖作用為節(jié)拍發(fā)生器的時鐘。如圖三所示是由4096構(gòu)成的方波自激振蕩器電路。Rt是振蕩電阻，Ct是振蕩電容，Rs是補充電阻。設(shè)非門的閾值電壓是UTH。設(shè)在t=0，Uil=0小于UTH，G1門關(guān)

4、閉，U01為高電平VDD,G2門開通，U0躍為低電平。這時，U01的高電平經(jīng)Rt會對電容Ct充電，隨著充電過程的繼續(xù)，A點電壓按指數(shù)上升，同時Uil也會隨著指數(shù)上升。當Uil大于閾值UTH時，G1門開通U01躍為低電平，U0躍為高電平VDD，Ct開始放電，隨后因為U01躍為高電平又開始反向放電，這時Uil又以指數(shù)規(guī)律下降，當小于閾值電壓UTH時，U01又變?yōu)楦唠娖絍DD。如此反復就可輸出矩形震蕩波。振蕩頻率為 f=12.2RtCt所以圖三的振蕩電路輸出的頻率約為80.59Hz。圖二 秒脈沖時標信號產(chǎn)生電路圖三 門電路構(gòu)成的多諧振蕩器2.2.2 計數(shù)器和譯碼顯示器計數(shù)部分采用3位數(shù)計數(shù)器。計數(shù)體

5、制分別為：秒個位計數(shù)應(yīng)逢十進一，秒十位計數(shù)應(yīng)逢六進一，分別計數(shù)應(yīng)逢十進一。其中這里重點介紹一下十進制同步加/減計數(shù)器。CC4518為BCD加計數(shù)器，該器件由兩個相同的同步4級計數(shù)器組成。計數(shù)器為D型觸發(fā)器。具有內(nèi)部可交換CP和EN線，用于在時鐘上升沿或下降沿加計數(shù)。在單個單元運算中，EN輸入保持高電平，且在CP上升沿進位。CP線為高電平時，計數(shù)器清零。計數(shù)器在脈動模式可級聯(lián)，通過將Q3連接至下一計數(shù)器的EN輸入端可實現(xiàn)級聯(lián)。同時后者的CP輸入保持低電平。如圖四所示CC4518的邏輯符號圖圖四 CC4518的邏輯符號圖譯碼顯示部分可由3塊BCD7段鎖存/譯碼/驅(qū)動器和3塊半導體數(shù)碼管組成，以顯示

6、所計時間。圖五 計數(shù)器電路圖六 譯碼顯示器電路2.2.3 開機自動清零電路 該電路主要由RC電路和門電路組成，如圖七所示。在接通電源后，當電容上的電壓由0被迅速充到G1的開門電平時，G3輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，并加到分頻器和計數(shù)器的復位端，使它們作好計時的準備。圖七 開機自動清零電路2.2.4 計時啟停輸入控制電路電路如圖八所示。開機清零后，D觸發(fā)器處于Q=1，/Q=0的1狀態(tài)，控制門處于關(guān)閉狀態(tài)。當按一下計時啟停按鈕S1時，在CP端出現(xiàn)一個正躍變，使觸發(fā)器處于Q=0，/Q=1的0狀態(tài)，控制門打開，振蕩器輸出信號經(jīng)分頻器產(chǎn)生秒脈沖進入計數(shù)器。此時若再次按一下啟停按鈕S1，則因CP端又出現(xiàn)一個正

7、躍變，D觸發(fā)器返回1狀態(tài)，使控制門再次關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)。 圖八 計時啟停輸入控制電路2.2.5 總體電路 控制器與各子系統(tǒng)進行連接，如圖九是整體電路。圖九 整體電路 3 總結(jié)在做實驗前,一定要將課本上的知識吃透,因為這是做實驗的基礎(chǔ),否則,在老師講解時就會聽不懂,這將使你在做實驗時的難度加大,浪費做實驗的寶貴時間.做實驗時,一定要親力親為,務(wù)必要將每個步驟,每個細節(jié)弄清楚,弄明白,實驗后,還要復習,思考,這樣,你的印象才深刻,記得才牢固,否則,過后不久你就會忘得一干二凈,這還不如不做.老師將一些課本上沒有的知識教給我們,拓寬我們的眼界,使我們認識到這門課程在生活中的應(yīng)用是那么的廣泛.通過這

8、次測試技術(shù)的實驗,使我學到了不少實用的知識,更重要的是,做實驗的過程,思考問題的方法,這與做其他的實驗是通用的,真正使我們受益匪淺. 在實驗的過程中我們要培養(yǎng)自己的獨立分析問題，和解決問題的能力。培養(yǎng)這種能力的前題是你對每次實驗的態(tài)度。如果你在實驗這方面很隨便，抱著等老師教你怎么做，拿同學的報告去抄，盡管你的成績會很高，但對將來工作是不利的。比如在做回轉(zhuǎn)機構(gòu)實驗中，經(jīng)老師檢查，我們的時域圖波形不太合要求，我首先是改變振動的加速度，發(fā)現(xiàn)不行，再改變采樣頻率及采樣點數(shù)，發(fā)現(xiàn)有所改善，然后不斷提高逼近，最后解決問題，興奮異常。在寫實驗報告，對于思考題，有很多不懂，于是去問老師，老師的啟發(fā)了我，其實答案早就擺在報告中的公式，電路圖中，自己要學會思考。 5參考文獻 電子技術(shù)課程設(shè)計楊忠志主編 出版社：機械工業(yè)出版社 高頻電子線路