Multisim電子秒表

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(dòng)按鈕開關(guān)K到接地，則門一的輸出Q=1;門2的輸出Q=Q K復(fù)位后Q Q狀態(tài)保 持不變。再按動(dòng)按鈕開關(guān) K,則Q由0變?yōu)?,門5開啟，

2、為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)作好準(zhǔn)備，Q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。基本RS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R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(fù)月沖信號V由基本RS觸發(fā)器Q端提供，輸出負(fù)脈沖 M通過非門加到計(jì)數(shù)器的清 除端Ro靜態(tài)時(shí)，門4應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)，故電阻 R必須小于門的開關(guān)電阻FU。定時(shí)元件RCm 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R和G。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。2.3 時(shí)鐘觸發(fā)器圖2-1的單元田為由555定時(shí)器構(gòu)成的多

3、諧振蕩器，是一種性能較好的時(shí)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(dāng)基本 RS觸發(fā)器的Q=1 時(shí)，門5開啟，此時(shí)，50Hz脈沖信號通過門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CF202.4 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)器接成五進(jìn)制 形式，對頻率為50Hz的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端 Q取得周期為0.1秒的矩形脈沖， 作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)器接成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)輸出端連接，可顯示 0.10.9s和19.9s計(jì)時(shí)。表2-1為74LS90引腳功能

4、表輸入輸 出功能清0置 9時(shí) 鐘Q Qc Q QaR (1)、 R (2)S9 (1)、S9 (2)CP1 、 CP110*0* *0 0 0 0清00*011* *1 0 0 1置90*00*0；1Q輸出二進(jìn)制計(jì)數(shù)1；QQQB輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)；Q AQQQQA輸出8421DC則十進(jìn)制計(jì)數(shù)QQQCB輸出5421DC則十進(jìn)制計(jì)數(shù)1 1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。通過不同的連接方式，74LS90可以實(shí)現(xiàn)4種不同的邏輯功能；而且還可以借助R0 (1)、R (2)對計(jì)時(shí)器清零，借助S9 (1)、S9 (2)將計(jì)數(shù)器置

5、9。其具體功能詳述如下:(1)當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖從CP輸入，Q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CP輸入，QQQ作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(3) 若將CP2和Q相連，計(jì)數(shù)脈沖由CR輸入，Q、Q、Q和Q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CR和Q相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP2輸入，Q、Q、Q和Q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。異步清零：當(dāng)R (1)、R (2)均為“1"，且& (1)、S9 (2)中有“0”時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 異步清零，即QQQQ=0000。置9功能：當(dāng)S9 (1)、S9 (2)均為“1&quo

6、t;，且R (1)、R (2)中有“0”時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 置9功能，即QQQQ=1001?；?4LS190的記時(shí)電路請讀者自行設(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對定時(shí)時(shí)鐘信號仿真-4*414ftRI6.HkQ71S.1S.L<TOTGS士1Dn3Ui- - LM555CM20k 02：1fi414S，G1：r=33iiF圖3-1 555定時(shí)器產(chǎn)生時(shí)鐘信號原Osci 11 oscop e-XSCI圖3-2 555定時(shí)器產(chǎn)生波形3.2計(jì)數(shù)器仿真圖3-3計(jì)器 仿真 原 理 圖圖3-4計(jì)數(shù)器仿真結(jié)l_j!DCD_H£X4.心得與體會圖3-4整體效果圖通過此次電路設(shè)計(jì)，我的理論知識掌握的更扎實(shí)，動(dòng)手能力明顯提高，同時(shí)，通過網(wǎng) 上搜索等多方面的查詢資料，我學(xué)到了書本上沒有的知識。還有加深了對課本知識的認(rèn)識 理解以及應(yīng)用，對一些器件的