单键控制秒表Word格式文档下载.docx
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3、设计思想
首先，需要一准确的时钟脉冲，脉冲频率为10Hz。
在一般教学实验箱中有
连续可调的时钟脉冲，而在Multisim软件中可用模拟的信号发生器，为了达到进一步熟悉和应用数字电路模块，我们模拟应用了555振荡器。
而开关控制电路，用集成D触发器作为控制电路。
最后，需要显示电路，显示电路输出结果。
三、选择器件
1•电子秒表所用全部的器件如表1元器件清单所示
表1兀器件清单
序号
名称
型号
数量
备注
1
计数器
74LS192
5
2
555定时器
NE555
3
与非门
74LS00
4
或非门
74LS02
开关
SPST
6
电阻
RESISTOR
5.1KQ
7
4.7KQ
8
10.0KQ
9
电容
CAP
10uF
10
100nF
11
SR触发器
74LS279
12
七段译码显示器
DCD-HEX
13
D触发器
74LS74
2•用555定时器构成方波发生器
555定时器引脚排列及功能表如图2所示
1UA555
图2555定时器引脚排列及功能表
它的各个引脚功能如下：
1脚：
外接电源负端Vss或接地，一般情况下接地。
8脚：
外接电源Vcc，双极型时基电路Vcc的范围是4.5~16VCMOS型时基电路Vcc的范围为3~18V。
一般用5V。
3脚：
输出端Vo
2脚：
TL低触发端
6脚：
TH高触发端
4脚：
Rd是直接清零端。
当Rd端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”该端不用时应接高电平。
5脚：
Vc为控制电压端。
若此端外接电压，贝U可改变内部两个比较器的基
准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01H电容接地，以防引入干扰。
7脚：
放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器Ai、A2基准电压分别为
-Vcc,-Vcc的情况下，555时基电路的功能表如下表2所示。
33
表2555时基电路的功能表
爲
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SV.
X
冥
导通
戳止
＜孰
〉肛
不变
555定时器内部原理图如图3所示
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D^T）!
图3555定时器内部原理图
3.D触发器
下图4是具有异步置位和复位端的边沿触发双D触发器74LS74的引脚排列图。
由图可知，异步置位和复位信号不仅直接触发从触发器，而且封锁同步输入
端D和时钟端CLK，所以异步置位和复位在有效电平时，能够使同步输入端的作用失效。
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丄1D1Q
虽》1CLK~1Q
~1CLR
图4D触发器74LS74的引脚排列图
下表表3是74LS74的特性表。
由表可知，异步输入端电平有效时，同步输入端D与时钟端CLK的作用无效。
表374LS74触发器的特性表
输
入
输出
说明
Sd
RD
CLK
D
Qn+1
预置1
预置零
不允许
置零
置1
Q0
保持
4.计数器芯片（74LS192）
>
UP
DOWN
74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数
74LS192D
图574LS192的管脚图
表474LS192的功能表
输入
M
R
PL
P
Q
d
c
b
a
加计数
减计数
三、功能模块
1.555时钟发生模块设计
利用555定时器实现多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过调
节电路中电阻电容值使多谐振荡器的输出信号频率为100Hz。
为设计方便，
取R1=5.1K「，R2=4.7k「电阻，C=10uF构成一个能产生周期为0.1s（频率
为10Hz）的脉冲的多谐振荡器。
如图6所示。
图6多谐振荡器
2.控制模块
控制部分用按键、D触发器和与非门、或非门实现
一个D触发器二分频和一个192十分频用来对时间信号二十分频，产生一
个周期为两秒的清零信号，如图7所示。
图7二分频十分频
另一个D触发器对按键信号二分频，产生两种状态，用来控制暂停和开始
用与非门和或非门来判断并处理按键的状态，进而控制开始，暂停，清零状
3.输出及显示模块
利用4个74LS192分别连接成六十进制、一百进制计数器，每一片计数器负责计数一位时间，并通过74LS248连接四个数码显示器显示0――9分59秒90毫秒的秒表数值。
其中将基准脉冲信号源输出的所需脉冲接入第一个芯片的时钟输入端，并将第一个芯片的四个对应输出接入相应的数码显示器的相应端，构成秒表的小数部分。
第一个芯片的进位输出端再接入第二个芯片的时钟输入端，同第一片芯片，构成电子秒表的个位显示，同理连接第三个芯片，构成电子
秒表的十位显示，以此类推。
输出及显示模块电路原理图如图8所示。
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图8输出及显示模块电路原理图
五、总体设计电路图
1•总体设计电路，如图9所示
1.总体设计电路，如图9所示。
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74LSOON
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U11^CLR:
74LST4D
图9总体设计电路
利用S、R两种不同的输入状态来控制秒表，模拟电子秒表的按钮，实现开
始计数，停止并保持计数和清零重新开始计数。
用555实现脉冲时钟输出10HZ,
周期为0.1s的计数脉冲，利用译码/驱动电路输出显示在数码电路输出显示在数
码管，数码管显示电子秒表的0——9分59秒90毫秒
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