數(shù)字電路課程設計--數(shù)字秒表、汽車尾燈控制器_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  設計題目一 數(shù)字秒表</p><p><b>  1、設計說明</b></p><p>  在體育比賽、時間準確測量等場合通常要求計時精度到1%秒(即10 ms)甚至更高的計時裝置,數(shù)字秒表是一種精確的計時儀表,可以擔當此任。本課題的設計任務設計一個以數(shù)字方式顯示的計時器,即數(shù)字秒表。</p><p><b> 

2、 2、設計內(nèi)容</b></p><p> ?。╝)進行數(shù)字秒表需求分析,定義信號及屬性。</p><p> ?。╞)設計和分析電路原理、計算參數(shù),畫出電路原理圖。</p><p> ?。╟)安裝電路,并調(diào)試。</p><p><b>  3、設計要求</b></p><p>  量程9

3、9.99 S,計時精度1%秒,計時結果動態(tài)顯示,十進制格式。</p><p>  設置啟動、清除信號,清除信號使輸出結果,使電路復位到初始狀態(tài)。</p><p>  設置暫停、停止信號,暫停、停止時均保持當前結果,直到清除信號有效時止。</p><p><b>  4、設計分析</b></p><p>  本設計數(shù)字秒表

4、由4個部分組成:精確的時鐘源、十進制計數(shù)器、譯碼器、七段碼。</p><p>  時鐘源產(chǎn)生符合精度要求的基準時鐘,本設計中取10毫秒即可,在本次課程設計中試驗箱可以直接提供使用;但是提供的是1KHz的,所以必要先進行一次十分頻。</p><p>  十進制計數(shù)器需要4個,分別對應4個十進制位,輸出為BCD碼,我們使用74LS90的十進制計數(shù)功能,輸出BCD碼交由譯碼器譯碼由數(shù)碼管顯示。但

5、是本實驗箱中所用的的數(shù)碼管已經(jīng)經(jīng)過譯碼,不需要譯碼器。</p><p>  采用七段碼顯示器則譯碼器完成BCD到七段碼的譯碼,由4位顯示電路動態(tài)顯示結果。</p><p>  設計的總的結構圖如下圖所示。</p><p>  同時,在試驗中需要控制高低電平,故使用兩個邏輯開關實現(xiàn)控制功能。</p><p><b>  四</b

6、></p><p><b>  無</b></p><p><b>  5、實驗電路器材</b></p><p>  74LS90五片,74LS08一片,試驗箱一臺,帶有七段譯碼器的顯示器4個。</p><p>  74LS90芯片簡單介紹</p><p>  74LS

7、90是二,五,十進制異步計數(shù)器。異步計數(shù)器如果設定</p><p>  初態(tài),在每個脈沖的作用下是按順序變化的(態(tài)序)。二進制計數(shù)</p><p>  器的每一狀態(tài)相當一最小項,當最后一個脈沖到來后,電路返回原狀態(tài)。本設計中的74LS90有實現(xiàn)十分頻和計數(shù)兩個用途。74LS90引腳圖如1所示,其BCD十進制計數(shù)時序如表1所示。</p><p>  表 1 74ls

8、90 BCD十進制計數(shù)時序</p><p>  七七段譯碼器簡單介紹</p><p>  計算機輸出的是BCD碼,七段顯示器就是將BCD碼轉換為七段字型數(shù)碼管所需要的代碼,從而顯示出十進制數(shù)字。本實驗中所提供的顯示其已經(jīng)經(jīng)過譯碼,只需要正確將之接入即可使用。七引腳圖如圖2 所示。</p><p>  6、單元電路設計與整體實驗電路</p><p

9、>  分頻、進位功能的實現(xiàn):</p><p>  本實驗設計時鐘脈沖源采用電路板上的1000HZ脈沖,,為了達到10 ms精度要求,需要用一片74ls90芯片將直接輸入的1000HZ脈沖源分頻成100HZ。后四片74ls90芯片再逐次進行10H、1HZ、0.1HZ的分頻工作,以實現(xiàn)計數(shù)功能;同時,著4片74ls90芯片組成十進制計數(shù)器與四個終端顯示由七段譯碼顯示器連接,顯示電路輸出結果。</p>

10、<p><b>  分頻電路如圖3</b></p><p><b>  計數(shù)電路:</b></p><p>  此電路需要4個十進制計數(shù)器,4個計數(shù)器由低位到高位連接起來,每一級的輸入脈沖是前一級的十分之一,輸出則需要正確連接七段碼顯示電路,其電路如圖4。 </p><p>  圖 4 計數(shù)電路圖(注:12

11、,9,8,11腳分別接數(shù)碼管)</p><p>  計數(shù)、清零功能的實現(xiàn):</p><p>  將CKB與Q0相連,時鐘脈沖從CKA輸入,構成8421BCD碼十進制計數(shù)器。74ls90有兩個清零端R0(1)、R0(2)和兩個置九端R9(1)、R9(2)。在此電路中僅使用其清零功能見表2:</p><p><b>  表 2</b></p&

12、gt;<p>  圖2 譯碼顯示電路圖</p><p><b>  開關驅(qū)動電路</b></p><p>  整體電路圖(如圖 6所示)</p><p><b>  該秒表調(diào)節(jié)</b></p><p>  首先將S1置為閉合狀態(tài),S2置為閉合狀態(tài),秒表顯示為四個0,即清零狀態(tài);這時

13、如果突然將S2斷開,則秒表開始工作,如果再將S1斷開的話,秒表就會暫停;要想將秒表清零,先把S1閉合,再將S2閉合即可。</p><p>  設計題目二汽車尾燈控制器</p><p><b>  1.設計說明</b></p><p>  汽車通常用尾燈來指示當前的運行狀態(tài),如左轉彎、右轉彎、剎車、夜間行駛、安全停車等狀態(tài)。有限個狀態(tài)可用有限個燈

14、的組合來表示,如左轉彎時左邊燈閃亮,右轉彎時右邊燈閃亮,夜間行車時兩邊要有燈常量,緊急停車左右燈同時閃爍,安全停車所有燈全滅。本課程設計就是為了完成汽車尾燈控制器的設計。</p><p><b>  設計內(nèi)容及要求</b></p><p>  進行控制器需求分析,定義信號及屬性。</p><p>  設計燈位置,數(shù)量及變化規(guī)律。</p&g

15、t;<p>  設計和分析電路原理,畫出電路原理圖。</p><p>  ( 4) 利用multisim軟件對電路進行仿真測試;</p><p>  (5) 安裝電路并調(diào)試。</p><p> ?。?)實驗設計要求能反映出左轉彎、右轉彎、夜間行車、緊急停車、夜間停車和安全停車等狀態(tài)。</p><p> ?。?)燈的閃爍頻率符合人

16、的視覺習慣,1-2HZ左右。</p><p><b>  。</b></p><p><b>  3. 設計方案</b></p><p><b>  實驗設計原理:</b></p><p>  汽車尾燈控制器由時鐘發(fā)生電路、分頻電路、譯碼電路、開關驅(qū)動電路及終端顯示電路五部分組

17、成。本實驗設計時鐘脈沖源采用電路板上的1000HZ脈沖,74ls90具有分頻功能,</p><p>  分頻電路由三片74ls90芯片組成,最終分頻為1HZ。74ls738芯片及四個與門組成譯碼電路,</p><p>  74ls138芯片A0、A2輸入端接入輸入脈沖,A2端接低電平輸出端, Y0、Y1 、Y4、Y5分別與四個與門與LED燈相接。開關驅(qū)動電路由與門、或門、非門、與非門等門電

18、路連接而成。 </p><p>  表2-1 74ls1 3 8功能表:</p><p>  S1、S2 、S3為選通端,S1為高電平有效(S2 + S3)為低電平有效。</p><p>  【注】圖2-1 74ls138內(nèi)部邏輯圖 圖2-2 74ls138管腳圖 </p>

19、<p><b>  總體電路設計: </b></p><p>  (1)汽車尾燈控制器電路全圖</p><p>  圖2-3 電路仿真全圖</p><p> ?。?)開關驅(qū)動電路,74ls138譯碼、顯示電路</p><p>  圖2-4 開關驅(qū)動電路</p><p><b>

20、;  CP脈沖</b></p><p>  圖2-5 74ls138譯碼、顯示電路</p><p>  表2-2 S1、S0、Cp、G、A邏輯功能表</p><p>  電路中邏輯開關S1接低電平,邏輯開關S2接高電平時,74ls138輸出端15、14在Cp脈沖的作用下循環(huán)為高電平、低電平,因此使D1、D2燈循環(huán)閃爍,以表示汽車左轉彎。</p>

21、;<p>  電路中邏輯開關S1接高電平,邏輯開關S2接低電平時,74ls138輸出端11、10在Cp脈沖的作用下循環(huán)為高低電平,因此使D3、D4燈循環(huán)閃爍,以表示汽車右轉彎。</p><p>  電路中邏輯開關S1、S2同時接高電平時,A端信號為Cp脈沖,輸出端15、14、11、10均為高電平,此時D1、D2、 D3、D4燈同時閃爍,以此表示緊急停車。</p><p>  

22、(3)夜間行車電路控制圖</p><p>  邏輯開關S3接高電位、S4接低電位時 </p><p>  D5、D6燈同時閃爍,表示夜間停車 </p><p>  邏輯開關S3、S4同時接高電位時D5、D6</p><p>  燈長亮,表示夜間行車。</p><p><b>  設計心得與體會</b&g

23、t;</p><p>  通過這次數(shù)電課程設計,我充分認識到了理論聯(lián)系實踐的重要性。理論學習是學習的基礎,只有牢固的掌握了理論知識,才能在實踐過程中靈活的運用各種元器件,才能順利的完成設計任務。對我自己而言,由于理論知識掌握的不夠牢固,在設計開始時,不能獨立自主第設計出實驗電路,只能借鑒別人的電路;當然,這也許跟這次課程設計的時間短有關系,但是這卻真正的暴露出了我學習中存在的不足。在理論學習的過程中也需要加強理論

24、與實踐的聯(lián)系,也就是說要加強自己的動手能力,特別是在實驗課程中應當特別注意。需要在實驗課程中學會基本電路的連接方法、如何快而準確連接電路元件以及如何快速排除故障。這些都是我在平時學習中的不足,在以后的學習過程中一定要注意??上驳氖牵谶@次課程設計中我的確收獲到了許多。我對模電知識的理解有了進一步的加強,同時也鍛煉了自己的動手動腦能力,希望在以后的學習過程中能夠有更多的類似實踐機會。</p><p><b&g

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