2 设计方案及系统框图
2.1 设计方案
数字秒表首先需要一个数字显示,按设计要求,需用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为9.9秒,则需要一个8段数码管作为秒位和一个7段数码管作为分秒位。要求计数分辨率为0.1秒,那么我们需要频率的信号发生器。选择信号发生器时,有两种方案:一种方案是用晶体振荡器,另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。秒表核心部位是计数器,可以使用两个74LS390计数器构成,这种方式简单,使用的元器件也最少,计数脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器,产生10HZ脉冲,在译码器方面,我们可以选择74LS48译码器,为了减小设计误差,还需要设计在开关端设计消抖电路、微分电路、整形电路。此外,还需要设置上电复位电路。
2.2 系统框图
上电复位 电路1 消抖 电路 控三制状电态路微分 显示器 显示器 上电复位 电路2 整形译码器 译码器 计数器 计数器 0.1秒 脉冲发生器 与门
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3 单元电路的设计
3.1 消抖电路
图一 消抖电路
消抖原理:具有锁存功能所致,有两个集成与非门元件构成,接在机械开关K后面,防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路。
3.2 上电复位电路
图二 上电复位电路
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复位电路的基本功能是:系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。
3.3 微分电路
图三 微分电路
由0.01u电容和1.5K电阻构成,从电容端加入的信号,经过电容、电阻,在电阻端输出的信号波形相当于进行了一次微分。
3.4 0.1秒脉冲电路
图四 0.1秒脉冲电路
T=0.1s,f=10Hz=1/0.695(R1+2R2)C
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为产生10Hz频率脉冲,经过计算,电容C=2.2u,电阻R1=430欧,R2=27.4千欧,端口OUT为0.1s脉冲发生器的输出端口。
3.5 计数器电路
图五 计数器电路
74LS390芯片功能:74LS390芯片内有两组计数器,共4个计数器,他们可以单独计数,清零信号是共用的,异步清零高电平有效,A、B为时钟脉冲信号输入端,QDQCQBQA为输出端。QD、QC、QB、QA输出见计数器工作波形
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