NE555+74ls90电子秒表吉林快三Multisim仿真设计 含文档

 产品系列     |      2022-01-05 14:26

这是大一的时候我做的一个设计,
用555振荡器加十进制加法计数器74ls90构成的电子秒表
用数码管显示
附件里面包含文档和Multisim仿真
刚开始学的时候做的,适合初学者
都是自己原创的,如有不足请大家多多指教

电子秒表是测定段时间间隔的仪表,由振荡电路、计数器、译码器、显示电路等部分组成,其中振荡器组成标准秒信号发生器,由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
技术要求:
1、采用中、小规模数字集成电路实现。
2、具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。
3、可以准确显示00.00-99.99。
4、由七段LED显示器显示。
5、控制开关两个:启动(继续)暂停计时开关和复位开关。
6、利用Multisim (或EWB)进行电路仿真与调试。


2.设计原理及方案
2.1 设计方案

该方案采用的是用555振荡器产生一个100HZ的脉冲,送入十进制加法计数器74ls90,通过共阴极七段数码管来显示结果,可以准确显示00.00-99.99秒的计时,并且能够通过控制电路实现启动、暂停、和清零功能。设计流程图如图2.1

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                       图2.1 流程图

2.2 设计原理

由555振荡器产生100Hz脉冲信号,作为10毫秒的计时脉冲;10毫秒计数器计满10后,向100毫秒计数器产生进位脉冲;100毫秒计数器计满10后,向1秒计数器产生进位脉冲;1秒计数器计满10后,向10秒计数器产生进位脉冲。计数器的输出经显示译码器译码后送显示器显示。该电路设置两个控制键控制“S1”,“S2”。键“S1”控制电路的清零功能,键“S2”控制电路的暂停功能。

3.设计步骤和结果
3.1振荡器

振荡器是数字秒表的核心。振荡的稳定度及频率的精度决定了数字式秒表的精确度,一般来说振荡器的频率越高,计时精度也越高。555定时器构成的555振荡器如图3.1。

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图3.1  555振荡电路

多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路, R1,R2和C1是外接定时元件,电路中将高电平触发端(TRH脚)和低电平触发端(TRI脚)并接后接到R2和C1的连接处,将放电端(DIS脚)接到R1,R2的连接处。由于接通电源瞬间,电容C1来不及充电,电容器两端电压uc为低电平,小于(1/3)Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平,输出uo为高电平时,电源经R1,R2对电容C1充电,使电压uc按指数规律上升,当uc上升到(2/3)Vcc时,输出uo为低电平。

3.2 计数器

本次实验所用的计数器为74ls90芯片。功能如下:

74LS90计数器是一种中规模二-五-十进制异步计数器,R01、R02是计数器置0端,同时为1有效;R91和R92为置9端,同时为1时有效;若用A输入,QA输出,为二进制计数器;如B为输入,QB-QD可输出五进制计数器;将QA与B相连,A做为输入端,QA-QD输出十进制计数器;若QD与A输入端相连,B为输入端,电路为二-五混合进制计数器。

由于秒表要实现计时00.00-99.99秒的功能,要用到四个十进制计数器。所以将74ls90的QA与B相连,A做为输入端,QA-QD输出十进制计数器;十进制计数器如图3.2所示。

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图3.2 十进制计数器

3.3控制电路

开始/清零键(S1):

将计数器部分的每片74LS90的RO1与RO2端相连,如图3.3所示设置一个单刀双掷的开关,开关的一控制端接地,另一控制端接高电平,有74LS90功能表可知:当开关A置于接地端时,计数器开始计数,当开关A置于高电平端时,计数器清零。

暂停键(S2):

在555振荡器输出端接或门芯片7408N的一端,另一端设置一个单刀双掷的开关,开关的一控制端接地,另一控制端接高电平。当开关B置于低电平端时,计数器暂停。

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图3.3 控制电路

4.总电路图

电子秒表总电路图如图4.1所示。在Multisim 14仿真软件中点击运行,当按下开关S2计数器开始计时;当按下开关S1时,计数器清零并停止运行。

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图4.1总电路图


我们做的是电子秒表。这次设计能够顺利,离不开指导老师的答疑解惑以及同学之间的配合沟通。
这次设计,由于理论知识的不足,一开始的时候有些手忙脚乱,不知从何入手。然后通过查阅资料,以及老师的耐心讲解,渐渐的有了眉目。这次的设计作品的制作让我对multisim 14有了更加深入的了解。
通过查阅资料,对74ls90芯片以及555组成的振荡器能够熟练的使用。在做设计的过程中,会因为接线错误或者数据的问题而运行出错,就需要一级级排查问题所在,所以一定要有细心和耐心,以及同学之间的配合,才能顺利的完成设计。

6.设计体会
在实际的操作过程中,遇到了各种各样的问题,这也直接反映了在专业知识方面的不足。虽然整个过程都是使用软件进行模拟的,但是有时候一个小小的问题就可能导致设计的暂停、毫无眉目,还好在老师的耐心讲解和同学们的相互配合下,才得以继续,以致与到最后设计的完成。
在设计电路的过程中,也锻炼了我们独立思考的能力,提高了我们解决问题的能力,学会了在设计中独立解决问题,也包括怎样去查找问题。似乎所有的事都得自己新手去操作才会在脑海中留下深刻的印象,这个小小的设计让我可以熟练的操作Multisim软件,也了解了不少器件的功能的应用,加深了对数字电路认识和理解。
这一周的设计中感觉比较辛苦,但也学会了很多东西,知道了如何与同学有效的交流与沟通,也锻炼了自己的耐心与细心,达到了预期的目标。不过也认识到自己知识的不足,在今后的学习生活中,要学好专业知识,提高自己的动手能力,达到学以致用的效果。

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