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NE555+74ls90電子秒表Multisim仿真設(shè)計(jì) 含文檔

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樓主
ID:426284 發(fā)表于 2019-11-14 23:11 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
這是大一的時(shí)候我做的一個(gè)設(shè)計(jì),
用555振蕩器加十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74ls90構(gòu)成的電子秒表
用數(shù)碼管顯示
附件里面包含文檔和Multisim仿真
剛開始學(xué)的時(shí)候做的,適合初學(xué)者
都是自己原創(chuàng)的,如有不足請(qǐng)大家多多指教

電子秒表是測(cè)定段時(shí)間間隔的儀表,由振蕩電路、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示電路等部分組成,其中振蕩器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器,由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。
技術(shù)要求:
1、采用中、小規(guī)模數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)。
2、具有清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停計(jì)時(shí)及繼續(xù)計(jì)時(shí)等控制功能。
3、可以準(zhǔn)確顯示00.00-99.99。
4、由七段LED顯示器顯示。
5、控制開關(guān)兩個(gè):啟動(dòng)(繼續(xù))暫停計(jì)時(shí)開關(guān)和復(fù)位開關(guān)。
6、利用Multisim (或EWB)進(jìn)行電路仿真與調(diào)試。

2.設(shè)計(jì)原理及方案
2
.1 設(shè)計(jì)方案
該方案采用的是用555振蕩器產(chǎn)生一個(gè)100HZ的脈沖,送入十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74ls90,通過共陰極七段數(shù)碼管來顯示結(jié)果,可以準(zhǔn)確顯示00.00-99.99秒的計(jì)時(shí),并且能夠通過控制電路實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、暫停、和清零功能。設(shè)計(jì)流程圖如圖2.1
                       圖2.1 流程圖
2.2 設(shè)計(jì)原理
由555振蕩器產(chǎn)生100Hz脈沖信號(hào),作為10毫秒的計(jì)時(shí)脈沖;10毫秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿10后,向100毫秒計(jì)數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖;100毫秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿10后,向1秒計(jì)數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖;1秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿10后,向10秒計(jì)數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)顯示譯碼器譯碼后送顯示器顯示。該電路設(shè)置兩個(gè)控制鍵控制“S1”,“S2”。鍵“S1”控制電路的清零功能,鍵“S2”控制電路的暫停功能。

3.設(shè)計(jì)步驟和結(jié)果
3.1振蕩器
振蕩器是數(shù)字秒表的核心。振蕩的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字式秒表的精確度,一般來說振蕩器的頻率越高,計(jì)時(shí)精度也越高。555定時(shí)器構(gòu)成的555振蕩器如圖3.1。

圖3.1  555振蕩電路

多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路, R1,R2和C1是外接定時(shí)元件,電路中將高電平觸發(fā)端(TRH腳)和低電平觸發(fā)端(TRI腳)并接后接到R2和C1的連接處,將放電端(DIS腳)接到R1,R2的連接處。由于接通電源瞬間,電容C1來不及充電,電容器兩端電壓uc為低電平,小于(1/3)Vcc,故高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端均為低電平,輸出uo為高電平時(shí),電源經(jīng)R1,R2對(duì)電容C1充電,使電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升,當(dāng)uc上升到(2/3)Vcc時(shí),輸出uo為低電平。
3.2 計(jì)數(shù)器
本次實(shí)驗(yàn)所用的計(jì)數(shù)器為74ls90芯片。功能如下:
74LS90計(jì)數(shù)器是一種中規(guī)模二-五-十進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器,R01、R02是計(jì)數(shù)器置0端,同時(shí)為1有效;R91和R92為置9端,同時(shí)為1時(shí)有效;若用A輸入,QA輸出,為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器;如B為輸入,QB-QD可輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù)器;將QA與B相連,A做為輸入端,QA-QD輸出十進(jìn)制計(jì)數(shù)器;若QD與A輸入端相連,B為輸入端,電路為二-五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
由于秒表要實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)00.00-99.99秒的功能,要用到四個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。所以將74ls90的QA與B相連,A做為輸入端,QA-QD輸出十進(jìn)制計(jì)數(shù)器;十進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖3.2所示。
圖3.2 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器
3.3控制電路
開始/清零鍵(S1):
將計(jì)數(shù)器部分的每片74LS90的RO1與RO2端相連,如圖3.3所示設(shè)置一個(gè)單刀雙擲的開關(guān),開關(guān)的一控制端接地,另一控制端接高電平,有74LS90功能表可知:當(dāng)開關(guān)A置于接地端時(shí),計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù),當(dāng)開關(guān)A置于高電平端時(shí),計(jì)數(shù)器清零。
暫停鍵(S2):
在555振蕩器輸出端接或門芯片7408N的一端,另一端設(shè)置一個(gè)單刀雙擲的開關(guān),開關(guān)的一控制端接地,另一控制端接高電平。當(dāng)開關(guān)B置于低電平端時(shí),計(jì)數(shù)器暫停。
圖3.3 控制電路
4.總電路圖
電子秒表總電路圖如圖4.1所示。在Multisim 14仿真軟件中點(diǎn)擊運(yùn)行,當(dāng)按下開關(guān)S2計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí);當(dāng)按下開關(guān)S1時(shí),計(jì)數(shù)器清零并停止運(yùn)行。
圖4.1總電路圖

我們做的是電子秒表。這次設(shè)計(jì)能夠順利,離不開指導(dǎo)老師的答疑解惑以及同學(xué)之間的配合溝通。
這次設(shè)計(jì),由于理論知識(shí)的不足,一開始的時(shí)候有些手忙腳亂,不知從何入手。然后通過查閱資料,以及老師的耐心講解,漸漸的有了眉目。這次的設(shè)計(jì)作品的制作讓我對(duì)multisim 14有了更加深入的了解。
通過查閱資料,對(duì)74ls90芯片以及555組成的振蕩器能夠熟練的使用。在做設(shè)計(jì)的過程中,會(huì)因?yàn)榻泳錯(cuò)誤或者數(shù)據(jù)的問題而運(yùn)行出錯(cuò),就需要一級(jí)級(jí)排查問題所在,所以一定要有細(xì)心和耐心,以及同學(xué)之間的配合,才能順利的完成設(shè)計(jì)。

6.設(shè)計(jì)體會(huì)
在實(shí)際的操作過程中,遇到了各種各樣的問題,這也直接反映了在專業(yè)知識(shí)方面的不足。雖然整個(gè)過程都是使用軟件進(jìn)行模擬的,但是有時(shí)候一個(gè)小小的問題就可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)的暫停、毫無眉目,還好在老師的耐心講解和同學(xué)們的相互配合下,才得以繼續(xù),以致與到最后設(shè)計(jì)的完成。
在設(shè)計(jì)電路的過程中,也鍛煉了我們獨(dú)立思考的能力,提高了我們解決問題的能力,學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)中獨(dú)立解決問題,也包括怎樣去查找問題。似乎所有的事都得自己新手去操作才會(huì)在腦海中留下深刻的印象,這個(gè)小小的設(shè)計(jì)讓我可以熟練的操作Multisim軟件,也了解了不少器件的功能的應(yīng)用,加深了對(duì)數(shù)字電路認(rèn)識(shí)和理解。
這一周的設(shè)計(jì)中感覺比較辛苦,但也學(xué)會(huì)了很多東西,知道了如何與同學(xué)有效的交流與溝通,也鍛煉了自己的耐心與細(xì)心,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。不過也認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)的不足,在今后的學(xué)習(xí)生活中,要學(xué)好專業(yè)知識(shí),提高自己的動(dòng)手能力,達(dá)到學(xué)以致用的效果。



全部資料51hei下載地址:
電子秒表.zip (323.32 KB, 下載次數(shù): 274)

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沙發(fā)
ID:644152 發(fā)表于 2019-11-18 10:55 | 只看該作者
很不錯(cuò)的
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板凳
ID:652222 發(fā)表于 2019-11-29 11:16 | 只看該作者
謝謝樓主
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地板
ID:677740 發(fā)表于 2019-12-30 18:08 | 只看該作者
謝謝樓主,學(xué)到了很多。
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5#
ID:768730 發(fā)表于 2020-6-5 10:39 | 只看該作者
大哥,你這個(gè)好像是0到999.9秒的
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6#
ID:759042 發(fā)表于 2020-6-10 15:52 | 只看該作者
百分之一秒跑的太慢了
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7#
ID:773911 發(fā)表于 2020-6-11 08:53 | 只看該作者
CXZXZC 發(fā)表于 2020-6-5 10:39
大哥,你這個(gè)好像是0到999.9秒的

對(duì)呀,而且他的555的周期是0.0001,不太明白
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8#
ID:776788 發(fā)表于 2020-6-12 12:52 | 只看該作者
這個(gè)可以改成50Hz的嗎?
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9#
ID:757857 發(fā)表于 2020-6-13 16:02 | 只看該作者
為什么555定時(shí)器輸出的頻率是100HZ?不應(yīng)該是10KHZ嗎。T=T1+T2=(R1+2R2)*C1*lin2=(4K+2*5K)*0.01*0.69us=96.6us。f=(1/T)=10352HZ。還有,為什么C2要選擇1.02uF呢,我查的資料里面沒有提到這一點(diǎn),只是說一般C2=0.01uF.
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10#
ID:701530 發(fā)表于 2020-6-13 21:50 | 只看該作者
很厲害
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11#
ID:338593 發(fā)表于 2020-6-14 10:36 | 只看該作者

謝謝樓主
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12#
ID:791673 發(fā)表于 2020-6-28 12:07 | 只看該作者
小浣熊1129 發(fā)表于 2020-6-11 08:53
對(duì)呀,而且他的555的周期是0.0001,不太明白

可以調(diào)整頻率等參數(shù)吧
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13#
ID:873690 發(fā)表于 2021-1-5 13:52 | 只看該作者
謝謝樓主,學(xué)到了很多。
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14#
ID:828341 發(fā)表于 2021-1-6 04:58 | 只看該作者
精度可能有問題。
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15#
ID:930638 發(fā)表于 2021-6-1 15:05 | 只看該作者
暫停鍵那里有問題,7408N應(yīng)該是與門
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16#
ID:947718 發(fā)表于 2021-7-1 20:36 | 只看該作者
想問下怎么提高電子秒表的速度啊,進(jìn)位到9.99要花好長的時(shí)間,改了555定時(shí)器的參數(shù)也沒用
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17#
ID:1084294 發(fā)表于 2023-6-15 16:37 | 只看該作者
這個(gè)輸出能改成50hz的嗎
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18#
ID:1139102 發(fā)表于 2024-12-9 16:46 | 只看該作者
要記到1000s的秒表要怎么改啊
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