基于十进制计数芯片74LS90的设计-课程设计.doc

目录 1 设计框图与方案选择 1 1.1 设计思路 1 1.2 方案的选择与论证 1 2 单元电路的分析与设计 3 2.1 脉冲电路设计 3 2.2显示电路设计 4 2.2.1 计数器的设计 4 2.2.2 显示单元电路 5 2.2.3 控制电路 6 3 总体电路设计 7 4 系统调试与仿真 8 5 实物制作与调试 10 结束语 11 参考文献 12  1 设计框图与方案选择 1.1 设计思路 首先，本次电子秒表的设计任务要求计数精度可达百分之一秒，因此基准脉冲应该获得频率为100HZ的脉冲信号。要求可显示时间99.99秒，因此每一位都为十进制位。控制部分可用三个控制键分别进行启动、暂停、清零功能。分别实现以上模块功能，即可设计出符合要求的电子秒表。 图1 原理方框图 1.2 方案的选择与论证 方案一 基于十进制计数芯片74LS90的设计 题目要求达到可计数99.99秒，则需要四个数码管；要求计数分辨率为0.01秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。可采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。秒表核心部分使用四个74LS90计数器级联而成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。 图 2 74LS90引脚图 方案二 基于十进制计数芯片74LS160的设计 由555定时器组成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器，74LS160作为计数器，使用四个74LS90计数器级联而成。74LS48作为译码器，再与数码管连接来显示。 图3 74LS160引脚图 比较两种方案，两套方案均可以达到设计目的，但是使用74LS90的计数芯片将会使设计变得更为简洁容易，也便于系统的连线，且在平时的实验中使用过LS90芯片，便于查找问题，我们最终选用74LS90来制作实物连线。 2 单元电路的分析与设计 2.1 脉冲电路设计 设计采用555定时器作为脉冲发生器。 图 4 555定时器引脚图 图 5 多谐振荡电路 充电时间 （1） 放电时间 （2） 矩形的振荡周期 （3） 因此改变、和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。 当矩形波的频率f=100 Hz时，振荡周期T=0.01s。当取C=1μF,，若使T=0.01s，那么，。 2.2显示电路设计 2.2.1 计数器的设计 基准脉冲通过四级计数器，“秒”十分位、百分位、个位、十位的计时。由方案可知计数器可以采用74LS90。 通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能，而且还可借助R0(1),R0(2)对计数器清零，借助S0(1),S0(2)将计数器置9，其具体功能详述如下： 1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器 2)计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器 3)若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QDQCQBQA作为输出端，则构成异步8421码10进制加法计数器 4)若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QDQCQBQA作为输出端，则构成异步5421码10进制加法计数器 5)清零功能：当R0(1),R0(2)均为“1”，S0(1),S0(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA=0000 6)置9功能：当S0(1),S0(2)均为“1”，R0(1),R0(2)中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA=1001 本次设计用到上述的3）、5）功能，对应的连线如下： 表 1 74LS90接线表 译码器 D6 C2 B1 A7 计数器 11 8 9 12 1.本设计中NC悬空 2.按照功能3）接线构成10进制 2.2.2 显示单元电路 本设计中选用的74LS48是BCD码七段译码器兼驱动器，输出端（Ya－Yg）为高电平有效，可驱动共阴极LED显示器，其外引线排列图和功能表分别如图和表所示。 图6 74LS48引脚图 显示器采用七段发光二极管显示器，它可直接显示出译码器输出的十进制数。七段发光显示器有共阳和共阴两种接法。与74LS48译码器配套的显示器为共阴型。 图 7 七段共阴极数码管引脚图 根据74LS48和数码管的功能，接线如下： 表2 对应管脚接线图 显示器 7a 6b 4c 2d 1e 9f 10g 译码器 13 12 11 10 9 15 14 1.本设计实验中LT, RBI, BI/RBO均接高电平（+5V）; 2. D, C, B, A按顺序为从高位到低位，为4输入端。 2.2.3 控制电路 1) 暂停功能： 在脉冲信号接入端接上单刀开关，根据暂停/连续原理可知开关闭合时为连入脉冲，此时计数开始；断开开关时为停止脉冲，