秒计数器的技术汇报.doc

西安航空职业技术学院 秒计数器技术报告 系部：电子工程系 专业：电子信息工程技术 指导老师：余平生 同组人员：田雪姣 李长超 苗根锁 杨波浪 宋振国 2011年5月20日 摘要 本电路由两个四位二进制加法计数器74LS160、两个译码器7447、两个LED数码管及555振荡电路电路组成。 在电路用中两个74LS160来显示0~99秒，秒时钟信号输入秒十位的脉冲输入端，计数器开始计数，当计到10时向秒个位计数器送清零信号使其清零，同时向秒十位计数器的脉冲输入端送进位脉冲，当计到第99秒时两个计数同时清零使其重新开始计数。 关键词 振荡电路、分频电路、计数电路、译码显示电路 目录 （一）技术要求 （二）总体方案设计 （三）单元电路设计 1．振荡电路 2．分频电路 3．闪烁电路 4．计数电路 5．译码显示电路 （四）安装调试 （五）报告总结 一、设计任务与要求 1．设计一个有 “分”、“秒”显示功能的电子钟。 2．计时100秒 3．并在电路板上进行组装、调试。 4．画出电路原理图（或仿真电路图）。 5电路仿真与调试。 具体要求： 1.画出总体设计框图，以说明秒表由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。 2.设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 3.选择合适的元器件，设计、选择合适的输入信号和输出方式，在确保电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。在线路板上接线验证、调试各个功能模块的电路。 4.在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。 制作要求： 自行装配、接线和调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和测量的数据分析问题所在，加以解决。编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 二．总体方案设计 秒计数器由信号发生器、分频器、计数器、译码器及显示器、闪烁灯等组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，我们用555构成的振荡器加分频器来实现。将标准秒脉冲信号送入计数器，计数器采用4位二进制的计数器74160，它具有异步清零功能，将精确信号输入译码显示电路，用7447译码，将信号输入译码显示电路，译码显示电路将计数器的输出状态经七段显示译码器译码显示。 实验电路流程图 模拟实验电路图 三、单元电路设计 1．振荡电路 （图1：555振荡器） 振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，在设计中选用555构成振荡器电路。 555多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。在这里为电路提供振荡信号。555定时器构成的多谐振荡器电路如图1所示：图中电容C1、C2和电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过C2电容接地。 多谐振荡器的工作波形如图6-11(b)所示：　　 　　电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈0.7(R1+R2)C；暂稳态Ⅱ的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C。 　　因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ，由上述条件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2R1，则D≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。 2.分频电路 （图2）CC4040分频器 分频电路能将高频脉冲变换为低频脉冲，它可由触发器以及计数器来完成。由于一个触发器就是一个二分频，N个触发器就是 2n个分频器。如果用计数器