定时器NE555构成的多谐振荡器产生秒脉冲,两块74LS19

1、电子课程设计报告发射器控制器系名专业年级姓名指导教师2010年10月10 日目录222467711. 课程设计目的：设计一个采用中小规模集成电路构成的电子秒表2. 课程设计题目的描述和要求设计一个采用中小规模集成电路构成的电子秒表，具体指标如下：1准确计时，计数分辨率为 1S。2秒表由 2 位数码管显示，计时周期为 60S，显示满刻度为 59S。3. 课程设计报告内容根据设计任务要求， 电子秒表的工作原理框图如图 1 所示。主要包括三大部分：脉冲信号发生器 倒计时器 时间显示器。由定时器 NE555 构成的多谐振荡器产生秒脉冲，两块 74LS192 芯片级联成 60 进制倒计时器，计时器输出的

2、数据通过译码器和数码管显示出来。（1） 总方框图秒脉冲（脉冲计数器（倒计译码器时间显示器信号发生器）时器）（个位） （数码管）计数器（倒计译码器时间显示器时器）（十位） （数码管）3. 各单元电路的设计方案及原理说明3.1 秒脉冲系统所需要的秒脉冲由定时器 NE555 所构成的多谐振荡器提供，多谐振荡器如图 1 1（a）所示，图中 NE555 外引线排列如图 1 1（ b）所示。其中 1 脚是电路地 GND ；8 脚是正电源端 Ucc，工作电压范围为 518V；2 脚是低触发端TR；3 脚是输出端 OUT ；4 脚是主复位端 R；5 脚是控制电压端 Uc；6 脚是高触发端 TH ；7 脚放电端

3、 DISC。R1、R2 和 C 为定时电阻和电容， C1 为电压控制端稳定电容。在信号的输出端产生矩形脉冲，其振荡频率为f=1.44/( R1+2R2)C 。284R17GND15Ucc326RTRDISC2NE5553NE55576OUTTH248CRUc151C集成电路 5553.2 倒计时器倒计时器由两位 4 位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、非门和或门构成。其组成如图所示，其中74LS192 是上升沿触发， CPU 为加计数时钟输入端； CPD 为减计数时钟输入端； LD 为异步预置端，低有效； CR 为异步清零端，高有效； CO 为进位输出端，当1001 后输出低电平；

4、 BO 为借位输出端，当0000 后输出低电平； D3D2D1D0 为数据预置端； Q3Q2Q1Q0 为数据输出端。倒U3计时器初始状态为01100000，当输入一个脉冲，计时器VCC就会减一。低位的状态VCCU4是 0000 时，再来一个脉冲， BO 端就会由 10，这是高位的 CPD 端由 01。5V5V1 运算。低位的状态变为1001。当 DCD_HEX高位因得到一个上升沿，从而触发，进行减高低位的状态都为0000 时，它们的 LD 端就会接低电平，从而进行异步置数。DCD_HEXVCC计时器状态变为01100000。秒脉冲再来就会重复以上操作。U138161A VCC921Y6A2A6

5、Y43112Y5A53A5Y103Y4AU216GND4Y74LS04DVCC GND14233267121311CLR COGND11LOAD14OOABCDCBQQQQ5UPBO 1315U14DOWND74LS192DNAWRO PO15 AQA 3&GNDL LU DABCDU12AC 124150BQB74LS20D5 4191111VCC10CQC 6&GND9DQD 7U11A774LS20D74LS192DGND12VCCVCC5VGND5VVCC8U14VCCR2184RSTOUT 33177DISR115M|?6THRC25M|?2021 2TRI53.3

6、时间显示器时间显示器由译码器两片半导体数码管构成。此半导体数码管为带小数点（ DP）的七段数码管，分为共阴和共阳型。共阴型数码管的COM 端接低电平，共阳型的则接高电平。元件型号元器件清单相关芯片、元器件主要用途数量74LS192十进制可逆加减计数器274LS04非门174LS20与门1数码显示管显示数值2电阻、电容降压、分压，滤波等等电阻： 15M 1个5M 1个电容：1nf1个1nf1个芯片介绍74LS192 主要电特性的典型值型号fcPd74LS19232MHZ95MW74LS192 的清除端是异步的。当清除端（MR ）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPu）状态如何，即可完成清除功能。

7、 74LS192 的预置是异步的。当置入控制端（ TL）为低电平时，不管时钟 CP 的状态如何，输出端（ QOQ3）即可预置成与数据输入端（ POP3）相一致的状态。74LS192 的计数是同步的， 靠 CPD、CPu 同时加在 4 个触发器上而实现。 在CPD、CPu 上升沿作用下 QOQ3 同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用 CPD 或 CPu，此时另一个时钟应为高电平。当计数上溢出时，进位输出端（ TCU）输出一个低电平脉冲，其宽度为 CPu 低电平部分的低电平脉冲；当计数下溢出时，错位输出端（ TCD ）输出一个低电平脉冲，其宽度为 CPD

8、 低电平部分的低电平脉冲。当把了 CD 和了 Cu 分别连接后一级的 CPD、CPu，即可进行级联。逻辑图如图3.1 所示。4图 3.1 74LS192 逻辑图引出端符号见表 3.2 所示。表 3.2 74LS192 引出端符号TC D错位输出端（低电平有效）TC U进位输出端（低电平有效）CPD减计数时钟输入端（上升沿有效）CPu加计数时钟输入端（上升沿有效）MR异步清除端P0P3并行数据输入端PL异步并行置入控制端（低电平有效）毫秒信号产生电路 NE555 定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。 利用闭合回路的反馈作用可以产生自激振荡。 TTL 电路延迟时间短，难以

9、控制频率。电路接入 RC 回路有助于获得较低的振荡频率，由于门电路的作用时间极短，TTL 电路自有几十纳秒，所以想获得稍低一些的振荡频率式很困难的，而且频率不易调节。在电路中接入 RC电路可以有助于获得较低的振荡频率，而且通过改变 R，C 的数值可以很容易实现对频率的调节。振荡电路是数字秒表的核心部分，电容充放电的速度决定了电路的振荡频率R 1 .R 2 .C 决定了多谐振荡器的周期，即决定了形成的方波的频率利用闭合回路中的负反馈作用可以产生自激振荡，利用闭合回路中的延迟负反馈作用也能产生自激振荡， 只要负反馈作用足够强。 为了得到频率更加准确的频率信号，加入了电容和电阻。5（ 4）系统总体电

10、路图XEH_DCD893U1101D291S1L4U 77DQD96CQC01DNDNGVC5CCVCV3CAYAYAYC 6655441VDUAYAYAYN1 12233G61352BQB13AQA51NWOD4C3 1OBPU5CDAOLV112 1OCRL C4143 11 51D40SDLD4N7NGGD02A S2 L1 4U 7&GV5CCVD02A S1 L1 4U 7&2171NC54551MU3LTUO8CD1CNVGTSRINSIHRORDTTCDD NN GGCXCVE7H_6DC4233267D211D1OOABCDVCBQQQQ242951CUUDNS

11、CALVWR OP O4L LABCDC U D7415451091111DDNVNG5GCCVCCV4762511F2n80 C 1211?|RM5F2Cn1?|2MR516（5）调试的步骤和方法：1脉冲信号发生器的安装调试在安装元件之前， 尤其要注意元件的 8 脚接电源 1 脚接地。检查正确无误后， 加入电源， 3 口出测试点接示波器检验方波信号是否正常。2倒计时器调试注意 8 脚接地 16 脚接电源74LS04 和 74LS20 也要接电源和地将上述各部分电路调节器试好后，将整个系统连接起来进行通调。（ 6）最终的测试结果倒计时显示从 59 到 0，成功总结在调试过程中出现的问题，以及解

12、决的方法。电路接好后数码管不亮 注意数码管 COM 口接地 确认芯片 74LS192 接电源，数码管不跳确认 74LS192 接电源的线是否全连。总结本次试验设计让我感受到了倒计时器的这部分知识有了比较深刻的理解， 同时也出现了很多问题， 让我认识到实践是检验真理的唯一标准。 明明仿真时候很顺，自己动手缺错误百出， 有个错误连线我检查到第三遍才检查出来。 主要原因是我们没有经常动手设计过电路， 还有资料的查找也是一大难题， 这就要求我们在以后的学习中， 应该注意到这一点， 更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来。 通过本次课程设计，巩固了我们学习过的专业知识，也使我们把理论与实践从真正意义上相结合了起来； 考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的学习中得以改进、提高；通过使用 multisim10.0 ；让