Multisim电子秒表

1、电子秒表设计1 .实验目的：学习数字电路中的基本 RS触发器，单稳触发器，时钟发生器，译码显示电路等单元 电路的综合应用。学习电子秒表的调试方法。2 .实验原理图2-1为电子秒表的电原理图。按功能分成 4个单元电路进行分析。2.1 基本RS触发器图2-1的单元I部分为用集成与非门构成的基本 RS触发器。它属低电平直接触发的触 发器，有直接置位和复位的功能。图2-1 电子秒表原理图它的一路输出Q作为单稳态触发器的输入，另一路输出 Q作为与非门5的输入控制信 号。按动按钮开关K到接地，则门一的输出Q=1;门2的输出Q=Q K复位后Q Q状态保 持不变。再按动按钮开关 K,则Q由0变为1,门5开启，

2、为计数器启动作好准备，Q由1 变到0,送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。2.2 单稳态触发器图2-1的单元R部分为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器。单稳态触发器的输入触发负月冲信号V由基本RS触发器Q端提供，输出负脉冲 M通过非门加到计数器的清 除端Ro静态时，门4应处于截止状态，故电阻 R必须小于门的开关电阻FU。定时元件RCm 值不同，输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分 电路的R和G。单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。2.3 时钟触发器图2-1的单元田为由555定时器构成的多

3、谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。调节电位R,使在输出端3获得频率为50Hz的矩形波信号。当基本 RS触发器的Q=1 时，门5开启，此时，50Hz脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器74LS90(I)的计 数输入端CF202.4 计数及译码显示二-五-十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元。其中计数器接成五进制 形式，对频率为50Hz的时钟脉冲进行五分频，在输出端 Q取得周期为0.1秒的矩形脉冲， 作为计数器的时钟输入。计数器及计数器接成8421码十进制形式，其输出端与实验 装置的译码显示单元的相应输出端连接，可显示 0.10.9s和19.9s计时。表2-1为74LS90引脚功能

4、表输入输 出功能清0置 9时 钟Q Qc Q QaR (1)、 R (2)S9 (1)、S9 (2)CP1 、 CP110*0* *0 0 0 0清00*011* *1 0 0 1置90*00*0；1Q输出二进制计数1；QQQB输出五进制计数；Q AQQQQA输出8421DC则十进制计数QQQCB输出5421DC则十进制计数1 1不变保持74LS90是异步二-五-十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，也可以作五 进制和十进制加法计数器。通过不同的连接方式，74LS90可以实现4种不同的逻辑功能；而且还可以借助R0 (1)、R (2)对计时器清零，借助S9 (1)、S9 (2)将计数器置

5、9。其具体功能详述如下:(1)当计数脉冲从CP输入，Q作为输出端，为二进制计数器(2)当计数脉冲从CP输入，QQQ作为输出端，为异步五进制加法计数器。(3) 若将CP2和Q相连，计数脉冲由CR输入，Q、Q、Q和Q作为输出端，则构成异 步8421码十进制加法计数器。(4) 若将CR和Q相连，计数脉冲由CP2输入，Q、Q、Q和Q作为输出端，则构成异 步5421码十进制加法计数器。(5) 清零、置9功能。异步清零：当R (1)、R (2)均为“1"，且& (1)、S9 (2)中有“0”时，可实现 异步清零，即QQQQ=0000。置9功能：当S9 (1)、S9 (2)均为“1&quo

6、t;，且R (1)、R (2)中有“0”时，可实现 置9功能，即QQQQ=1001。基于74LS190的记时电路请读者自行设计。计时电路也可采用74160实现，秒计时电路如图2-2所示，分、时计时电路请读者参考秒计时电路自行设计。图2-2采用74160设计的秒计时电路3、实验仿真 3.1对定时时钟信号仿真-4*414ftRI6.HkQ71S.1S.L<TOTGS士1Dn3Ui- - LM555CM20k 02：1fi414S，G1：r=33iiF图3-1 555定时器产生时钟信号原Osci 11 oscop e-XSCI图3-2 555定时器产生波形3.2计数器仿真图3-3计器 仿真 原 理 图图3-4计数器仿真结l_j!DCD_H£X4.心得与体会图3-4整体效果图通过此次电路设计，我的理论知识掌握的更扎实，动手能力明显提高，同时，通过网 上搜索等多方面的查询资料，我学到了书本上没有的知识。还有加深了对课本知识的认识 理解以及应用，对一些器件的