电子秒表实训报告(2)

的十进制加法运算。并进位至下一位0.1s位的十进制加法计数器，频率缩减为10Hz。以此类推依次进位至最高位，并以6个LED数码管将计数器输出的信号显示出来。当“启动/停止”开关处于低电平时计数器处于保持状态，即暂停；当开关处于高电平时，计数器继续正常工作。而清零开关为高电平时，所有计数器清零；处于低电平时所有计数器可正常工作。

第二章 方案设计与论证

总体分析：

译码显示 六进制计数器 十进制计数器 六进制计数器 十进制计数器 十进制计数器 十进制计数器 分十位 分个位 秒十位 秒个位 0.1s 0.01s 脉冲源 清零 与非 与启动停止电路

图1-1 方案设计图

如图1-1所示，该电路需要2个六进制和4个十进制的加计数器，一个555定时器组成的多谐振荡器，RS触发器启动停止电路。由555多谐振荡器产生100Hz的时钟脉冲作为脉冲源（即0.01s为周期），通过与启动停止电路的输出与

6

非后作为信号源输入至第一个十进制计数器即0.01s位的计数器。然后进位至0.1s位的十进制加计数器，以此类推逐个进位。以此实现显示分辨率为1s／100，计时最长时间为1h，六位显示器，显示时间最长为59m59.99s，最后通过6个译码显示LED数码管输出。

第三章 单元电路设计与参数计算

3.1 时钟脉冲发生和控制信号

由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器产生矩形脉冲：

暂稳状态的脉冲宽度tp1，即uc从(1/3)Ucc充电上升到(2/3)Ucc所需的时间：

tp1≈（R1＋R2）Cln2＝0.7（R1＋R2）C

脉冲宽度tp2，即uc从(2/3)Ucc放电下降到(1/3)Ucc所需的时间：

tp2≈R2Cln2＝0.7R2C 振荡周期： T=tp1+tp2＝0.7(R1＋2R2)C

因此，令R1=2KΩ,R2=5KΩ,输出频率为100Hz即T=0.01s，则可求出C=1.19μF。得下图2-1中100Hz的555定时器构成的多谐振荡器：

7

图3-1

从3脚(OUT)输出脉冲信号。

3.2 设计十进制加法计数器

使用74LS90芯片实现十进制加法计数器。

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，又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S9(1)、S9(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，QD、QC、QB、QA作为输出端，

则构成异步8421码十进制加法计数器。

(4)若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB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。 a) 异步清零

8

当R0(1)、R0(2)均为“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。 b) 置9功能 当S9(1)、S9(2)均为“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA＝1001。

在这里我们用到的是将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，构成的异步8421码十进制加法计数器。如下图2-2：

图3-2

3.3 设计六进制加法计数器

常用异步集成计数器74LS290。其中，S9（1）、S9（2）称为置“9”端，R0（1）、R0（2）称为置“0”端；CP0、CP1端为计数时钟输入端，Q3Q2Q1Q0为输出端，NC表示空脚。

74LS290具有以下功能：

置“9”功能：当S9（1）=S9（2）=1时，不论其他输入端状态如何，计数器输出Q3 Q2 Q1 Q0=1001，而（1001）2=（9）10，故又称为异步置数功能。 置“0”功能：当S9（1）和S9（2）不全为1，并且R0（1）=R0（2）=1时，不论其他输入端状态如何，计数器输出Q3 Q2 Q1 Q0=0000，故又称为异步清零功能或复位功能。

计数功能：当S9（1）和S9（2）不全为1，并且R0（1）和R0（2）不全为1时，输入计数脉冲CP，计数器开始计数。计数脉冲由CP0输入，从Q0输出时，

9

则构成二进制计数器；计数脉冲由CP1输入，输出为Q2Q1Q0时，则构成五进制计数器；若将Q0和CP1相连，计数脉冲由CP0输入，输出为Q3Q2Q1Q0时，则构成十进制（8421码）计数器；若将Q3和CP0相连，计数脉冲由CP1输入，输出为Q3Q2Q1Q0时，则构成十进制（5421码）计数器。因此，74LS290又称为“二—五—十进制型集成计数器”。

图3-3

3.4 启动与停止电路 如图：

10