哈工大 - 数电课设报告 - 图文(2)

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）

话筒实物 端口接线方式

2.2放大电路

由于声音传感器所产生的电信号的电压太小不宜直接进行整形，因此要对该电信号进行适当的放大，我们选用了三极管共射级放大电路，因为共射级放大电路会使输入电信号的相位滞后180度，因此使用两级放大，放大电路如图2.2-1和两级放大电路产生的波形如图2.2-2所示。

VCC5VXSC1VCCR86.2kΩVCC5VVCCJ1R947kΩ4Q33R71kΩ2N17110Key = Space2N171102R6100kΩ+Ext Trig+_A_+B_1Q2 图2.2-1 放大电路图

图2.2-2放大电路输出波形

2.3整形电路

施密特触发器的有一个很重要的应用是脉冲整形，经过施密特触发器的整形之后，脉冲信号可以

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变成比较理想的矩形脉冲信号。并且话筒产生的上升沿经施密特触发器整形同时取反，产生一下降沿，可触发之后的单稳态触发器。施密特触发器电路如图2.1.3-1所示，其输出波形如图2.1.3-2所示

VCC5VVCCU7555_TIMER_RATEDVCCRSTOUT21C410nFDISTHRTRICONGND0

图2.3-1施密特触发器构成的整形电路图

图2.3-2整形电路输出波形

2.4单稳电路

因为经过整形电路之后的脉冲宽度太窄，使发光二极管工作的时间和计数时间都非常短，为了能够使发光二极管工作的时间和计数时间变长达到10s左右，必须使用单稳态触发器，这里我们选用555定时器构成的单稳态触发器，其电路图以及输出波形分别如图2.4-1和图2.4-2所示。因为单稳态触发器的暂态时间为

tw=1.1R2C2

令暂态时间tw=8s

tw=1.1R2C2=8s

所以R2C2=8/1.1，取C2 =100uf， R2=100k的电位器，所以时间可调，最大延时时间为11s。

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VCC5VR2100kΩ50%Key=A101C2100uF09C610nF0RSTDISTHRTRICONGNDVCCU6555_TIMER_RATEDVCCOUT

图2.4-1 555定时器构成的单稳态触发器电路

图2.4-2 单稳态触发器电路的输入输出波形图

2.5 发光二极管模块

发光二极管的功能是，当单稳触发器输出稳态低电平电压时，发光二极管不发光，当单稳态触发器输出暂态高电平电压时，发光二极管发光。采用开关三级管基极驱动方式。根据发光二极管模块的功能设计的电路图如图2.5-1所示。

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VCC5VVCCR4300Ω7LED18R31kΩ2N17110Q16

图2.5-1发光二级管模块电路图

第三章数字电路部分

3.1时钟发生电路

计数器工作时必须有稳定的时钟发生电路为计数器提供时钟信号，在本课程设计中我们使用了555定时器构成的多谐振荡器来产生时钟信号，其电路图如图3.1-1所示，输出时钟信号如图3.1-2所示。时钟电路的输出时钟信号周期等于多谐振荡器的振荡周期，多谐振荡器的振荡周期：T=T1+T2

其中 T1=0.7(RA+RB)C

T2=0.7RBC

所以 T=0.7(RA+2RB)C

令时钟的周期为1，也即是使计数器每隔1秒钟记一次数， 所以 T=0.7(RA+2RB)C=1 取 C=100uf、 RA =200

VCC5V欧，则 RB =7.043k，RB 为可调电位器，总阻值为100k。

RA200Ω13RB7.043kΩ12C2100uF0U2555_TIMER_RATEDVCCVCCRSTDISTHRTRIOUT11CONC110nF0GND

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图3.1-1 555定时器构成的多谐振荡器

图3.1-2多谐振荡器输出时钟信号

3.2计数器与选通电路

我们学过的计数器芯片有很多种，老师给我们提供了两片74LS90芯片，74LS90芯片为上升沿异步计数的十进制计数器，该计数器按照8421BCD码进行计数，因为单稳态触发器的暂态时间tw=1.1R2C2=8秒，时钟周期T=0.7(RA+2RB)C=1秒，计数器必须能记8个数，此电路使用74LS90的级联（电路如图3.2-1所示），用以计十以上的数。

为实现在灯熄灭后，数码管的数值能保持一段时间，考虑增设一单稳态定时器，用于控制两个90计数器延时清零，该清零信号通过两单稳态触发器的输出进行或非运算产生。选通器使用74LS00芯片的与非门，当单稳态触发器1输出稳态电压（低电平）时，单稳态输出与时钟通过与非门接到74LS90的CP端，控制计数开始，单稳态输出1触发另外的一个单稳态时钟2，二者通过或非门控制74LS90的R01、R02清零端；当单稳态触发器1输出暂态电压（高电平）时，与非门输出低电平，计数器开始计数。当单稳态触发器1输出由暂态电压变为稳态电压时，74LS90计数停止，单稳态时钟2受到触发，单稳态触发器1输出与单稳态触发器2输出通过或非门，实现延时一段时间后对74LS90清零。

1U161412367INAINBR01R02R91R92QAQBQCQD1298112U3341412367INAINBR01R02R91R92QAQBQCQD129811074LS90D074LS90NU8A74LS00N5

图3.2-1 74LS90计数器的级联

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