秒计数器技术报告

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R2>>R1，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。如果用计数器作分频器，就要按进制数进行分频

CC4040是12位二进制串行计数器，所有计数器位为主从触发器。计数器在时钟下降 沿进行计数，CR为高电平时，对计数器进行清零。由于在时钟输入端使用斯密特触发器，对脉冲上升和下降时间无限

制。所有输入和输出均经过缓冲。

4040引脚图

3.闪烁电路

该电路包括一个LED发光二极管，电阻及地线，主要功能是每秒钟闪烁一次，和数码管数字跳动一致。

4. 计数电路

（图3计数电路）

整个计数器电路由个位计数器和十位计数器组成，它们都采用十进制计数器

1、74LS160，是一个4位二进制的计数器，它具有异步清除端，与同步清除端不同的是，它不受时钟脉冲控制，只要来有效电平，就立即清零，无需再等下一个计数脉冲的有效沿到来。 具体功能如下： 1).异步清零功能

只要（CR的非）有效电平到来，无论有无CP脉冲，输出为“0”。

在图形符号中，CR的非的信号为CT=0，若接成七进制计数器，这里要特别注意，控制清零端的信号不是N-1（6），而是N（7）状态。其实，很容易解释，由于异步清零端信号一旦出现就立即生效，如刚出现0111，就立即送到（CR的非）端，使状态变为0000。所以，清零信号是非常短暂的，仅是过度状态，不能成为计数的一个状态。清零端是低电平有效。

（74160引脚图）

2).同步置数功能

当（LD的非）为有效电平时，计数功能被禁止，在CP脉冲上升沿作用下D0～D3的数据被置入计数器并呈现在Q0～Q3端。若接成七进制计数器，控制置数端的信号是N（7）状态，如在D0～D3置入0000，则在Q0～Q3端呈现的数据就是0110。 2、7400

74ls00从属于TTL门系列.它是一个内部含有四个双输入的与非门芯片.其14脚接+5v电压;7脚接地;其功能表达式可记为:

当AB都为高电平"1"时输出为高电平"0";

当AB都为低电平"0"时输出为高电平"1";

当AB异同时:即,一个为低电平"0"一个为高电平"1"时输出为高电平"1"

其内部结构如图所示:

(7400引脚图)

5. 译码显示电路

译码电路的功能是将秒、分、计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。用于驱动七段共阳数码管的译码器常用的有74LS47。工作电压5V，74LS47是BCD-7译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译吗管的输入端，便可以进行不同数字的显示。在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电阻。

（7447引脚图）

（数码管引脚图）

四 安装调试

1.振荡频率调节 振 …… 此处隐藏：1757字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……