设计定时器的方案及论证.doc

第2章 方案设计与论证 上述要求关键是怎样才能比较准确地计数，同时在最后3秒报时，且响半秒、停半秒共三下。原理框图触发电路译码显示电路报时电路信号发生电路图（1）2.1 时间脉冲产生电路方案：1. 由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。根据555定时器接成多谐振荡器，采用如图所示电路，由于接入了二极管D1，电容的充电电流和放电电流经不同的路径，充电电流只经，放电只经，因此电容C的充电时间为：T1= R 1Cln2而放电时间为：T2 =R2Cln2,故得输出脉冲的占空比为：q=R1/(R1+R2),取R1=R2q=50.跟据理论和电路图，得电路的振荡周期为：T=T1+T2=(R1+R2) Cln2,取一Hz脉冲信号，再和555定时器连起来，就可以实现响半秒、停半秒。 方案2:石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确，电路结构简单，频率易高调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时，才达到最后的稳定，这种压电谐振的频率就是晶体振荡的固有频率。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，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。如图(2)所示为电子手表集成电路（如5C702）中的晶体振荡器电路，常取晶振的频率为32768Hz，因其内部有15级2分频集成电路，所以输出端正好可得到1Hz的标准脉冲。2.2 计数器 采用倒计时的方式计数，故选用74ls190十进制减法计数实现。集成十进制同步加减计数器CT74LS190，74ls190是单时钟同步十进制加/减计数器。 主要逻辑功能。2.3译码器译码器是一种具有“翻译”功能的逻辑电路，这种电路能将输入二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应的输出信号。有一些译码器设有一个和多个使能控制输入端，又成为片选端，用来控制允许译码或禁止译码。 译码器的种类很多，但它们的工作原理和分析设计方法大同小异，其中二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器是三种最典型，使用十分广泛的译码电路。译码器是典型的组合数字电路，译码器是将一种编码转换为另一种编码的逻辑电路，学习译码器必须与各种编码打交道。从广义的角度看，译码器有四类：二进制码译码器，也称最小项译码器，N中取一译码器，最小项译码器一般是将二进制码译为十进制码；代码转换译码器，是从一种编码转换为另一种编码；显示译码器，一般是将一种编码译成十进制码或特定的编码，并通过显示器件将译码器的状态显示出来。编码器，一般是将十进制码转换为相应的其它编码，其实质与代码转换译码器一样，编码是译码的反过程。变量译码一般是一种较少输入变为较多输出的器件，一般分为2n译码和8421BCD码译码两类。2.4 数码管显示译码主要解决二进制数显示成对应的十、或十六进制数的转换功能，一般其可分为驱动LED和驱动LCD两类。 图（5）（数码实物参照图片）在数字系统中常见的数码显示器通常有：发光二极管数码管(LED数码管)和液晶显示数码管(LCD数码管)两种。发光二极管数码管是用发光二极管构成显示数码的笔划来显示数字，由于发二极管会发光，故LED数码管适用于各种场合。液晶显示数码管是利用液晶材料在交变电压的作用下晶体材料会吸收光线，而没有交变电场作用下有笔划不会听吸光，这样就可以来显示数码，但由于液晶材料须有光时才能使用，故不能用于无外界光的场合（现在便携式电脑的液晶显示器是用背光灯的作用下可以在夜间使用），但液晶显示器有一个最大的优点就是耗电相当节省，所以广泛使用于小型计算器等小型设备的数码显示。发光二极管点亮只须使其正向导通即可，根据LED的公共极是阳极还是阴极分为两类译码器，即针对共阳极的低电平有效的译码器；针对共阴极LED的高电平输出有效的译码器。根据实验室提供以及总体分析，本次实验，选择74ls48译码器和共阴LED数码管。2.5 声响报时驱动压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。压电陶瓷蜂鸣片（简称蜂鸣片）价格低廉、体积小，所需要的驱动电路简单，因此我们选择它作为蜂鸣器。在电路和电源电压相同的情况下，用COMS反相器与TTL反相器