一、工作原理分析
1、工作原理框圖
本十通道開(kāi)關(guān)及顯示電路要實(shí)現(xiàn)的功能是按鍵開(kāi)關(guān)SA每通斷一次,數(shù)碼管顯示十通道開(kāi)關(guān)通道導(dǎo)通的位數(shù),同時(shí)對(duì)應(yīng)的十通道開(kāi)關(guān)通道導(dǎo)通。下面從四個(gè)方面進(jìn)行分析:
2、手動(dòng)脈沖產(chǎn)生電路分析
本電路由LM555定時(shí)器,三極管2SC1815,電阻R1、R2,電容C1、C2構(gòu)成施密特觸發(fā)器當(dāng)接通電源后,555定時(shí)器的6腳THR與2腳TRI并接在一起,加到VT管的集電極,受集電極電壓控制。當(dāng)開(kāi)關(guān)SA合上時(shí),使得VT管集電極電壓小于三分之一電源電壓,VT管導(dǎo)通, LM555定時(shí)器的3腳將輸出高電平。當(dāng)開(kāi)關(guān)SA打開(kāi)時(shí),使得VT管集電極電壓大于三分之二電源電壓,VT管導(dǎo)通,LM555定時(shí)器的3腳將輸出低電平。實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)SA每通斷一次,555定時(shí)器的3腳就輸出一個(gè)脈沖波加到計(jì)數(shù)譯碼功能電路。
3、計(jì)數(shù)譯碼功能電路分析
本電路由十位計(jì)數(shù)譯碼器74ls90組成,利用7490的QA(12腳)與INB(1腳)相連接,時(shí)鐘脈沖從INA(14腳)輸入,則構(gòu)成8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,當(dāng)INA(14腳)每來(lái)一個(gè)上升沿時(shí),將從7490的QA、QB、QC、QD輸出8421BCD碼(0—9)分別加到數(shù)碼管顯示電路和十通道驅(qū)動(dòng)輸出電路。
4、數(shù)碼管顯示電路功能分析
本電路由BCD鎖存七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器(消隱)4511,七段共陰數(shù)碼管,電阻R3—R9等組成,將從7490的QA、QB、QC、QD輸出8421BCD碼(0—9)加到4511的輸入端A、B、C、D,由4511譯碼并送到數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字(0—9)。
5、十通道驅(qū)動(dòng)輸出電路分析
本電路由四位四線十線譯碼器7442和六反相器7404組成,從7490的QA、QB、QC、QD輸出8421BCD碼(0—9)加到7442的輸入端A、B、C、D,由7442譯碼并從Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9的相應(yīng)引腳輸出低電平,再分別由反相器驅(qū)動(dòng)繼電器電路工作。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
本電路主要用到了以下集成芯片,并對(duì)其引腳功能及真值表進(jìn)行分析。
1、555定時(shí)器的引腳功能如下:
1腳:地,2腳:觸發(fā)輸入端,3腳:輸出端,4腳:復(fù)位端,5腳:電壓控制端,6腳:閥值輸入端,7腳:放電端,8腳:電源。
閥值輸入端THR |
觸發(fā)輸入端TRI |
復(fù)位端MR |
VT管 |
OUT |
X |
X |
0 |
導(dǎo)通 |
0 |
>2/3VCC |
>1/3VCC |
1 |
導(dǎo)通 |
0 |
<2/3VCC |
>1/3VCC |
1 |
原狀態(tài) |
原狀態(tài) |
<2/3VCC |
<1/3VCC |
1 |
截止 |
1 |
本電路圖構(gòu)成了施密特觸發(fā)器,當(dāng)開(kāi)關(guān)SA打開(kāi)時(shí),輸出為0,當(dāng)開(kāi)關(guān)SA合上時(shí),輸出為1,組成了手動(dòng)脈沖產(chǎn)生電路。
2、十位計(jì)數(shù)譯碼器74ls90的真值表如下:
R01,R02:置0端,當(dāng)R01=1,R02=1時(shí),輸出0,當(dāng)R01=0,R02=0時(shí),計(jì)數(shù)狀態(tài)。
R91,R92:置9端,當(dāng)R91=1,R92=1時(shí),輸出9,當(dāng)R91=0,R92=0時(shí),計(jì)數(shù)狀態(tài)。
INA,INB:時(shí)鐘輸入端,上升沿有效。
74ls90的QA(12腳)與INB(1腳)相接,時(shí)鐘脈沖從INA(14腳)輸入,則構(gòu)成8421 BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
本電路當(dāng)R01=0,R02=0,R91=0,R92=0時(shí),QA(12腳)與INB(1腳)相接,時(shí)鐘脈沖從INA(14腳)輸入,則構(gòu)成8421 BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,當(dāng)INA(14腳)輸入端每來(lái)一個(gè)上升沿時(shí),輸出端計(jì)數(shù)加1。
3、BCD鎖存七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器(消隱)CD4511的真值表如下:
EL:鎖存允許端,當(dāng)EL=1時(shí),輸出處于鎖存狀態(tài),當(dāng)EL=0時(shí),輸出隨輸入的改變而改變。
BI:滅燈端,當(dāng)BI=0時(shí),輸出0,當(dāng)BI=1時(shí),輸出隨輸入的改變而改變。
譯碼狀態(tài)。
LT:測(cè)試端,當(dāng)LT=0時(shí),輸出0,當(dāng)LT=1時(shí),輸出隨輸入的改變而改變,
譯碼狀態(tài)。
A、 B、 C、 D:十進(jìn)制BCD碼輸入端。
本電路BI、LT接的為高電平,EL接的為高電平,電路處于譯碼狀態(tài),輸出隨輸入的改變而改變。
4、四位四線十線譯碼器7442的真值表如下:
A、B、C、D為BCD碼輸入端(0000—1001),Q0—Q9為譯碼輸入端。當(dāng)輸入為0000時(shí),Q0有效,當(dāng)輸入為0001時(shí),Q1有效。
5、六反相器7404的真值表如下:
邏輯表達(dá)式:Y=/A
邏輯功能:有0出1,有1出0。
三、電路圖
四、驗(yàn)證波形
7490的輸出端QA 、QB 、QC 、QD的波形如圖
五、總結(jié)報(bào)告
本十通道開(kāi)關(guān)及顯示電路設(shè)計(jì)論文的設(shè)計(jì)部分就完畢了,下面我簡(jiǎn)單的回顧一下這個(gè)設(shè)計(jì),電路主要由LM555定時(shí)器,三極管2SC1815,電阻R1、R2,電容C1、C2構(gòu)成施密特觸發(fā)器,由十位計(jì)數(shù)譯碼器7490組成計(jì)數(shù)譯碼電路。由BCD鎖存七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器(消隱)4511,七段共陰數(shù)碼管,電阻R3—R9等組成數(shù)碼管顯示電路,由四位四線-十線譯碼器7442和六反相器7404組成十通道驅(qū)動(dòng)輸出電路。通過(guò)對(duì)4511,7442,7404,7490,555等引腳功能,真值表分析,并設(shè)計(jì)原理圖。使得研究電子技術(shù)變得更加直觀,簡(jiǎn)單,學(xué)習(xí)效果更進(jìn)一步提高,帶動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性。
通過(guò)學(xué)習(xí)使自己對(duì)課本上的知識(shí)可應(yīng)用于實(shí)際,使得理論與實(shí)際相結(jié)合,加深了對(duì)課本知識(shí)的理解,并利用圖書(shū)館查閱資料,增加了許多課本以外的知識(shí)。并利用電子電路計(jì)算機(jī)仿真軟件MULISIM9進(jìn)行仿真。達(dá)到了學(xué)以致用的目的。 |