特點(diǎn):
1、本裝置的時間系統(tǒng)*采用模擬電子技術(shù)作為核心,它的精度稍低于用晶振為時鐘源經(jīng)大量的數(shù)字分頻獲得的數(shù)字時鐘,但其成本大大降低;
2、相對于數(shù)字時鐘,它具有電路簡單、成本低、制作方便易行、使用價值高以及技術(shù)含量高的特點(diǎn),可以使參與者獲得真知感悟。
3、調(diào)試操作簡單、工作可靠穩(wěn)定、重復(fù)性好。 性能參數(shù) 由四個(K1、K2、K3和K4)乒乓二擲(位)鈕子開關(guān),完成1~16分鐘時間設(shè)定,定時精度≤±1%。 電路組成 由有源線性反相積分放大器、電壓比較器聲光閃爍告警及其控制電路等組成,如圖1所示:
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方案分析設(shè)計(jì)部分
通過lm374輸入脈沖信號,在通過74LS00對電路實(shí)行倒計(jì)數(shù)。電路開始運(yùn)行 時,只正常顯示,通過四個開關(guān),對電路進(jìn)行控制,然后開始計(jì)時,判斷時間
時間是否完成,沒有則繼續(xù)顯示、否則,發(fā)出警報。運(yùn)行狀態(tài)用二個LED燈表示,綠LED亮表示計(jì)時,紅LED閃亮表示結(jié)束。報警電路采用蜂鳴器,時間為0時,蜂鳴器響。用數(shù)碼管表示計(jì)時時間,計(jì)時方式對過程作時間顯示。在時間是由用戶拔動開關(guān)進(jìn)行設(shè)置,并設(shè)置復(fù)位鍵,顯示過程可對時間進(jìn)行復(fù)位,其原理框圖如圖1所示
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電路設(shè)計(jì)
1.秒脈沖發(fā)生器 秒脈沖發(fā)生器可以由一個集成的lm324構(gòu)成,當(dāng)電源接通后,VCC通過對R4、R5向電容充電。電容上得到電壓按指數(shù)規(guī)律上升,當(dāng)電容上的電壓上身到 2/3VCC時,輸電壓VO為零,電容放電。當(dāng)電壓下降到1/3VCC時,輸出電平為高電平,電容放電結(jié)束。這樣周而復(fù)始便形成了振蕩。我們要的周期是1秒,頻率是1赫茲。周期T可以由下面的公式可知: T=(R4+2R5)C2ln2 其中R4=R5=48KΩ,C1=0.01μF,C2=10μF,把數(shù)據(jù)帶入T=(R4+2R5)C2ln2,得T=1s,即周期為一秒,輸出1HZ的信號,電路如圖2所示:
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2. 一百進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 一百進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和六十秒計(jì)數(shù)器的原理是一樣的,不同的只是它們的輸入脈沖和進(jìn)制不同而已,我們用四片74LS00來實(shí)現(xiàn)分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)功能,其中74LS00的功能表如圖3所示。我們要的只是減計(jì)數(shù),所以我們把它的UP端接到高電平上去,DOWN端接到秒脈沖上;秒十位上的輸入端B、C端接到高電平上,即從輸入端置入0110(十進(jìn)制的6),秒十位的LD端和借位端BO聯(lián)在一起,再把秒個位的BO端和秒十位的DOWN聯(lián)在一起。當(dāng)秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時候秒計(jì)數(shù)的192開始從9減到0;這時,它的借位端BO 會發(fā)出一個低電平到秒十位的輸入端DOWN,秒十位的計(jì)數(shù)從6變到5,一直到變?yōu)?;當(dāng)高低位全為零的時候,秒十位的BO發(fā)出一個低電平信號,DOWN為零時,置數(shù)端LD等于零,秒十位完成并行置數(shù),下一個DOWN脈沖來到時,計(jì)數(shù)器進(jìn)入下一個循環(huán)減計(jì)數(shù)工作中。對于分計(jì)數(shù)來說,道理也是一樣的;只是要求,當(dāng)秒計(jì)數(shù)完成了,分可以自動減少,需要把秒十位的借位端BO端接到分計(jì)數(shù)的DOWN端作為分計(jì)數(shù)的輸入信號來實(shí)現(xiàn)秒從分計(jì)數(shù)上的借位。我們可以利用分計(jì)數(shù)的UP端來進(jìn)行外部置數(shù),當(dāng)把它們各接到一個低觸發(fā)(平時保持高電平,外部給一個力就輸入一個低電平)的脈沖上 就可以實(shí)現(xiàn)從0-9的數(shù)字輸入,電路如圖4所示。
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