电子跳绳计数器

《电子跳绳计数器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子跳绳计数器（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1 设计任务描述1.1 设计题目：电子跳绳计数显示器1.2 设计主要内容及要求1.2.1 设计目的（1）掌握电子跳绳计数显示器的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。1.2.2 基本要求（1）跳绳显示器中的传感器将人每跳动一次的振动以脉冲形式发出，将此 脉冲整形作为基准计数脉冲；（2）可以记录跳绳的次数，最大值为 9999。（3）假设每跳 20 次可消耗 1 卡的热量，所消耗卡路里的三位计数译码显示（4）记录本次跳绳的时间（可以两位分钟为单位）。1.2.3 发挥部分（1）计数器的预置，当达到预置值时，发出庆祝声音；（2）每跳 500 次发出提示音；（3）跳绳的速度（次数/分钟）2

2、 设计思路2.1设计构思跟据所给题目的要求，本次电子的课程设计的内容为电子跳绳计数显示器， 其功能是记录跳绳所跳的个数测量，与我们平时乘出租车时的交费表同一原理， 我设计的电子跳绳计数显示器的基本电路由四个主要部分组成分别是震荡电路、 分频电路、跳绳记数电路、时间记录电路、闹铃报警电路。(1)震荡电路设计：本人选用石英晶体震荡电路，利用石英晶体产生一个 1kHz 的震荡频率。(2)分频电路设计：在此处可选用计数器来进行分频，如选用 74160 芯片， 将 1kHz 的频率以十的 N 次幂来分频。(3) 跳绳记数电路：此处的记数可用二十进制、十进制的芯片集联来实现 N 位记数。(4) 时间记录电

3、路：在此同里程记数电路的连接方法即可记时。(5) 闹铃报警电路：实现目的地到达时的报警，应用5G555芯片可实现。3 设计方框图以下为设计方框图，以此为框架构造电路设计，如图 3.1所示。图 3.1 设计方框图4 各部分电路设计及参数计算4.1 秒信号产生电路设计及其工作原理4.1.1 振荡电路本电路中的振荡器是由石英晶体组合电路而构成的振荡器。由于石英晶体振 荡的稳定最后，而且造价不高，它的振荡频率所以被广范应用于个种场合。工作 原理：时间标准信号的频率很高，要得到秒脉冲，需要分频电路。振荡器产生的 振荡频率为1kHz，其石英振荡器的连接方法如图4.1所示。C0J004 7uF4/25f=1

4、kHz图 4.1 石英振荡器4.1.2 秒信号产生电路设计为了将1kHz的频率分频为1Hz的信号需用3片74160进行分频后可得到1Hz 的秒脉冲信号,其原理接线图如图 4.2 所示。1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0图 4.2 振荡分频原理图4.2 计数译码显示电路设计秒计数器的十位和个位，输出脉冲除用做自身清零外，同时还作为“分”计数 器的输入信号。分计数器电路与秒计数器相同,本电路设计为可以记录“分、秒” 的计数器，设计电路图，如图4.3所示a b c d e f gXHHT7448EP ET CPTQD QC QB QA 74160 rLD00000

5、 0 0 0 1图 4.3 显示时间原理图4.3 闹铃报警电路闹铃报警电路的设计是由一个 5G555 产生的电路外接扬声器即可完成，其 原理图，如图 4.4 所示。C2Cl图 4.4 报警电路原理图R2 “10k Q0.01 UF0.01 UF4.4 卡路里的三位计数译码显示4.4.1 分频电路卡路里计数器需用 2 片 74160 进行分频后可得到信号，其原理接线图如图4.5 所示。4.4.2 三位卡路里计数译码显示三位卡路里计数译码显示器需要3片7448 译码显示组成，由2片74160与 其相连接，组成电路，其计数方法为每跳20 次可消耗1卡的热量。其原理接线 图如图 4.6 所示。图 4.

6、6 三位卡路里计数译码显示原理图4.5 跳绳计数显示器跳绳计数显示器的千位、百位、十位和个位，输出脉冲除用做自身清零外， 同时还作为“次数”计数器的输入信号。本电路设计为可以记录“千、百、十、 个”位的计数器，可以记录跳绳的次数，最大值为 9999，设计电路图，原理图 如图 4.7 所示。图 4.7 跳绳计数显示器原理图a b c d e f g7448DCBAQD QC QB QA c74160 EPRDETkD c b acPMHa b c d e f g7448DCBAQD QC QB QA 彳 c 74160班RDET% c b M1枷枷a b c d e f g7448DCBAQDQ

7、CQBQAC74160 EPRDET叫CBAcP5 工作过程分析电子跳绳计数显示器根据工作要求可分为分频电路、计时电路、报警电路、 计数电路几个主要部分。首先使用石英晶体振荡电路产生一个 1kHz 的频率将其作为计时电路的 CP 脉冲，但这个频率不可以直接分给计时电路，因为所接的计时电路是一个需要 1Hz 的脉冲信号，所以这里应用三个十进制计数器 74160 芯片作为分频电路，最 后就可以输出一个 1Hz 的脉冲信号，此信号为一个高电平信号。第二个主要部分是计时电路，选用了十进制异步计数器 74160芯片的集联就 可以完成。第三个部分是报警电路，使用 5G555 芯片，当到所须的次数时发出一声

8、报 警信号。第四个部分是核心部分，跳绳计数电路，同样使用十进制计数器74160，应 用 4 片相连最多可以计到 9999 次数。最后，设计两个清 0 开关。计时电路应用了 74160 芯片，所以脉冲在下降沿有效，除了需要 1Hz 的脉 冲信号以外还需要比较器所发出的信号，以保证预制里程数到达以后计时器停止 计时，由于最初设计时所定的可以输入100次数可调且74160为上升沿停止计数， 所以两个比较器的输出应该使用一个或非门，输出的信号正好也可作为报警器的 脉冲。但计时器有两个输入信号，此时可以使用一个与非门实现。另外还要将传感器接入跳绳计数最低端的CP脉冲。6 元器件清单元器件清单，如图 6.

9、1 所示。图 6.1 元器件清单序号元件名称规格及用途数量1定时器5G5551片2计数器7416016片3译码器744811片4曰TO显示器BS20111片7.1计数器 741607主要元器件介绍7.1.1 引脚图74160 芯片的引脚图，如图 7.1 所示。16 1 1 1丨丨9Vcc Qcc Qa QbQcQd S2 LDD S 一 一5Cr CP A74160BC11 11 1 1 81图 7.1 74160 芯片引脚图7.1.2 功能表74160 芯片的功能表，如表 7.1 所示表 7.1 74160 芯片的功能表清零预置使能时钟预置数输入输出CrLDS1S2CPA B C DQA Q

10、B QC QD0XXXXX X X X0 0 0 010XX上升沿A B C DABCD110 1XX X X X保持11X 0XX X X X保持111 1上升沿X X X X计数7.1.3 功能介绍是常用的十进制计数器，可以做分频使用，以十的整数次幂降频，一般情况 下用做计数器。7.2 七段显示译码器7.2.1 引脚图7448芯片的引脚图，如图7.2所示。7.2.2功能表7448芯片的功能表，如表7.3所示。表7.4 7448芯片的功能表 ABJj* 出戚殆能LT 1RhlDCBARBOatCdefft0HHLL L LHHHH H TiLn1HXLLKHHLHHLLLLaMX1LHLHH

11、LHHLH3HXLL H HHH M H H L L H4ilXLHLKHLHHL-DHH5HLHLHHHLHHLH.H0HXLHHLHLLHHHHn7HXLHHHHWHHLL.L尊l-l3CHLLLHMHHHHMH9XHLLHHHHHHL-HH10H笨HLHKHLLLH HL H匚UHLHHHLLHHLL-HUHHULLHLHLLLHHLJ注HKHHLHHHLLHLHHcHXHHHLHLLLHHHHM2HHHHHLLLt-LLtx33EXXXLLLLDI-LLHLLLLLLLLLLLLLL耳XXXKHHHHHHHH8723功能介绍七段译码器也称为BCD七段显示译码器，顾名思义，它是将输入的B

12、CD 码翻译成LED显示该BCD的七段信息输出。七段译码器有输出低电平有效和高 电平有效的多种型号。当选用的 LED 是共阳极接法时，应使用低电平输出有效 的七段译码器7447；当选用的LED是共阴极接法时，应使用高电平输出有效的 七段译码器，如 7448（OC 输出）等。七段译码器内部一般包含了 LED的驱动电路，驱动共阳极LED的译码器（输 出低电平对应段亮）驱动电流一般较大（灌电流），如果该电流与LED器件的正 常工作电流近似，那么可以直接驱动LED,如果驱动电流大于LED正常电流许 多，那么两者之间要加限流电阻，根据LED的参数估算限流电阻的大小；如果 七段译码器驱动能力不够大，特别是驱动共阴极 LED 时，可以在两者之间加适 当的上拉电阻，比如7447驱动共阴极的BS201时，要LED有正常显示亮度就 要加上拉电阻。LED 也有多种型号，女口 BS211、BS212、BS213 为共阳型；BS201、BS202、 BS203为共阴型。每种型号的LED厂家手册都提供了详细功能及参数介绍（可 以通过资料或网络查找），比如，七段共阴磷砷化镓显示器BS201主要参数：1）消耗功率 PM=150mW2）最大工作电流IFM= 100mA3）正常工作电流IF=40mA7448 七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。