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*The Result*. C ontents : 9( v ) 5( v ) 레귤레이터 IC NE555 타이머 발진회로 10 진 카운터 6 진 카운터 채터링 현상 회로도와 브레드보드 결선도. <2 조 Digital Stop Watch 최종 구성 블록도 > . 1. 9[V]→5[V] 레귤레이터 ① 9[v]→5[v] 레귤레이터 회로

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Presentation Transcript


The result

*The Result*


The result

Contents :

9(v) 5(v) 레귤레이터

IC NE555 타이머 발진회로

10진 카운터

6진 카운터

채터링 현상

회로도와브레드보드 결선도


The result

<2조 Digital Stop Watch 최종 구성 블록도>


The result

1.9[V]→5[V] 레귤레이터

① 9[v]→5[v] 레귤레이터 회로

이번 설계에서 사용되는 모든 IC의 정격전압이 4.5~5.5[V]이기 때문에 DC 건전지 9[V]의 전압을 레귤레이터를 이용하여 5[V]로 강하시켜준다.

<그림01-IC7805를 이용한 9[V]→5[V] 레귤레이터 회로도>


The result

② Pspice시뮬레이션 결과

< 그림02-Pspice를 이용한 시뮬레이션>

※ 시뮬레이션 결과 DC 9[V]의 전압이 4.997[V]로 대략 5[V]로 변환되는 것을 볼 수 있다.


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2. IC NE555 타이머 발진회로

① 비안정멀티바이브레이터의구동원리

The capacitor C charges via R1 and R2 and when the voltage on the capacitor reaches 2/3 of the supply, pin 6 detects this and pin 7 connects to 0v. The capacitor discharges through R2 until its voltage is 1/3 of the supply and pin 2 detectsthis and turns off pin 7 to repeat the cycle.

The top resistor iprevent pin 7 being damaged as it shorts to 0v when pin 6 detects 2/3 rail voltage. s included to

Its resistance is small compared to R2 and does not come into the timing of the oscillator.

<그림03-비안정멀티바이브레이터발진회로>


The result

② 비안정멀티바이브레이터의주파수 그래프

Using the graph:

Suppose R1 = 1k, R2 = 10k and C = 0.1u(100n).

Using the formula on the graph, the total resistance = 1 + 10 + 10 = 21k

The scales on the graph are logarithmic so that 21k is approximately near the "1" on the 10k. Draw a line parallel to the lines on the graph and where it crosses the 0.1u line, is the answer. The result is approx 900Hz.

<그림04-적용된 주파수 그래프>


The result

③비안정멀티바이브레이터의공식 및 주파수조건표

Using the picture,

The frequency of an astable circuit can also be worked out from the following formula:


The result

④ 100[Hz]를 발진하는 비안정멀티바이브레이터

<그림05-IC NE555타이머를 이용한 100[Hz]발진회로>


The result

⑤ Pspice시뮬레이션 결과

<그림06-Pspice를 이용한 시뮬레이션>

※ 시뮬레이션 결과0.1[s](100[ms])동안 대략 10주기를 갖는 것을 볼 수 있으며 1[s]동안 대략 100주기를 갖는 다는 것을 예상할 수 있다.


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3. 10진 카운터 -제안서에서 계획했던 IC 7490 10진 카운터 대신에 BCD UP/DOWN Counter인 IC HD74LS192를 사용하기로 결정하였다.

<그림07-IC> * HD74LS192의 핀배치도 및 특징*

<그림08-IC> *HD74LS192의 Counter Sequence*


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*IC HD74LS192의 MOD-10 동작 및 시뮬레이션(10진 카운터)

<그림09-7447 디코더 드라이버에 연결한 MOD-10 회로>

*<그림10 > Pspice를 이용한 시뮬레이션

※ 시뮬레이션 결과 0~9까지 카운트 되는 것을 확인 할 수 있다.


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4. 6진 카운터

① IC HD74LS192의 MOD-6 동작 (6진 카운터)

<그림11-7447 디코더 드라이버에 연결한 MOD-6 회로>

※ Q2,Q3의 출력을 AND게이트를 이용하여 IC HD74LS192의 RESET 보조입력단자에 인가하여 MOD-6으로 동작하도록 하였다.


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② Pspice시뮬레이션 결과

<그림12-Pspice를 이용한 시뮬레이션>

※시뮬레이션 결과 0~5까지 카운트 되는 것을 확인 할 수 있다.


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5. 채터링 현상과 슈미트트리거에 의한 채터링 방지

<그림01 > - 채터링현상을 보기 위한 일반 스위칭 회로>

<그림02 > - 슈미트트리거에 의한 채터링 방지 회로>


The result

② *STOP Switch의 채터링 관찰

<그림02- STOP switch 회로>

*오실로스코프로 관측한 채터링 현상

※ '0'→'1'로 스위칭 될 경우 채터링 현상이 발생함을 관측할 수 있었다. '1'→'0' 스위칭 될 경우 '0'→'1'로 스위칭 시 보다 지연시간이 긴 것을 관측할 수 있었다.


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3. 시뮬레이션 결과 - 스위칭 될 경우 직접적인 채터링 현상을 확인 할 수 없으나 슈미트트리거에 의한 결과를 통하여 채터링현상이 사라진 것을 확인 할 수 있다.

<그림03- Pspice시뮬레이션 결과>

※노란선: 스위칭 결과 / 초록선: 슈미트트리거에 의한 출력 결과


The result

*STOP switch의 채터링 관찰

<그림07- 슈미트트리거에 의한 채터링 방지 회로>


The result

*STOP switch의 채터링오실로스코프로 관측한 파형

<그림09- '1'→'0'의 파형>

<그림08- '0'→'1'의 파형>

※'0'→'1'로 스위칭할 경우 발생하던 채터링 현상이 사라진 것을 관측할 수 있었다.

'1'→'0' 스위칭할 경우 '0'→'1'로 스위칭 시 보다 지연시간이 길었는데 관측결과 지연시간이 사라진 것을 관측할 수 있었다.


The result

*브레드보드에 연결한 전체회로도

➂7-segment display

➃Counter및

RAB time load

➀5[V] Regulator

➁555 Timer - 100[Hz]

➄Stop Switch /

reset, RAB save push button


The result

*➀5[V] Regulator

<결선도>

<브레드보드 회로도>


The result

* ➁555 Timer - 100[Hz]

<555Timer – 100(Hz)발진 브레드보드>

<결선도>


The result

*➂7-segment display

<결선도>

<브레드보드 회로도>


The result

* ➃Counter및 RAB time load

<브레드보드 회로도>

<결선도>


The result

* ➄Stop Switch / reset, RAB save push buttonn

※ 7400과 7486을 이용한 스위치 감축 - 일반 손목전자시계의 설정과 비슷하게 구현


The result

* ➄Stop Switch / reset, RAB save push buttonn


The result

*RAB time 출력Switch

<브레드보드 회로도>

<결선도>


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* 문제 해결* troubleshooting

-*74192의 6진 Counter 로의 변환에서 발생하는 문제 해결*


The result

Summary:

실제 스탑워치와 유사하게 하기 위해 최소화 하려 노력.

스위치 수의 최소화

(시중의 StopWatch와 유사하여 조작이 용이)

3. IC소자의 통일성과 갯수의 최소화(기타 오류 발생 가능성이 낮아짐)

4. HD74LS192 를 통한 동기식 카운터의 구현

5. 7segment 6EA로 RAP TIME 을 확인


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