南巷清风
形的上升沿将明显变坏；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以通过用施密特反相触发器整形而得到比较理想的矩形脉冲波形。只要施密特触发器的VT+和VT-设置得合适，均能受到满意的整形效果。经过调理电路和施密特触发器电路处理的信号便较规整可以用于计数了。
3.2 多谐振荡电路
用555定时器构成的多谐振荡器，产生计时部分的时钟脉冲。如电路6.2图所示，由555时基、定时电阻、定时电容构成多谐振荡器电路，接通电源后，电容C被充电，当Vc上升到2\\3Vcc时，使Vo为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C通过R2和T放电，Vc下降 。当Vc下降到1\\3Vcc时，Vo翻转为高电平。电容C放电所需的时间为
tpl=R2Cln2=0.7R2C
当电容放点结束时，T截止，Vcc将通过R1、R2想电容C充电，Vc由1\\3Vcc上升到2\\3Vcc所需的时间为
tpH=(R1+R2)ln2=0.7(R1+R2)C
当Vc上升到2\\3Vcc时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图，其振荡频率为
t=1\\(tpl+tpH)=1.43\\(R1+2R2)C
这里我要产生一个1000Hz的频率，参数计算后可以得出两电阻R=4.81 k?,两电阻C=100nF,如图6.2所示振荡电路，它产生的频率是992.13 Hz,能达到我的设计要求。
图3.2多谐振荡电路
3.3 分频电路
由于之前多谐振荡器产生f=1000HZ的脉冲，要使它变为分脉冲，则要经过两次分频，
- 12 -
第一次使用由74LS90连接的三级十分频电路，十分频计数器逢十进一，用第一级的进位脉冲作为第二级的时钟脉冲信号，第二级的进位信号作为第三级的时钟脉冲信号。这样从第三级的进位脉冲输出的就是1Hz的时钟计时脉冲，如图3.3为千分频电路。下一级由六十分频器由两片74LS90组成，第一片实现六分频，第二片实现十分频，用第一级的进位脉冲作为第二级的脉冲信号，这样就得到了分脉冲如图3.4为六十分频电路。
图3.3千分频电路
图3.4六十分频电路
- 13 -
3.4 计时电路
通过多谐振荡电路与千分频电路和六十分频电路可以得出计时电路，多谐振荡电路产
生1000Hz的脉冲，经过千分频电路输出1Hz的脉冲，已知1Hz为一秒一脉冲信号，所以可以作为秒脉冲信号。千分频电路后接一个六进制74LS90N芯片，这样组成秒钟计时电路，当达到六十秒时，给分计时电路一个进位信号，分计时电路开始计时。这样就可以达到计时的效果。如图3.5为计时电路
图3.5计时电路
3.5 9999步计数电路
图3.6所示为健身计步器的计步部分，每当脉冲上升沿到来的时候，计步部分的计数器从零开始计数，由于我用的示74LS161D计数器，它原本是一个十六进制的计数器，我将其改接成十禁止的计数器，具体方法是加增加与非门，使之实现同步十进制计数。当地十个CP脉冲上升沿到达时，输出为1010过一个与非门译码后，反馈给置数端一个清零信号，立即使QD、QC、QB、QA返回到0000的状态，从新开始新的计数，开始新的计数周期，这样就跳过了1011-1111状态，使计数器清0重新计数构成了十进制的同步计数器，计数器的计数顺序时从右向左，依次纪录个位，十位，百位，千位，最多可以纪录跑的9999，扩展部分可以在计数器的输出端接非门，我们要求每跑1000步就会有提示音提示，这样可以在输出为QA端接一个非门，每当QA端输出信号，即跑到1000步时，“1”从QA端
- 14 -
输出，通过非门后转化为了“0”，将信号传给声音提示系统实现提醒，声音提醒系统将在下面论述。
图3.6计步器计数电路
3.6 能量卡路里计数电路
图3.5是计算体能消耗的一个换算电路，人每走25步消耗1卡路里的能量，所以在接受到的脉冲做25分频电路，这样一来再计数，就是健身者的卡路里的消耗量；这个分频是利用74LS161D来实现的，把每一个74LS161D都连接成五进制，其方法是在输出0101时将信号到处与非接回置零端和下一个计数器的进位端，由于置零端和下一个进位都是下降沿，这里也要用到与非门；将二十五分频输出接端，接入由74LS90D组成的十进制计数器，便可以实现功能，计数器的接法与计步的相同，只不过最大值是999，计步数和计体能消耗是一个脉冲信号源输入的所以，二者应该是关联的。
- 15 -
图3.7能量卡路里计数电路图
3.7 提醒电路的实现
图3.6中所示的是利用555接成的单稳态触发器与555结成的多谐振荡电路以及发声片所组成的计步提醒装置，这里有两个不同的555组成的装置。
图3.8发声电路
3.7.1 单稳态触发器设计及参数计算
图3.6左侧的555是一个单稳态触发器，它采用电阻、电容组成RC定时电路，用于调节输出信号的脉冲宽度TW。其工作原理如下：
（1）稳态（触发前）：Vi为高电平时，TRI=1，输出OUT为低电平，放电管T导通，
- 16 -
