數(shù)字電子秒表設(shè)計(jì)完成版

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1、7學(xué)院班級(jí)專業(yè)電子信息工程設(shè)計(jì)要求及主要內(nèi)容1、基本要求（1）設(shè)計(jì)用于體育比賽的數(shù)字秒表，要求計(jì)時(shí)精度大于0.01秒，計(jì)時(shí)器能顯示0.01秒的時(shí)間，提供給計(jì)時(shí)器內(nèi)部的脈沖頻率應(yīng)大于100HZ，這里選用1KHZ。（2）計(jì)時(shí)器的最長(zhǎng)計(jì)時(shí)時(shí)間為1小時(shí)，為此需要一個(gè)六位的顯示器，顯示的最長(zhǎng)時(shí)間為59分59秒999毫秒。（3）設(shè)置有復(fù)位和起停開關(guān)。復(fù)位開關(guān)用來(lái)使計(jì)時(shí)器清零，并作好計(jì)時(shí)準(zhǔn)備。起停開關(guān)的使用方法與傳統(tǒng)的機(jī)械式計(jì)時(shí)器相同，即按一下起停開關(guān)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，在按一下起停開關(guān)，計(jì)時(shí)終止。復(fù)位開關(guān)可以在任何情況下使用。2、發(fā)揮部分復(fù)位開關(guān)和起停開關(guān)有內(nèi)部

2、消抖處理。7目錄一、設(shè)計(jì)概述1二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1三、設(shè)計(jì)思路及各個(gè)模塊分析13.1555多諧振蕩器設(shè)計(jì)23.2消抖電路設(shè)計(jì)33.3譯碼驅(qū)動(dòng)電路及顯示單元電路43.4集成計(jì)數(shù)器4四、總電路圖7五、本實(shí)驗(yàn)所用到的元器件8六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)8參考文獻(xiàn)87數(shù)字電子秒表設(shè)計(jì)摘要：在科技高度發(fā)展的今天，數(shù)字秒表在日常生活中是比較常見(jiàn)的電子產(chǎn)品，以其走時(shí)精確，使用方便，功用多而受廣大用戶所喜愛(ài)。本文主要介紹體育秒表計(jì)時(shí)的工作原理，時(shí)長(zhǎng)達(dá)59分59秒999毫秒，精確度較高，有設(shè)置有復(fù)位和起停開關(guān)。復(fù)位開關(guān)用來(lái)使計(jì)時(shí)器清零，并作好計(jì)時(shí)準(zhǔn)備。復(fù)位開關(guān)可以在任何情

3、況下使用。關(guān)鍵詞：數(shù)字秒表；消抖；復(fù)位；清零一、設(shè)計(jì)概述秒表的邏輯結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，它主要由計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等部分組成。石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)得到140HZ脈沖，脈沖送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)“分”、“秒”、“毫秒”、譯碼器譯碼，并通過(guò)顯示器顯示時(shí)間。圖1-1數(shù)字秒表的整體邏輯框圖二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)、清零和進(jìn)位；2.能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位；３.能實(shí)現(xiàn)秒表的暫停和回復(fù)。4.計(jì)數(shù)清零時(shí)候能夠消抖。三、設(shè)計(jì)思路及各個(gè)模塊分析73.1555多諧振蕩器設(shè)計(jì)用555產(chǎn)生震蕩的目的是為了給電路提供一個(gè)0.01秒脈沖。555是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)

4、模集成電路，由于內(nèi)部電壓基準(zhǔn)使用了3個(gè)5千歐姆的電阻，故名555電路。圖3-1555芯片的管腳圖圖3-2555多諧振蕩器3個(gè)5千歐姆的電阻組成分壓器，其內(nèi)部的兩個(gè)電壓比較器構(gòu)成一個(gè)電平觸發(fā)器，上觸發(fā)電平72/3Ucc，下觸發(fā)電平為1/3Ucc,在5腳控制斷處外接一個(gè)參考電壓Uc，可改變上下觸發(fā)電平值，兩比較器的輸出端分別接RS觸發(fā)器，由于與兩個(gè)或非門組成的RS觸發(fā)器必須用負(fù)性信號(hào)才能觸發(fā)，因此只有同相短的電平高于反向端電位時(shí)，RS觸發(fā)器才翻轉(zhuǎn)。輸入閾值輸入觸發(fā)輸入v12復(fù)位RDXX0小于2/3Vcc小于1/3Vcc1大于2/3Vcc大于1/3Vcc1小

5、于2/3Vcc大于1/3Vcc1表3-1振蕩周期：T=0.7（R1+2R2）*C充電時(shí)間：tw1=0.7（R1+R2）*C放電時(shí)間：tw2=0.7（R2*C)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求我在實(shí)驗(yàn)中選擇了R1=150K,R2=100K,C=0.03uf。這樣時(shí)間頻率為140hz具體實(shí)驗(yàn)圖畫見(jiàn)上圖3-2。3.2消抖電路設(shè)計(jì)因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)運(yùn)用復(fù)位起停時(shí)，脈沖信號(hào)會(huì)有抖動(dòng)狀況，為了來(lái)解決抖動(dòng)狀況我們可以采用接一個(gè)RS觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖電路，所以采用如下圖所示的電路來(lái)消抖。圖3-2消抖電路73.3譯碼驅(qū)動(dòng)電路及顯示單元電路選擇4511作為譯碼電路；選用LED數(shù)碼管作為顯示單元電路，

6、由4511把輸入進(jìn)來(lái)的二進(jìn)制信號(hào)翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來(lái)。計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)并以8421BCD碼的形式輸送給4511芯片，再由4511芯片把BCD碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制數(shù)碼送到數(shù)碼管中顯示。ABCDabcdefg字形000011111100100001100001110011011012001011110013101001100114011010110115111000111116圖3-3七段數(shù)碼管真值表圖3-34511與顯示器3.4集成計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器主要用于計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)及產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等。典型的74LS160,74LS161等。我們這次設(shè)計(jì)

7、中主要用到了74LS160。根據(jù)74LS160的功能表，我設(shè)計(jì)了清零，計(jì)數(shù)，保持等功能（具體電路看總電路圖）。7CLKRDLDEPET工作狀態(tài)X0XXX置0（異步）脈沖10XX預(yù)置數(shù)同步X1101保持包括CX11X0保持（C=0）脈沖1111計(jì)數(shù)圖3-4.174LS160功能表圖3-4.274LS160引腳圖因此根據(jù)74LS160的功能，我們可以設(shè)計(jì)N進(jìn)制的電路圖。在本次實(shí)驗(yàn)中主要用到了六十進(jìn)制與一百進(jìn)制。圖3-4.3六十進(jìn)制電路7圖4.4一百進(jìn)制電路7四、總電路圖7五、本實(shí)驗(yàn)所用到的元器件74LS1607SEG-BCD電阻電容與門與非門45116片6

8、個(gè)3個(gè)3個(gè)2個(gè)2個(gè)6片六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)經(jīng)過(guò)這次為期一周的課程設(shè)計(jì)，原本在課堂上有些不