數(shù)字式秒表課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、2012~2013學(xué)年第2學(xué)期《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：數(shù)字式秒表專業(yè)：通信工程班級(jí)：11級(jí)通信二班姓名：張濤、李楊、鄭文凱、李芳琪王然、程洋洋、王國文、謝燦指導(dǎo)教師：王銀花電氣工程學(xué)院2013年6月04日1、任務(wù)書課題名稱數(shù)字式秒表指導(dǎo)教師（職稱）執(zhí)行時(shí)間2012~2013學(xué)年第2學(xué)期第15周學(xué)生姓名學(xué)號(hào)承擔(dān)任務(wù)張濤1109131107電路圖匯總鄭文凱1109131110原理匯總李方琪1109131080四片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)電路設(shè)計(jì)李揚(yáng)1109131082多諧振蕩器工作與原理王然1109131097驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)程洋洋1109131073復(fù)位電路設(shè)計(jì)及原理王國文110913109

2、5所用芯片功能及原理謝燦1109131101控制電路設(shè)計(jì)及原理設(shè)計(jì)目的1．熟悉集成電路的引腳安排和各芯片的邏輯功能及使用方法。2.了解數(shù)字式秒表的組成及工作原理。3.熟悉數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)并制作符合要求的電子秒表。2、秒表由4位七段LED顯示器顯示，顯示分辨率為0.01秒。3、計(jì)時(shí)最大值為59點(diǎn)99秒。4、安裝自己設(shè)計(jì)的電路。5、運(yùn)用仿真軟件繪制設(shè)計(jì)電路圖（Multisim）。摘要關(guān)鍵詞譯碼顯示電路；R-S觸發(fā)器；555定時(shí)器分頻器在科技高度發(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。本設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式秒表是電子設(shè)計(jì)

3、技術(shù)中最基本的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之一。該數(shù)字計(jì)數(shù)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)較簡單，是由控制電路，復(fù)位電路，0.01秒脈沖發(fā)生器，譯碼顯示電路構(gòu)成的。其中控制電路是由基本R-S觸發(fā)器以及電阻，開關(guān)組成的電路部分；復(fù)位電路是由機(jī)械開關(guān)，電阻，以及電源組成的電路部分；多諧振蕩器是由555定時(shí)器以及其外圍電路組成的電路分，它和分頻器一起用來產(chǎn)生0.01秒的脈沖；譯碼顯示電路由7448集成元件構(gòu)成的電路部分；七段數(shù)碼管電路由共陰極七段LED顯示器，電阻和接地端組成的電路部分。通過對(duì)各部分結(jié)構(gòu)的了解，本實(shí)驗(yàn)從而設(shè)計(jì)出最大是為59.99秒的數(shù)字式秒表。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)了解到計(jì)數(shù)秒表的設(shè)計(jì)存在一些問題，但是這也充分說明了數(shù)字秒表還存在

4、很大的提升空間，對(duì)計(jì)數(shù)精度可以進(jìn)一步提高。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中為了保證實(shí)驗(yàn)過程少走彎路，學(xué)會(huì)仿真是必要的，對(duì)本實(shí)驗(yàn)我們采用multism軟件仿真，以便提高實(shí)驗(yàn)的正確性與可行性。在平時(shí)的理論學(xué)習(xí)中遇到的問題都一一解決，加深了我對(duì)專業(yè)的了解，培養(yǎng)了我對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，為以后的學(xué)習(xí)打下了好的開端，我受益匪淺。同時(shí)，讓我明白：電子設(shè)計(jì)容不得紙上談兵，只有自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解，才會(huì)有收獲。目錄第一章方案討論11．1技術(shù)要求11.2方案論證與選擇1第二章電路設(shè)計(jì)22.1控制電路22.20.01秒脈沖發(fā)生電路22.3復(fù)位電路6第三章實(shí)驗(yàn)芯片73.1計(jì)數(shù)器73.2譯碼器電路83.3七段數(shù)碼管（LED）9第四章

5、結(jié)論12第五章參考文獻(xiàn)12第六章心得體會(huì)13七、答辯記錄及評(píng)分表14附錄15第一章方案討論1．1技術(shù)要求1.秒表最大計(jì)時(shí)值為59.99秒；2.7位數(shù)碼管顯示，分辨率為0.01秒；3.具有清零，啟動(dòng)計(jì)時(shí)，暫停及繼續(xù)計(jì)數(shù)等控制功能；4.控制操作間不超過二個(gè)。1.2方案論證與選擇1.數(shù)字式秒表，就需要顯示數(shù)字。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要用數(shù)碼管來做顯示器。題目要求最大記數(shù)值為59.99秒，則需要一個(gè)8段數(shù)碼管作為秒位（有小數(shù)點(diǎn)）和五個(gè)7段數(shù)碼管作為分秒位。要求計(jì)數(shù)分辨率為0.01秒，那么我們需要相應(yīng)頻率的信號(hào)發(fā)生器。選擇信號(hào)發(fā)生器時(shí)，有兩種方案：一種是用晶體振蕩器，另一種方案是采用集成電路555定時(shí)器與電阻

6、和電容組成的多諧振蕩器。秒表核心部分——計(jì)數(shù)器，此次選擇74LS160計(jì)數(shù)器。它具有同步置數(shù)和異步清零功能。主要是利用它可以十分頻的功能。計(jì)數(shù)脈沖是由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，產(chǎn)生100赫茲脈沖。頻率較高時(shí)可采用分頻電路。在選擇譯碼器的時(shí)候，有多種選擇，如74LS47，74LS48等4-7線譯碼器。如果選擇7447，則用來驅(qū)動(dòng)共陽極數(shù)碼管；如果選擇7448，則用來驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。在選擇數(shù)碼顯示管時(shí)，可以利用四個(gè)數(shù)碼管；也可以借鑒簡易數(shù)字頻率計(jì)中的四位數(shù)碼管來顯示后四位，再用兩個(gè)數(shù)碼管顯示分鐘的兩位。本次設(shè)計(jì)中選擇前一種方法。16第二章電路設(shè)計(jì)2.1控制電路圖1-1控制電路控制電路是由一

7、個(gè)基本R-S觸發(fā)器，機(jī)械開關(guān)，電阻以及5伏電源組成。主要實(shí)現(xiàn)秒表的停止和開始計(jì)數(shù)功能。開始，停止功能可以只用一個(gè)機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)，之所以用此電路代替機(jī)械開關(guān)，是因?yàn)槔么穗娐返逆i存功能，防止開關(guān)K在打開和閉合時(shí)一些假信號(hào)串入邏輯電路，影響秒表正確計(jì)數(shù)顯示。2.20.01秒脈沖發(fā)生電路555定時(shí)器圖1-2雙極性型5G555的主要性能參數(shù)參數(shù)名稱符號(hào)單位參數(shù)電源電壓VCCV5~16電源電流ICCmA10閾值電壓VTH