数字电子技术基础课程设计-电子秒表

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1、学号：2013-2014学年第1学期《数字电子技术基础》课程设计报告题目：电子秒表专业：自动化班级：自动化姓名：指导教师：成绩：2015年8月25日-1-课程设计任务书学生班级：自动化学生姓名：学号：设计名称：电子秒表起止日期：2015.8.22——2015.9.05指导教师：设计要求：1.秒表由4个显示器显示，四位显示“s”，其中显示分辩率为0.01s，计时范围是0—99秒99毫秒；2.具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能；3.控制开关为两个：启动（继续）/暂停记时开关和复位开关-12-摘要秒表应用于我们生活、工作

2、、运动等需要精确计时的方面。它由刚开始的机械式秒表发展到今天所常用的数字式秒表。秒表的计时精度越来越高，功能越来越多，构造也日益复杂。本次数字电路课程设计的数字式秒表的要求为：显示分辨率为1s/100，外接系统时钟频率为100Hz；计时最长时间为10min，6位显示器，显示时间最长为9m59.99s；系统设置启／停键和复位键。复位键用来消零，做好计时准备、启／停键是控制秒表起停的功能键。针对上述设计要求，我们先前往校图书馆借阅了大量的数字电路设计方面的书籍，以及一本电子元件方面的工具书，以待查阅各种设计中所需要的元件。其次安装并

3、学习了数字电路设计中所常用的Multisim仿真软件，在课程设计过程的电路图设计与电路的仿真方面帮助我们发现了设计电路方面的不足与错误之处。关键字：555定时器十进制计数器多谐振荡器-12-目录第一章方案设计与论证-5-第二章单元电路设计与参数计算-5-2.1时钟脉冲发生和控制信号-5-2.2启动与停止电路-6-2.3清零电路设计-7-第三章总电路工作原理及元器件清单-7-3.1电路完整工作过程描述（总体工作原理）-7-3.2总原理图：（见下图3-1）-7-第四章主要芯片介绍-9-4.174LS00-9-4.174LS160-9

4、-第五章仿真-10-自我评价-12--12-插图清单图1-1方案设计图......................................................5图2-1555定时器构成的多谐振荡器.......................................6图2-2启动与停止电路..................................................6图2-3清零电路.................................................

5、......7图3-1总原理图.......................................................8图5-1电子秒表仿真结果图1............................................10图5-2电子秒表仿真结果图2............................................11-12-第一章方案设计与论证总体分析：图1-1方案设计图如图1-1所示，该电路需要4个十进制的加计数器，一个555定时器组成的多谐振荡器，RS触发器启动

6、停止电路。由555多谐振荡器产生100Hz的时钟脉冲作为脉冲源（即0.01s为周期），通过与启动停止电路的输出与非后作为信号源输入至第一个十进制计数器即0.01s位的计数器。然后进位至0.1s位的十进制加计数器，以此类推逐个进位。以此实现显示分辨率为1s／100，计时最长时间为99、99，四位显示器，显示时间最长为99.99s，最后通过4个显示LED数码管输出。第二章单元电路设计与参数计算2.1时钟脉冲发生和控制信号由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器产生矩形脉冲：暂稳状态的脉冲宽度tp1，即uc从(1/3)Ucc充电上

7、升到(2/3)Ucc所需的时间：tp1≈（R1＋R2）Cln2＝0.7（R1＋R2）C-12-脉冲宽度tp2，即uc从(2/3)Ucc放电下降到(1/3)Ucc所需的时间：tp2≈R2Cln2＝0.7R2C振荡周期：T=tp1+tp2＝0.7(R1＋2R2)C因此，令R1=1KΩ,R2=1KΩ,输出频率为100Hz即T=0.01s，则可求出C=4、8μF。得下图2-1中100Hz的555定时器构成的多谐振荡器：图2-1555定时器构成的多谐振荡器从3脚(OUT)输出100Hz的脉冲信号。2.2启动与停止电路如图：图2-2启动与停

8、止电路当开关接低电平即断开时，使计时器处于暂停状态；当开关接高电平即闭合时，使计时器处于启动状态。因此这个开关为“启动/暂停”按键。-12-2.3清零电路设计如图:图2-5清零电路当开关接低电平即断开时，所有计数器清零；当开关接高电平即闭合时，所有计数器正常工作