数字电路课程设计及仿真(秒表)

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1、电子电路CAD课程设计报告《电子电路CAD》课程设计报告学院:电力学院专业:电子科学与技术学期：2014-2015第一学期11电子电路CAD课程设计报告目录第一章设计概述…………………………………………………………………21.1课题说明………………………………………………………….21.2设计内容………………………………………………………….21.3设计要求………………………………………………………….21.4总体设计思路………………………………………………………….…2第二章单元电路的设计……………………………………………………………32.1分频进位功能的实现…………………………

2、……………………….32.2分频电路…………………………………………………….42.3计数电路…………………………………………………….42.4计数清零功能的实现…………………………………………….42.5开关驱动电路……………………………………………….5第三章原理图绘制………………………………………………………………6第四章仿真图总结…………………………………………………………………………………10参考文献……………………………………………………………………………1011电子电路CAD课程设计报告1.实验设计指标及要求：1.1课题说明：在体育比赛、时间准确测量等场合通常要求计时

3、精度到1%秒（即10ms）甚至更高的计时装置，数字秒表是一种精确的计时仪表，可以担当此任。本课题的设计任务设计一个以数字方式显示的计时器，即数字秒表。1.2设计内容：a)数字秒表需求分析，信号及属性定义；b)电路原理设计、分析、参数计算，画出电路原理图；c)电路安装与实验测试。1.3设计要求：d)量程99.99S，计时精度1%秒，计时结果动态显示，十进制格式；e)设置启动、清除信号，清除信号使输出结果，使电路复位到初始状态；f)设置暂停、停止信号，暂停、停止时均保持当前结果，直到清除信号有效时止；1.4总体设计思路：数字秒表由4个部分组成：精确的时钟源、十进制计数器、译码器、七段码

4、或液晶显示电路。时钟源产生符合精度要求的基准时钟，本设计中取10毫秒即可。十进制计数器需要4个，分别对应4个十进制位，输出为BCD码。若采用七段码显示器则译码器完成BCD到七段码的译码，由4位显示电路动态显示结果。综上所述，数字秒表应具有以下结构（如图1所示）：译码驱动电路显示电路高位计数器低位计数器基准时钟电路输入控制逻辑四无图111电子电路CAD课程设计报告2.单元电路设计：2.1分频、进位功能的实现：数字秒表由四部分组成：精确的时钟源，十进制计数器，译码器，七段码显示电路。本实验设计时钟脉冲源采用电路板上的1000HZ脉冲，74ls90芯片具有2-5-10进制功能，由5片74

5、ls90芯片构成分频、计数电路，第一片74ls90芯片将直接输入的1000HZ脉冲源分成100HZ，后四片74ls90芯片再逐次进行10H、1HZ、0.1HZ的分频工作，与此同时后4片74ls90芯片组成十进制计数器与四个终端显示由七段译码显示器连接以显示电路输出结果。74ls90功能表：CPaQ3Q2Q1Q001234567890000000011000011110000110011000101010101图274ls90管脚图表174ls90BCD十进制计数时序11电子电路CAD课程设计报告2.2分频电路如图3：图32.3计数电路：此电路需要4个十进制计数器，4个计数器由低位到

6、高位连接起来，每一级的输入脉冲是前一级的十分之一，输出则需要正确连接七段码显示电路，其电路如图4。11电子电路CAD课程设计报告图4（注：12，9，8，11脚分别接数码管）2.4计数、清零功能的实现：将CKB与Q0相连，时钟脉冲从CKA输入，构成8421BCD码十进制计数器。74ls90有两个清零端R0(1)、R0(2)和两个置九端R9(1)、R9(2)。在此电路中仅使用其清零功能见表2：R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)Q3Q2Q1Q0110X11X0XX11000000001001X0X00X0X0XX0X00X计数表2当R0(1)R0(2)都接高电平时，实现清零功能。当

7、R0(1)R0(2)都接低电平时，实现计数功能。故将4个十进制计数器的R0(1)R0(2)相连，由开关S2控制，实现计数和清零功能。11电子电路CAD课程设计报告U5A74LS08123U6A74LS081232.5开关驱动电路如图5：图5当S1打开时，脉冲不可以通过与门，计数电路就会停止，实现暂停功能，当S1闭合时，恢复计数；当S1闭合，S2断开时，R0(1)R0(2)都接低电平，实现计数功能。当S1闭合，S2闭合时，R0(1)R0(2)都接高电平，实现清零功能。将