数字式秒表课程设计报告.doc

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1、2012~2013学年第2学期《数字电子技术》课程设计报告题目：数字式秒表专业：通信工程班级：11级通信二班姓名：张涛、李杨、郑文凯、李芳琪王然、程洋洋、王国文、谢灿指导教师：王银花电气工程学院2013年6月04日1、任务书课题名称数字式秒表指导教师（职称）执行时间2012~2013学年第2学期第15周学生姓名学号承担任务张涛1109131107电路图汇总郑文凯1109131110原理汇总李方琪1109131080四片计数器级联电路设计李扬1109131082多谐振荡器工作与原理王然1109131097驱动数码管显示电路设计程洋洋1109131073复位电路设计及原

2、理王国文1109131095所用芯片功能及原理谢灿1109131101控制电路设计及原理设计目的1．熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法。2.了解数字式秒表的组成及工作原理。3.熟悉数字式秒表的设计。设计要求1、设计并制作符合要求的电子秒表。2、秒表由4位七段LED显示器显示，显示分辨率为0.01秒。3、计时最大值为59点99秒。4、安装自己设计的电路。5、运用仿真软件绘制设计电路图（Multisim）。摘要关键词译码显示电路；R-S触发器；555定时器分频器在科技高度发展的今天，数字秒表在日常生活中是比较常见的电子产品，以其走时精确，使用方便，功用多

3、而受广大用户所喜。本设计所实现的数字式秒表是电子设计技术中最基本的设计实验之一。该数字计数系统的逻辑结构较简单，是由控制电路，复位电路，0.01秒脉冲发生器，译码显示电路构成的。其中控制电路是由基本R-S触发器以及电阻，开关组成的电路部分；复位电路是由机械开关，电阻，以及电源组成的电路部分；多谐振荡器是由555定时器以及其外围电路组成的电路分，它和分频器一起用来产生0.01秒的脉冲；译码显示电路由7448集成元件构成的电路部分；七段数码管电路由共阴极七段LED显示器，电阻和接地端组成的电路部分。通过对各部分结构的了解，本实验从而设计出最大是为59.99秒的数字式秒表

4、。通过对实验了解到计数秒表的设计存在一些问题，但是这也充分说明了数字秒表还存在很大的提升空间，对计数精度可以进一步提高。在设计实验中为了保证实验过程少走弯路，学会仿真是必要的，对本实验我们采用multism软件仿真，以便提高实验的正确性与可行性。在平时的理论学习中遇到的问题都一一解决，加深了我对专业的了解，培养了我对学习的兴趣，为以后的学习打下了好的开端，我受益匪浅。同时，让我明白：电子设计容不得纸上谈兵，只有自己动手实际操作才会有深刻理解，才会有收获。目录第一章方案讨论11．1技术要求11.2方案论证与选择1第二章电路设计22.1控制电路22.20.01秒脉冲发生

5、电路22.3复位电路6第三章实验芯片73.1计数器73.2译码器电路83.3七段数码管（LED）9第四章结论12第五章参考文献12第六章心得体会13七、答辩记录及评分表14附录15第一章方案讨论1．1技术要求1.秒表最大计时值为59.99秒；2.7位数码管显示，分辨率为0.01秒；3.具有清零，启动计时，暂停及继续计数等控制功能；4.控制操作间不超过二个。1.2方案论证与选择1.数字式秒表，就需要显示数字。根据设计要求，要用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为59.99秒，则需要一个8段数码管作为秒位（有小数点）和五个7段数码管作为分秒位。要求计数分辨率为0.01

6、秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体振荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。秒表核心部分——计数器，此次选择74LS160计数器。它具有同步置数和异步清零功能。主要是利用它可以十分频的功能。计数脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器，产生100赫兹脉冲。频率较高时可采用分频电路。在选择译码器的时候，有多种选择，如74LS47，74LS48等4-7线译码器。如果选择7447，则用来驱动共阳极数码管；如果选择7448，则用来驱动共阴极数码管。在选择数码显示管时，可以利用四个数码管；也可以借鉴简易

7、数字频率计中的四位数码管来显示后四位，再用两个数码管显示分钟的两位。本次设计中选择前一种方法。19第二章电路设计2.1控制电路图1-1控制电路控制电路是由一个基本R-S触发器，机械开关，电阻以及5伏电源组成。主要实现秒表的停止和开始计数功能。开始，停止功能可以只用一个机械开关实现，之所以用此电路代替机械开关，是因为利用此电路的锁存功能，防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路，影响秒表正确计数显示。2.20.01秒脉冲发生电路555定时器图1-2双极性型5G555的主要性能参数参数名称符号单位参数电源电压VCCV5~16电源电流ICCmA10阈值电压VTH