电子技术课程设计报告--电子秒表的设计.doc

2009级学生电子技术课程设计 电子技术课程设计报告书课题名称电子秒表姓 名陈振斌学 号2009021878院、系、部物理与电子科学系专 业应用电子二班指导教师 2011年 12月12日 一、设计任务及要求：设计任务：用中小规模集成电路设计一个电子秒表。要 求： 1.能显示两位数10进制数，其技数范围00-99。2.具有清零、预置数、停止等功能。指导教师签名： 2011年-月-日 二、指导教师评语：指导教师签名： 2011年-月-日 三、成绩 指导教师签名： 2011年-月-日 电子秒表的设计1 设计目的（1）学习数字电路中基本rs触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。（2）学习电子秒表的调试方法。2 设计思路（1）设计基本rs触发器。（2）设计单稳态触发器。（3）设计时钟发生器。 （4）设计计数及译码显示。3 设计过程 3.1工作流程图数码管译码器计数器计数器译码器数码管计数器运算放大器单稳态触发器rs触发器图1 工作流程图图1中1单元为用集成与非门74ls00构成的基本rs触发器。属低电平直接触发的触发器,有直接置位,复位的功能。 图1中2单元为集成与非门74ls00构成的单稳态触发器，它的职能是为计数器提供清零信号。 图1中555定时器构成了多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。 图1中4单元74ls90构成的计数器/分频器 图1中5单元译码显示单元3.2电路设计电子秒表电路如图2所示。图2 电子秒表原理图图2为电子秒表的原理图。按功能分成四个单元电路进行分析。1.基本rs触发器用集成与非门构成的基本rs触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。它的输出非q作为单稳态触发器的输入，另一路输出q作为与非门u12a的输入控制信号。按动按钮开关a，输出非q=1，a复位后q、非q状态保持不变。再按动按钮开关b,则q由0变为1，u12a开启，为计数器启动做好准备。非q由1变为0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。基本rs触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。2、单稳态触发器单稳态触发器的输入触发负脉冲信号由基本rs触发器非q端提供，输出负脉冲通过非门加到计数器的清除端r。静态时，u11a应处于截止状态，故电阻r必须小于门的关门电阻roff。定是原件rc取值不同，输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电阻的rp和cp。单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计时器提供清零信号。3、时钟发生器用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能良好的时钟源。调节电位器r8,使在输出端获得频率为50hz的矩形波信号，当基本rs触发器q=1时，u12a开启，此时50hz脉冲信号通过门u12a作为计数脉冲加于计数器的计数输入端。4、计数及译码显示二五十进制加法计数器74ls90构成电子秒表的计数单元，其中计数器1接成五进制形式，对频率为50hz的时钟脉冲进行五分频，在输出端取得周期为0.1s的矩形脉冲，作为计数器2的时钟输入。计数器2及计数器3接成8421码十进制形式，其输出端与试验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.10.9秒；19.9秒计时。表1 输入输出功能清0置9时钟qd qc qb qar0(1)、r0(2)s9(1)、s9(2)cp1、cp21 10 0 0 0 0 0清 00 01 1 1 0 0 1置 90 00 0 1qa输出二进制数1 qdqcqb输出五进制数 qaqdqcqbqa输出8421bcd码十进制数qd qaqdqcqb输出5421bcd码十进制数1 1不变保持4 系统调试与结果4.1 基本rs触发器的调试 按动开关，检查门1输出q非是否为1，门2输出q是否为0，复位后这两个状态能否保持，再按动开关，q是否由0变1，q非是否由1变0，否则检查卡观和与非门。4.2时钟发生器的测试 用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节，使输出波形频率为10-15hz，若无波形输出，检查555定时器。4.3 计数、译码、显示单元的测试 测量计数器功能和分频器功能，看输出频率是否为10倍关系，各段测量显示管的功能是否正常。4.4 整体测试各电源电路测试正常后，按图把几个电源电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。先按一下按钮开关k2，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关k1，则计数器清零后便开始计数，观察数码管显示计数情况是否正常，如不需要计数时或暂停计数时，按一下开关k2，计数立即停止，但数码管保留所计数时之值。5主要仪器与设备1.thd-4数字电路实验箱1台。2.gos-620示波器。3.ms8215数字万用表。4.数字频率计5.译码显示器。6.74ls00*2 555*1 74ls90*3 电位器、电阻、电容若干6设计体会与建议 6.1设计体会在实践面前一系列的问题会突发出现，但是没有扎实的理论知识，实践能力又无从存在，二者必须紧密结合，所以在以后的学习工作中，学习和动手要两手抓，而且两手都要硬，认真仔细，让问题钻了空子。通过这次对电子秒表的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于电子秒表的基本原理与设计理念。本次课程设计很有收获，相信以后的类似这样的课程设计我会做得更好！6.2对设计的建议我现在还没有找到答案，但是我会努力去学习，等我找到答案后希望自己能独立解决它。希望老师在我们动手制作之前先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。7 参考文献1 刘修文.实用电子电路设计制作.北京:中国电力出版社2 赵春华，张学军.电子技术基础仿真实验