计时秒表设计.doc

1、计时秒表设计电子设计基础课程报告设计题目：计时秒表设计学生班级：通信 0901学生学号：20095987学生姓名：何泽超指导教师：刘春梅时间：2011.06.23设计题目及要求计时秒表设计：按下启动按钮后，秒表开始计时，显示范围从 0-99 ，停止键按下后，记录一组数据，但计时仍然在进行，再次按下停止键，停止计时，第一次存储的数据可以通过按键方式取出并显示。一. 题目分析与方案选择功能：（ 1） . 在 0S 99S 范围内计时；（ 2） . 前导零需要消隐；（ 3） . 第一次按 stop 键记录一组数据，但是仍在计数；（ 4） . 第二次按 stop 键停止计时；（ 5） . 通过按键方式

2、将存储的数据取出，并显示。二 . 主要元器件介绍1. 脉冲发生器LM555定时器构成的多谐振荡器产生周期略小于 1s 的脉冲，为十进制计数器提供脉冲，使十进制计数器1s 计时增加一次。VCC5V8U10R1VCC4RSTOUT37.5k7DISR26THR68k2TRI5CONC2C1GND1LM555CM1.0uF1.0uF脉冲发生器2. 十进制计数器选用两片 74LS192芯片，一个作为个位计数，一个作为十位计数，作为个位的 74LS192的加计数控制端接脉冲发生器输出端，个位的仅为输出端接作为十位的 74LS192的加计数控制端。 03. 数码管显示在数码管输入端采用二十进制的七段显示译

3、码器芯片74LS48，在74LS48 芯片上面有消隐控制端，则可通过一些与门和非门的结合，可使电路达到前导零消隐，从而实现前导零消隐的功能要求。U7AR3R4U9AU7B10010074LS05D74LS05DU1U6U7CCKCKU8A74LS05D74LS20D74LS05DVCC5VABCDEFGABCDEFG7AU2OA13112BOB2COC116DOD103LTOE9OF155RBIOG144BI/RBO74LS48D7AU3OA131BOB122COC11610DODOE93LT15OF5RBIOG144BI/RBO74LS48D数码管显示电路图4. 数据存储器将十进制计数器的输

4、出端口连接到存储器的输入端口。存储器采用并口输入并口输出的74LS194，当一个上升沿到来的时候，就可以立即存取一组数据。存储器并口输出接入一个三态门，可以用74LS373、74LS573、74LS244或者 74LS245。只有当三态门使能的时候， 存储的数据才能被送到74LS48 的输入端口，从而在数码管上面显示。5. 控制按键对于设计要求，当按下停止键的时候，记录一组数据，计时仍在继续，当再次按下停止键的时候，停止计时，存储的数据不变，这就要求刚开始的时候， 74LS194 的时钟输入为低电平，当按键按第一次的时候，上升沿到来， 74LS194 就会存储一组数据；当第二次按键之后，下降沿

5、到来，或者保持高电平，这样，就不会影响到存储的数据。在此设计中，开始和停止按键是一个按键，按键后面级联两个JK 触发器，两个触发器的JK 端接高电-1平，这样，当有效脉冲到来的时候，输出发生翻转，第一个触发器的输出端接 74LS194的时钟端口，第二个 JK 触发器的输出接与74LS194无关的那个三态门的使能端和一个非门的输入端口，其中非门的输出和脉冲发生器的输出同时接一个与非门，与非门的输出接十进制计数器个位计数器的时钟端口。当第一次按键之后，与74LS194 无关的那个三态门打开，计时器的输出可以达到74LS48 从而在数码管上面显示计时数字，当第二次按键的之后， 74LS194 存储一

6、组数据，第三次按键之后，与74LS194 无关的那个三态门关闭，显示的计时停止。可以将与74LS194 有关的那个三态门打开，将存储数据调入数码管上面显示。三 . 电路设计及计算1. 可以将系统分为脉冲发生模块，十进制计数器，按键控制模块，数码管显示模块，寄存器模块及电源模块2. 脉冲发生器为十进制计数器提供脉冲，使十进制计数器产生相应的BCD8421码，再通过显示译码器，使其在数码管上显示，数码管显示时，由组合逻辑电路组成的前导零消隐电路，使电路实现前导零消隐功能。通过按键控制两个级联的 JK 触发器，一个 JK 触发器的 Q端输出控制计数器和脉冲发生器，一个控制数据存储器部分，当第一次按下

7、按键的时候，计时启动；第二次按键的之后，存储数据，计时继续；第三次按键的之后，计时停止。通过其它按键可以将存储的数据显示在数码管上。可以分别在计数器和数据存储器的输出加一个 74LS373，74LS373有一个特点就是： 当使能端关闭之后，输出为高电平且呈现高阻状态。两部分不会相互影响。工作流程当通电之后，脉冲发生器就开始产生脉冲，但是脉冲的输出端口通过一个与非门之后才接入十进制计数器的输入端，与非门的另一个输入端与一个非门连在一起， 而非门的输入端与控制按键部分中的第二个 JK 触发器的输出端相连， JK 触发器的开始状态为“ 1”，这样，那个与非门就将脉冲-2锁住，十进制计数器无法接受到脉

8、冲。当第一次按键之后，与非门就会解除锁定，脉冲开始有效接入十进制计数器的时钟输入端，同时与74LS194无关的那个 74LS373 打开，数码管开始显示计数器的计时数字。当第二次按下按键之后，74LS194 的时钟端口来一个上升沿， 74LS194记录一组数据，但是计时仍在进行。当第三次按下按键之后，与非门锁住，脉冲无法有效地与计时器相连，同时与74LS194 无关的那个74LS373 关闭，计时停止。通过将与74LS194 有关的那个 74LS373 打开，存储的数据就会在数码管上面显示。系统中还有其它一些清零复位按键，可根据不同的情况进行操作。四. 仿真及结果分析五 . PCB 板排布-3-4六 . 总结1. 通过这次设计，不但使我巩固了所学的基础知识，而且也让我学到了很多新知识，同时也得到了很多无法从书本上获得的知识和经验。