电子秒表课程设计课案

1、探武汉纺织大学2012电子技术课程设计探 探 探 探 探探 探电子技术课程设计报告书课题名称电子秒表设计姓 名学 号院、系、部电子与电气工程学院专 业电子信息工程指导教师2012年06月20 日电子秒表设计设计目的(1) 学习数字电路中基本集成双 D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。二、设计思路(1) 设计基本集成双D触发器电路。(2) 设计集成计数器。(3) 设计时钟发生器电路。(4) 设计计数及译码显示电路。三、技术要求：要求设计一个数字表，用于短时间测量，适用于计 时使用(1) 计时范围：059秒(2) 显示分辨率为1s。(3) 用

2、按钮开关控制工作状态，即：暂停、清零。(4) 本身带有，工作时指示灯亮。四、设计过程图1数字式秒表的原理框电路设计1、脉冲发生器脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量， 通常用晶体振荡器产生标准 频率信号经过整形、分频获 得1Hz的秒脉冲。石英晶体 振荡器的特点是振荡频率准 确、电路结构简单、频率易 调整。如晶振为32768 Hz， 通过15次二分频后可获得 1Hz的脉冲输出，电路图如 图2-1所示。2、秒计数译码电路秒计数器为M=60的计数器，即 显示0059,采用中规模集成 电路双十进制计数器至少需要2 片，因为10 < M < 100。它的 个位为十

3、进制，十位为六进制。 本电路采用两片74LS161实现。当个位计数至1010时，通过 74LS00二输入与非门连至清零 端达到清零，当达到0000时， 产生上升脉冲送给十位。十位计 数至0110时清零电子秒表原理图电路如图所示器材选择品名规格型号技术要求每组数量通用板210 X 15 （cm ）210 X 15 （cm）1共阴极数码管BS201A/0.5 英寸单个2集成显示译码器CD4511CD45112集成14位计数器CD4060CD40601集成双BCD计数器CD4518CD45181集成双D触发器74HC7474HC741集成逻辑与非门74HC0074HC001电阻器RJ-22MQ -1

4、/4W1/4W1电阻器RJ-200k Q -1/4W1/4W1电阻器RJ-300 Q -1/4W1/4W14电容器CC1-30pF （瓷片）瓷片2电容器CC1-0.01 卩 F （瓷片）瓷片1石英晶体振荡器32.768kHz32.768kHz1小型按键单开关8 X 8mm8X 8mm1集成电路插座16PIN16PIN3集成电路插座14PIN14PIN2集成电路插座8PIN8PIN（两个 8PIN 作为16PIN）2焊锡（小卷）小卷导线单芯单芯芯片管脚排列及用途（1）集成双D触发器74HC74是一款高速CMO器件,74HC74引脚兼容低功耗肖特基TTLIQ74HC74Pi c&nfigu

5、rationO74c DVC2R2D可宓因卫FIZ32Q3QClock mReset输出状您1不垂10业人L 状态X所有输出都擡低1（LSTTL 系列。74HC74遵循 JEDEC标准no.7A74HC74是双路D型上升沿触发器，带独立的数据（D）输 入、时钟 （CP输入、设置（SD 和复位（RD输入、以及互补的 Q 和Q输出。设置和复位为异步低电 平有效，且不依赖于时钟输入。74HC74数据输入口的信息在时钟脉 冲的上升沿传输到Q 口。为了获得预想 中的结果，D输入必须在时钟脉冲上升沿来临之前，保持稳定一段就绪时间。74HC74时钟输入的施密特触发功能使得电路对于缓慢的脉冲上升和下降具备更咼

6、的容差性。74HC74特性工作电压范围：2.0 6.0 V对称输出阻抗高抗扰低功耗ESD保护(2)集成14位计数器CD4060CD4060是 4000系列CMO器件中的一种，Q12-V(M是14位二进制计数器。它内部有两反相器，外:013 -010接两个电阻及一个电容就可组成振荡器，作为01408O& C 04060-Q9时钟发生器。输入时钟脉冲时（下降沿），输出Q& -RpJiHT端输出记数脉冲。它有一个复位端（Reset），07 -Ctoct mQ4Vss &9口-Cloc< out2'当复位端为高电平时.所有输出端都是低电平，DIP-16CD406C

7、为16管脚DIP封装，各管脚排列如图3图3所示。其中Clock in 是时钟脉冲输入，Clockoutl及Clockout2是时钟脉冲输出（相位差180°, Reset是复位输入端（高电平有效）.Q4-Q14是二进制记数脉冲输出端，Vdd为电源正端（318V）. Vss为电源负端。（3）集成双BCD计数器CD4510BMS, CD4&ZDBMSTCi P VI FWCLOCK A |_j_十布| wnn-ENiAULh. A |5l£| Hl=.!£t r u-QIA 3词Q4BQ2A |_J_巧| 03凸Q3A pr12 Q2B5段叵TT Q1 BRE

8、B ET A 反诃enable曰V*5叵S| CLOCK 曰RESET B15兰 O3：EIId.口5vaa- - s VDD - 18rtGURE 1 DC.CADE CfKJHTEH |CEH5»EH1| LOGK CHAGdUM rOfl 口HE QT 口 IDCMnCiU. f bUHTERi*Fi&tiRE. i. BmcJtr counterljMbC CVfGAU<ny£ df TWO iMhIiCal CdukTER.-CLOCKENABLERE4ETACTKHi1aaawurwi CDd*»r0H0Sd亡呷打尹一厂eCraGinjf

9、cf、0X.*13皿乜4“mum tuhje乱 Dv-Zvt i = »-grti = Ulact计数时，其电路的输入输出状态如表CD4518该IC是一种同步加 计数器，在一个封装中含有两 个可互换二/十进制计数器， 其功能引脚分别为17和915。该计数器是单路系 列脉冲输入（1脚或2脚；9 脚或10脚）,4路BCD码信号 输出（3脚6脚；11脚 14脚）o此外还必须掌握其 控制功能，否则无法工作。手 册中给有控制功能的真值（又 称功能表），即集成块的使用条件，如表2所示。从表2 看出，CD4518有两个时钟输 入端CP和EN若用时钟上 升沿触发，信号由CP输入， 此时EN端应接高电

10、平“ 1”，若用时钟下降沿触 发，信号由EN端输入，此 时CP端应接低电平“ 0”， 不仅如此，清零（又称复位） 端Cr也应保持低电平“0”，只有满足了这些条 件时，电路才会处于计数状 态，若不满足则IC不工作。3所示。值得注意，因表3输出是二/十进制的BCD码,所以输入端的记数脉冲到第十个时，电路自动复位0000状态（参看连载五）。另外，该CD4518无进位功能的引脚，但从表3看出,电路在第十个脉冲作用下，会自动复位，同时，第6脚或第14脚将输出 下降沿的脉冲，利用该脉冲和 EN端功能，就可作为计数的电路进位脉冲 和进位功能端供多位数显用。由此可见充分利用真值表的特性，才能使用 好数字电路(

11、4)集成显示译码器CD4518BMS, CD4520BMSTOP VIEWCLOCK AENABLE AQ1AQ2AQ3AQ4A叵RESET AvssVDDRESETBQ4BQ3BQ2BQ1BENABLE BCLOCK 8CD4518 CD4520引脚图C1爼ClGJiWfl'l!ci13ii'iCD4518逻辑图CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码一七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动 功能的CMO电路能提供较大的拉电流。(5)集成逻辑与非门1AIBIY2A4A3B2Y3A<1NDVCt4U74HC00是TT

12、L2输入端四与非门，高电平4V, 低电平IV，与非门电路经常用来实现组合逻 辑的运算。74HC00工作特性 电源电压范圈：7V; 输入电压：7V; 工作环境温度：070° Co74HC00引脚图(5)共阴极数码管<i110k.i即3,81o 010 9七段数码管引脚图数码管使用条件：a、段及小数点上加限流电阻b、使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定c、使用电流：静态：总电流 80mA(每段10mA ；动态：平均电流4-5mA峰值电流1OOmA上面这个只是七段数码管引脚图，其中共 阳极数码管引脚图和共阴极的是一样的，4 位数码管引脚图请在本站搜索我也提供 了，

13、有问题请到电子论坛去交流数码管使用注意事项说明：(1)数码管表面不要用手触摸，不要用 手去弄引角；LED的阴极分别为a b、c、(2) 焊接温度：2 6 0度；焊接时间：5S(3) 表面有保护膜的产品，可以在使用前 撕下来。这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点 com,而每个 d、e、f、g及dp (小数点)；共阴极则是把 所有LED的阴极连接到共同接点com,而每个LED的阳极分别为a、b、c、 d、e、f、g及dp (小数点)，如下图所示。图中的8个LED分别与上面那 个图中的ADP各段相对应，通过控制各个 LED的亮灭来显示数字。共阴那么，实际

14、的数码管的引脚是怎样排列 的呢？对于单个数码管来说，从它的正 面看进去，左下角那个脚为1脚，以逆 时针方向依次为110脚，左上角那个脚 便是10脚了，上面两个图中的数字分别 与这10个管脚一一对应。注意，3脚和8脚是连通的，这两个都是公共脚。还EJB OIG有一种比较常用的是四位数码管，内部 的4个数码管共用adp这8根数据线， 为人们的使用提供了方便，因为里面有 4个数码管，所以它有4个公共端，加上adp，共有12个引脚，下面便是一个 共阴的四位数码管的内部结构图（共阳的与之相反）。引脚排列依然是从左下角 的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为112脚，下图中的数字与之一一 对应。管脚顺序

15、：从数码管的正面观看，以第一脚为起点，菅脚的顺序是逆时针方向排列:12-9-8-6 公共脚JiangX.netA-ll B-7C-4D-2 EJ F-10G-5 DP3五、课程设计心得此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题， 与人合作共同提高，这些都让我受益匪浅。在此，感谢老师的细心指导，也同样谢谢其他同学的无私帮助！通过本次课程设计我感触很深，这是我 做的第一次课程设计，从开始到结束是在匆匆忙忙的生活中度过的， 在这 两个星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西， 同时不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学 到过的知识。通过这次设计，进一步加深了对数字电子以及各种器件的了 解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。在设计电路过程中我遇到很多问题，所以慢慢的平时很少讨论问题的我跟同学对设计的交流成了家常便饭，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识 是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出 结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的 能力。在设计的过程中难