《单片机》课程设计报告-数字式秒表课程设计

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1、宝鸡文理学院《单片机》课程设计报告题目数字式秒表学院（部）电子电气工程系专业电气自动化学生姓名学号20109501S009指导教师（签字）目录一．目录二．二．内容摘要三．关键字四．技术要求五．方案论证与选择1.方案论证2.总框图（一）控制电路（二）0.01秒脉冲发生器（三）复位电路（四）译码显示电路1.计数器74LS1602.译码器74473.七段数码管（LED）六．电路图及电路工作原理元件清单七．课设存在的问题及解决八．心得体会九．参考文献二．内容摘要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

2、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。复位电路是由直流电源，电阻以及开关组成的电路部分。多谐振荡器是由555定时器以及其外围电路组成的电路部分，它和分频器一起用来产生0.01秒的脉冲。三.关键字计数器，译码器，显示器，555定时器构成的多谐振荡器，基本R-S触发器四．技术要求1.秒表最大计时值为9分59.99秒；2.5位数码管显示，分辨率为0.01秒；3.具有清零，启动计时，复位开关计数等控制功能；4.控制操作开关不超过二个；五．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9分59.99秒，则需

3、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。石英晶振荡器精度很高，一般都需要多级分频。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。如果精度要求高，也可采用石英振荡器。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

4、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，可以利用六个数码管；也可以借鉴简易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。2.总框图：在设计一个数字系统时，首先应根据要求，设计出总框图，然后按框图设计具体电路，这样可避免在设计过程中产生错误。按照设计原理，数字式秒表的电路总框图如图1所示控制电路与非门计数译码显示0.01秒脉冲发生器复位电路图1总框图（一）控制电路图（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

5、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。（二）0.01秒脉冲发生电路上图为555定时器的管脚图。图(a)555组成的占空比可调的多谐振荡器图(b)工作波形555组成的多谐振荡器可以用作各种时钟脉冲发生器，图（a）为脉冲频率可调的矩形脉冲发生器，调节Rp可得到任意频率的脉冲信号，由于电容C充放电回路的时间常数不等，所以（a）输出波形为矩形脉冲，矩形脉冲的占空比随频率变化而变化。图（2）0.01秒脉冲发生电路。该电路是由555定时器以及外围的电阻，电容组成的。其中从555定时器构成的多谐振荡器OUT引脚出来

6、的频率是100赫兹。555定时器的参数：T=0.01s，f=100Hz =1/0.695(R1+2R2)C在图中R3+Rp=R1，R5=R2经过计算并实际调整，方案为R3=130千欧，R5=5.1千欧，Rp=10千欧，c=100微法。在实践中，如果用示波器观察到频率不正确，可调整Rp来改变频率，减小误差。（三）复位电路图（3）复位电路该复位电路由机械开关，电阻，以及电源组成。输出线1接在74160的复位端。当需要复位时，合上开关，从输出线1即可输出复位信号（即清零信号），复位电路的基本功能是：提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，

7、以防开关分-合过程中引起的抖动而影响复位。另外复位电路主要完成清零功能（四）译码显示电路图（4）显示电路图中从下往上依次是6个计数器74LS1600，4线-7线译码器/驱动器74LS47，共阳数码管。1.计数器RDLDETEPCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00××××××××000010××↑DCBADCBA110××××××保持11×0×××××保持1111↑××××计数74LS160功能表