电子秒表的设计与制作.doc

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1、电子秒表的设计与制作论文摘要：本毕业论文通过电子秒表的设计，给出了以555定时器为核心，以分频、计数与译码显示模块为主要构成部分的电子秒表的设计方案。系统具有随时启动、停止以及清零功能。关键词：555定时器分频计数译码艾力达引言随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。在秒表的设计上功能不断完善，在时间的设计上不断的精确，人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。秒表的设计是由555芯片提供的，秒表时间由相关的电阻与电容的大小决定。除了时间的设计精确外，秒表还在功能上有所改变，如实现倒计时。电

2、子秒表广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验，还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验，同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合，如测定短时间间隔的仪表。秒表有机械秒表和电子秒表两类。机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒，广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面。在当今非常注重工作效率的社会环境中，定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便。充分利用定时器，能有效的加强我们的工作效率。目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪

3、表、电视、雷达、通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高、功能强，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展，尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电路课题设计的进行使我们有了这个非常好的机会，通过这种综合性训练，我们的动手能力、实际操作能力、综合知识应用能力得到了更好的提升。本设计是基于数字电路和模拟电路的电子秒表的设计思路及实现方法。本设计中，充分利

4、用数字电路的计数、译码、显示的优良特性，使整个设计达到了比较满意的效果。本设计主要有时基产生电路、电源电路、分频电路、计数与译码电路（包括显示电路）、开关按钮电路组成。所设计的电子秒表达到了设计要求的各项指标，并且在这个基础上进行了功能扩展。这次设计中不但对以前的知识进行巩固，而且学会了更多的新知识，提高思维、强化动手能力，能够更好地适应和走上工作岗位，为以后的就业打下一定的基础。1系统功能要求本次设计的电子秒表是以中规模TTL集成电路、CMOS集成电路和LED数码显示器为主要部件的电子秒表。硬件设计主要有时基产生电路、电源电路、分频电路、计数与

5、译码电路（包括显示电路）、开关按钮电路。本设计主要是以模拟电子技术和数字电子技术控制为主。所设计的电子秒表将达到以下指标：具有随时停止、启动功能秒表最大读数为9.9秒要求用中规模集成电路实现设计电路2设计方案系统共需要时基产生555定时器1个，分频部分SN74LS90芯片1块，计数部分CD4518二—十进制加计数器1块，译码部分CD4511BCD-七段锁存2块译码驱动器，显示（LED）2个。根据要求实现秒表具有随时停止和启动功能，秒表最大读数为9.9秒。如图1所示，本设计的总思路是利用一个振荡器，产生一个时钟脉冲，信号经过分频之后分两步计数，一路

6、低位计数0.0—0.9秒，另一路是高位计数0—9秒，然后，将产生的信号通过译码电路，将位计数0.0—0.9秒和高位计数0—9秒利用显示器来显示。 4.1PCB的设计在任何设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节,此过程非常重要，关系到整个设计的外观是否好看。如果设计方法不当，PCB可能会造成电子秒表参数的精确性，比如数码管显示有缺损段码、读数不正确等。以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析：从原理图到PCB的设计流程：建立元件参数－>导入原理网络表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计－>复查->CAM输出。参数设置相邻导线间距

7、必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易翘皮，而且走线与焊盘不易断开。元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近，

8、则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的