利用ic芯片设计实用用电子秒表电路的设计

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1、20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品渗透到社会各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。吋间对人们来说总是那么宝贵，秒表计时器常常用于体育竞赛及各种其他要求有精确时间的各领域中。秒表的数字化给人们生产生活带来了极人的方便，而II大大地扩展了它的功能。因此，研究其应用，有着非常现实的意义。此设计的实用秒表电路由启动/停止和复位电路、脉冲源、分频器电路、计数电路、译码驱动和显示器组成，选用常见的1C芯片构成。关键词电子秒表；译码器；译码

2、显示器®1第1章绪论2第2章方案设计3第3章单元电路设计43.1脉冲源产生电路设计43.1.1石英晶体振荡电路43.1.2石英晶体并联谐振振荡器工作原理43.2脉冲源信号分频设计53.2.1同步十进制计数器74LS160介绍53.2.2利用74LS160计数器芯片实现分频的工作原理63.3计数器设计73.4复位、启动和停止控制电路设计83.4.1复位电路设计83.4.2R-S锁存器工作原理83.4.3利用R-S锁存器控制秒表的启动和停止103.5译码驱动显电路设计103.5.1显示译码器的选用103.5.274LS49译码器工作原

3、理及功能111415163.5.3显示器的选择13Sti射辦捕附录实用电子秒表电路原理图第1章绪论随着社会的进步，电子技术的飞速发展，数字模拟电子技术、微电子技术也快速发展使得大量集成芯片出现，集成1C芯片其微小的体积和极低的成本，广泛应用于家用电器、仪器仪表、工业控制单元以及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。同时可以实现很多功能代替原来的模拟电路。这样利用集成芯片和电子电路就可以很方便的进行设计，其中最典型、现在应用也很多的就是电子产品的设计。电子秒表己为人们生活中必不可少的一种工具，尤其是在现在这个讲究效率的年

4、代，电子秒表更是在人类生产、生活、学＞』等多个领域得到广泛的应用。在很多实际生活中，电子秒表不单是简单的计数，更多的是运用到控制系统中。诸如定时自动报警、按吋自动打铃、吋间程序自动控制、定吋广播、自动起闭路灯、定吋开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等实现自动化的精确控制中。因此，研究电子秒表及扩大其应用，有着非常现实的意义。数字电子秒表的设计方法有很多种，例如可以用专用的1C芯片配以显示电路及所需耍的外围电路组成电子秒表；也可以用中小规模的集成电路组成电子秒表；还可以利用单片机来制作电子秒表。这些方法各有特点，其中

5、利用1C芯片设计的电子秒表电路的具有稳定度好，精度高，电路结构简单，元件芯片市场较易购买等特点。此次设计选用了1C芯片设计的实用秒表。第2章方案设计电子秒表电路由启动/停止电路、复位电路、吋钟脉冲电路、分频器电路、汁数电路、译码驱动和显示器六部分组成。电子秒表的设计框阁如阁2-1所示。LEDS示器l_lIJ译码秘动洚码泥动译码36动1祕教1秒计数1/1姗十数1/10（渺计数濱零计时或停止JB动/诤止电銘图2-1设计框图计数前，先按下复位开关，计数器清零。按下启动开关，开始计数。石英晶体振荡器产生稳定的脉冲信号，作为电子秒表的时间基

6、准，经过分频器分频输出标准0.01s时钟脉冲输入计数电路，计数器输出端接译码器输入端，译码器译码，译码完成通过显示管显示。按下停止开关，在与非门的功能控制下，停止计数，完成•-次计数。复位清零完成后就可以开始新一轮的计数了。第3章单元电路设计3.1脉冲源产生电路设计3.1.1石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路、LC谐振电路、RC谐振电路、555定时器构成的多谐振荡器等都可以产生脉冲信号，相比之下石英晶体具有振荡频率准确、电路结构简单、选频特性极好、稳定度高等特点。结合设计要求选用了石英晶体振荡器产生脉冲源。比较容易买到的石英振子的频

7、率通常是在几百KHz到几MHz的范围，此次设计选用了频率为1MHz的HC6U型石英振子。采用结构较简单的门电路构成的石英晶体并联谐振振荡电路。3.1.2石英晶体并联谐振振荡器工作原理石英晶体并联谐振振荡电路图如图3-1所示。阁3-1石英晶体并联谐振振荡电路阁图3-1石英晶体两端的电容通过接地并联，石英晶体与这两个电容构成一个并联谐振电路，也是构成一个7T型选频网络反馈通道（也称7E型谐振电路）。当电容的损耗电阻大吋，电路的Q值会下降，冋吋会使晶体的特性恶化，为避免这种情况，可第页共17页以在与非门输出端与选频网络间串入一个电阻，这

8、个电阻阻值为1M/?左右，但连接线耍粗而短，这样可以减少产生损耗，而且还能防止混入干扰源而干扰了振荡器的正常工作。信号通过石英晶体构成的71型谐振电路返冋与非门的输入端，形成反馈振荡。由此可见该电路的振荡频率是由71型谐振电路所决定的。当然，主耍还