数字签名实验.doc

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1、课程名称：数字电子技术课程设计题目：电子秒表电路学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日12电子秒表电路一、设计任务与要求要求设计一个数字秒表，用于短时间测量，适用于田径比赛等竞技场合计时使用。（1）计时范围：0~10分钟（2）显示分辨率为1s／10。（3）用一只按钮开关控制三种工作状态，即：清零计时停止二、方案设计与论证实验要求设计一个用于短时间测量的电子秒表，根据学过的相关知识可以知道和题目的要求，电路应该分为分为3个部分，分别是计数脉冲产生电路、计数电路、和状态控制电路。电路的框图描述如下图：由上面的电路模块图，我们讨论得到下面两个方案12方案一、用一个555定时器

2、做出多谐振荡电路为计数电路提供计数脉冲，通过调节外围电阻R1、R2和电容C的值使振荡电路产生10Hz的计数脉冲（即周期为0.1秒的信号）。用74LS160计数器做成3级计数电路，分别是十进制的0.1秒计数电路、60进制的秒计数电路和十进制的分计数电路。用74LS160做成3进制计数电路并配合74139二线四线译码器做成状态控制电路，使计数电路在清零、计数、停止3个状态之间转换。方案二、用石英晶体构成石英晶振脉冲发生器。计数电路是74LS160串接构成的600进制计数器最多可以计数到600秒（10分钟）这样控制起来比较方便、控制电路同方案一。最终方案：方案一。由于对方案二的石英晶振电

3、路原来不是很熟悉，并且方案二的计数显示不符合人的一般思维方式，因此选用方案一作为最终方案。三、单元电路设计与参数计算根据上面的讨论，方案包含3大单元：计数电路、状态控制电路、计数脉冲产生电路。下面分别对个单元进行设计和参数的计算。(1)计数脉冲产生电路由于555定时器在数字电子和模拟电子中都要重要的应用，并且使用起来比较简单，只需接少量的电阻电容等外围元件，就可以构成施密特触发电路、单稳态电路和多谐振荡电路，所以本方案最终选用了555定时器来做计数脉冲产生电路。555定时器的功能表：12通过对上面功能表的分析，可以用以下的典型多谐振荡电路。电容C充电时间12t1=(R1+R2)Cl

4、n(Vcc-Vt-)/(Vcc-Vt+)=(R1+R2)Cln2<1>放电时间t2t2=R2Cln(0-Vt+)/(0-Vt-)=R2Cln2<2>电路的振荡周期T=t1+t2=（R1+2R2）Cln2<3>由于设计要求秒表的分辨率为0.1秒，所以这里要设置振荡周期T=0.1S由<3>式并假定C=3uF,则：R1+2R2=T/Cln2=0.1/(3×10-6×ln2)≈48090Ω最终取R1=8090Ω,R2=20KΩ，C=3uF(2)74LS160和139二线四线译码器构成的状态控制电路1274LS160功能表CLKRD'LD'EPET工作模式×0×××置0↑10××预置数×11

5、01保持×11×0保持(c=0)↑1111计数74HC139的真值表输入输出G'A1A0Y'3Y'2Y'1Y'01××11110001110001110101010110110111由上面的功能表为依据可以设计下面的控制电路：由于电子秒表有清零、计数、停止三个状态。本方案利用74LS160构成一个三进制计算电路，由于74160采用异步置零方式，所以用计数器的第四个状态，即0011通过一个与非门译出一个地电位作为控制器的清零信号，使控制器循环于0000、0001和0010之间，对应于秒表的3个控制状态。而控制计数电路的计数脉冲是通过一个常开开关接VCC构成，每按一下开关，计数器便接收

6、到一个下降沿，从而跳到另一个状态。12(3)74160构成的计数电路由于74LS160是十进制计数器，采用异步置零方式。按设计要求，0.1秒计数和分钟计数部分都是十进制，所以0.1秒计数部分和分钟计数部分只需用控制电路的清零信号来清零即可，每当0.1秒计时电路和分钟计数电路到达10，或者接收到控制电路的清零信号就清零。而秒计数部分需要本身的60进制清零信号和控制电路的清零信号来置零，所以U3和U4用或非门来接收这两个清零信号，只要秒计数到达60或者控制电路发送了清零信号，秒计时电路都会清零。秒计数电路的60进制清零信号是当十位为6时发出的。同时对于所有的74LS160计数器的ET端

7、(图中为ENT端)，由控制电路的74139译码器输出来控制，ET为0时保持，ET为1时计数，计数电路在计数状态和保持状态之间变换。计数电路1212下面是各部分的大图0.1秒计数电路分计数电路12秒计数电路四、总电路工作原理及元器件清单121．电子秒表总体电路2、电路完整工作过程描述（总体工作原理）整个电路通电后，由于控制电路的计数器初始状态是从0000然后是0001再到0010，经过二线四线译码器，译码后译码器的输出端Y3Y2Y1Y0对应的状态分别是HHHL、HHLH