数电课程设计-数字式秒表

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1、数字秒表1.课程设计任务书设计名称：数字式秒表设计指导老师：***设计任务和要求:1.设计任务(1)进行设计方案的比较，并选定设计方案；(2)完成单元电路的设计和主要元器件说明；(3)安装各单元电路，要求布线整齐、美观；(4)写出课程设计报告文档。2.设计要求(1)设计并制作符合要求的电子秒表；(2)秒表由6位七段LED显著器显示，其中两位显示“min”,四位显示“s”，其中显示分辩率为0.01s；(3)计时最大值为99min59.99s；(4)计时误差不得超过0.01s；(5)具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能；(6)控制操

2、作按键不得超过2个。3.提高部分3.1安装自己设计的电路  （1）检查元器件   （2）对电路进行组装：按照自己设计的电路，在面包板上插接元器件或在通用板上焊接。焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象。3.2.通电调式   （1）通电测试：对安装完成的电路板的参数及工作状态进行测量，以便提供调整电路的依据。   （2）通电调试：经过反复的调整和测量，使电路的性能达到要求。3.3书写调试报告课程设计说明书书写格式参照“课程设计说明书书写格式”文件。4.参考资料1、《数字电子技术导论》西安交通大学.何金茂主编2、《数字

3、电子技术基础》高等教育出版社.康华光主编20数字秒表2.方案论证2.1.方案的选择通过对设计要求的分析，应用相关的数字电子电路方面的知识画出原理图，检查无误后，将原理图在EWB中仿真，验证通过无误后，可以考虑使用何种方案来实现设计电路。我们可以通过对照原理图在万能板上焊接来实现所设计的电路；也可以在PROTEL中画出原理图并布好线通过做PCB板来实现所设计的电路；还可以通过在面包板上插线来实现设计的电路。由于我们考虑到设计电路图使用的原器件太多（19片芯片），且芯片的引脚太密，给焊接和布线带来了一定的难度，同时由于我们还开始电工实习，对焊接

4、技术了解不多，并且我们模拟电子电路课程采用了万能板焊接的方案，对万能板有一定的了解，故不采用此方案。对于PCB板的方案，我们考虑到后续课程（如单片机）等课程设计均使用到PCB板，所以这次课程设计我们没有采用PCB板的焊接来实现设计电路。为扩大知识面，我们选择的设计方案为通过对面包板插线来实现设计电路。2.2电路总体功能、结构的分析本电路的目标为设计一个数字式秒表。如图2.1所示，数字式秒表电路系统由主体电路和扩展电路两部分组成。其中主体电路完成计数功能，控制电路完成控制的扩展功能。通过所设计电路将实现具有清零、启动、暂停、继续等控制功能的计

5、时数字式秒表。根据电路所需要达到的要求，可以将电路的总体结构框图描述(如图2.2):图2.2多功能数字式秒表系统的组成框图设计时各部分所用的器件名称如下：时钟信号：由门电路组成的多谐振荡器。计数器：74LS290锁存器：CT74LS373译码器：CT74LS47显示器：BS20120数字秒表3.门电路组成的多谐振荡器简介3.1.集成逻辑门与RC组成多谐振荡器由门电路组成的多谐振荡器虽具有多种电路的形式，但它们无一例外地具有如下的共同的特点。首先，电路中含有开关器件，如门电路、电压比较器、BJT等。这些器件主要用作产生高、低电平；其次，具有反

6、馈网络，将输出电压恰当地反馈给开关器件，使之改变输出状态；另外，还要有延迟环节，利用RC电路的充、放电特性可实现延时，以获得所需要的振荡频率。在许多实用电路中，反馈网络兼有延时的作用。图3.1.1是一种最简型多谐振荡器。图3.1.1由CMOS门电路组成的多谐振荡器3.2振荡周期的计算在振荡过程中，电路状态的转换主要取决于电容的充、放电时间，而转换时刻则取决于的数值。根据以上分析所得电路在状态转换时的几个特征值，可以计算出周期T的值上式仅适用于[、分别为CMOS门中NMOS、PMOS管的导通电阻]，C远远大于电路分布电容的情况。当电源电压波动

7、时会使振荡频率不稳定，在时，影响尤为重要。加补偿电阻的CMOS多谐振荡器如图3.2.1所示。可减少电源电压变化对振荡频率的影响。当时，取（一般取）。20数字秒表图3.2.1加补偿电阻的CMOS多谐振荡器3.3参数的确定由于电路的周期为0.001s，T=0.001s即1.4RC=0.001取20数字秒表4、芯片简介4.174LS29074LS290是一种较为典型的异步十进制计数器。它由1个一位二进制和1个异步五进制计数器组成。如果计数脉冲由CLKA端输入，输出由QA端引出，即得二进制计数器；如果计数脉冲CLKB端输入，输出由QA～QD端引出即

8、得五进制计数器；如果将QA与CLKB相连，计数脉冲由CLKA输入，输出由QA～QB引出，即得8421码十进制计数器。因此，又称此电路为二——五——十进制计数器。74LS290的引