数字电子技术基础实践报告

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1、目录1.实践目的和要求………………………………………12.设计指标要求…………………………………………13.构成框图………………………………………………14.方案设计………………………………………………15.电路设计…………………………………………26.心得体会与总结……………………………………97.参考文献……………………………………………9一、实践目的和要求1.学习电子秒表的设计与调试方法。2．掌握电子秒表有关参数的测试方法。3.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。4.训练提高焊接以及排版布线等技能。5.加深对于

2、常用数字电路常用芯片的理解。二、控制要求：1.具有显示0~99秒的计时功能。2.设计外部操作开关，控制计数器的直接清零启动、暂停、和连续功能。3.计时器为99秒递加计时，计时间隙1S。4.具有计时到某一特定值（要求为自己学号的最后两位）时自动停止，并发出光电报警。三、构成框图：如图1所示。图1四、方案设计：利用555定时器构成的多谐振荡器为电路提供脉冲源以驱动电路工作。利用集成与非门构成的基本RS触发器（低电平直接触发）实现电路的控制暂停与连续，用两个七段LED数码管显示“秒表”，显示时间为00-99秒，每厘固定时间周期自动

3、加一。计数器采用十六进制计数器74LS161接成十进制计数器，为译码器提供十种不同的四位二进制信号。译码器部分采用的是74LS148集成芯片译码器，用于将十进制信号翻译成七段数码管的电平信号，完成显示工作。五、电路设计：1.控制电路的设计（1）控制暂停与连续利用集成与非门构成的基本RS触发器低电平直接触发，实现电路的控制暂停与连续。设计方案中采用的是74LS00系列的集成与非门。其功能表如下：InputsOutputsABYLLHLHHHLHHHL表1电路工作是，开关拨向左侧，通过RS触发器的逻辑运算从与非门的11号管脚输出

4、555产生的方波脉冲信号，实现计数功能。当开关拨向右侧，则从11号管脚输出高电平，实现暂停功能。（74LS00的内部结构如图3所示）图3（2）直接清零、启动通过在5V电源处接一个上拉电阻实现74LS161的清零与重新启动。正常工作时开关时断开的，这时161的R/D/端收到的是电源的高电平信号，集成芯片处于正常工作状态。当开关闭合时，电源电压导入地，R/D/收到低电平信号，161清零复位，重新启动。图42.秒脉冲发生器该部分电路由555定时器构成的占空比可调的多谐振荡器（如图5所示）。其基本工作原理是接通电源后，电源VDD通过

5、R1和R2对电容C充电，当Uc<1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。当Uc充电到≥2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。图5当Uc下降到≤1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0

6、.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。（如图6所示）本设计中电路图如图6所示，其中的元件参数计算如下：=（+）ln2=ln2=+=1s设=68k取62k+20k其中为上升时间图6为下降时间，电容取值为10uF。3.计数器本方案中计数器采用161的十进制接法来实现。74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能。管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR图7使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q

7、3以及进位输出TC.(TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)功能介绍：从74LS161功能表功能表（表2）中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q0·Q1·Q

8、2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。输入输出CRCPLDEPETD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00ФФФФФФФФ00001↑0ФФdcbadcba1↑10ФФФФФQ3Q2Q1Q01↑1Ф0ФФФФQ3Q2Q1Q0