《电子秒表计时电路的设计说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子秒表计时电路的设计说明（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电子秒表的设计电子秒表的设计 摘要摘要 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 本次毕业设计的
2、题目是电子秒表 电子秒表是用于测量较短且较精确的时间 它 在体育运动项目上有着广泛的应用 本次设计中应用了多种数字电路中的单元电 路 如基本 RS 触发器 单稳态触发器 时钟发生器及计数器 译码显示器等 我 相信通过本次实验 将进一步加深对各数字单元电路的理解 同时也对基础电子 设计有一定的了解 为今后的学习和工作打下一定的基础 关键词关键词 电子秒表 基本 RS 触发器 单稳态触发器 时钟发生器 计数器 译码显示 器 TheThe DesignDesign ofof DigitalDigital StopwatchStopwatch Abstract Abstract Current dig
3、ital electronics technology has been widely used in computers automatic control electronic measuring instruments TV radar communications and other fields For example in the modern measurement technology digital measuring instrument is not only accurate than analog gauges powerful and easy measuremen
4、t of automation and intelligence With the integration of technology particularly in large scale and ultra large scale integrated circuit development application of digital electronic technology will be more widely infiltrated into all sectors of the national economy and will have more profound impac
5、t With modern society the rapid development of electronic technology requires us to integrate theory with practice digital circuit design the project so that we have this great opportunity through this comprehensive training our ability practical skills ability of comprehensive knowledge application
6、s get better promotion The course design is the subject of electronic stopwatch Stopwatch is a shorter and more accurate for measuring time it projects in sports has been widely used The design of the application of a variety of digital circuit elements in the circuit such as basic RS flip flop one
7、shot the clock generator and counter decoder display I believe that through this experiment will further deepen the understanding of the digital cell circuits but also on the basis of a certain electronic design understanding for future study and work to lay a certain foundation KeywordsKeywords ele
8、ctronic stopwatch the basic RS flip flop one shot the clock generator counters decoding display 目目 录录 1 1 电子秒表介绍电子秒表介绍 1 1 2 2 电子秒表功能要求及元器件介绍电子秒表功能要求及元器件介绍 3 3 2 1 电子秒表基本功能 3 2 2 元器件介绍 3 2 2 1 74LS00 与非门 3 2 2 2 基本 RS 触发器 4 2 2 3 555 定时器 5 2 2 4 555 多谐振荡器 7 2 2 5 74LS90 计数器 8 2 2 6 单稳态触发器 10 3 3 电路设
9、计电路设计 1 11 1 3 1 电路设计方案 11 3 1 1 工作原理 11 3 1 2 计数器工作波形图 11 3 2 核心电路设计 13 3 2 1 计数器设计 13 3 2 2 主控电路设计 13 4 4 PCBPCB 板的制作板的制作 1 15 5 4 1 PCB 板设计的设计原则 7 15 4 1 1 布局 15 4 1 2 布线 15 4 1 3 焊盘 16 4 2 PCB 板电路抗干扰措施 16 4 2 1 电源线设计 16 4 2 2 地线设计 16 4 3 制板 16 4 4 焊接的基本常知识 17 4 5 元器件的安装 18 5 5 系统测试系统测试 1 19 9 5
10、1 基本 RS 触发器的调试 19 5 2 555 多谐振荡器的调试 19 5 3 计数器的调试 19 5 4 译码器的调试 20 5 5 电子秒表的整体调试 20 5 6 系统的功能 20 5 7 1 设计小结 21 5 7 2 设计收获及体会 21 5 7 3 改善设计的建议 21 参考文献参考文献 2 23 3 致谢致谢 2 24 4 附录附录 1 1 电子秒表装配图电子秒表装配图 2 25 5 附录附录 2 2 电子秒表电子秒表 PCBPCB 版图版图 2 26 6 附录附录 3 3 电子秒表实验原理图电子秒表实验原理图 2 27 7 附录附录 4 4 电子秒表电路板实图电子秒表电路板
11、实图 2 28 8 1 1 电子秒表介绍电子秒表介绍 电子秒表是一种较先进的电子计时器 目前国产的电子秒表一般都是利 用石英振荡器的振荡频率作为时间基准 采用6 位液晶数字显示时间 电 子秒表的使用功能比机械秒表要多 它不仅能显示分 秒 还能显示时 日 月及星期 并且有1 l00s 的功能 一般的电子秒表连续累计时间为59min 59 99s 可读到 1 l00s 平均日差 0 5s 电子秒表配有三个按钮 如图所示 图中为秒表按钮 为功能变换按 钮 为调整按钮 基本显示的计时状态为 时 分 秒 电子秒表的基本使用方法如下 1 在计时器显示的情况下 将按钮 按住 2s 即可出现秒表功能 如 图
12、a 所示 按一下按钮 开始自动计秒 再按一下 按钮 停止计秒 显 示出所计数据 如图 b 所示 按住 两秒 则自动复零 即恢复到图 a 所示状态 图 1 1 电子秒表 2 若要纪录甲 乙两物体同时出发 但不同时到达终点的运动 可采 用双计时功能方式 即首先按住 两秒钟 秒表出现如图 a 所示的状态 然后按一下 秒表开始自动计秒 待甲物体到达终点时再按一下 则显 示甲物体的计秒数停止 此时液晶屏上的冒号仍在闪动 部电路仍在继续为 乙物体累积计秒 把甲物体的时间记录下后 再按一下 显示出乙物体的 累积计数 待乙物体到达终点时 再按一下 冒号不闪动 显示出乙物体 的时间 这时若要再次测量就按住 两秒
13、 秒表出现 a 所示的状态 若需 要恢复正常计时显示 可按一下 秒表就进入正常计时显示状态 在图 c 中显示出 9h 17min 18s 3 若需要进行时刻的校正与调整 可先 持续按往 待显示时 分 秒的计秒数字闪动时 松开 然后间断地按 直到显示出所需要调整的正确秒数时为止 如还需校正分 可按一下 此时 显示分的数字闪动 再间断地按 直到显示出所需的正确分数时 为止 时 日 月及星期的调整方法同上 2 2 电子秒表功能要求及元器件介绍电子秒表功能要求及元器件介绍 2 12 1 电子秒表基本功能电子秒表基本功能 电子秒表通过十分巧妙的设计仅用 8 块数字芯片便实现了其计数功能 结 构简单成本低
14、廉 电子秒表的显示是由 2 位 LED 数码管组成 能够显示 0S 9 9S 当需要计时的时候只需要按下计时按钮就可以计时 当需要暂停与清零 时也可以通过控制按钮就可以实现 2 22 2 元器件介绍元器件介绍 2 2 12 2 1 74LS0074LS00 与非门与非门 一 电路组成 与非门 74LS00 是一种四 2 输入的与非门 其部有四个两输入端的与非门 其电路图和引脚及其真值表如图 2 1 所示 在图 2 1 中 引脚 7 和 14 分别接地 GND 和电源 5V 左右 图 2 1 74LS00 与非门电路图和引脚以及真值表 二 工作原理 1 1 输入有低电平时 设输入端 A 为低电平
15、 0 35V B 为高电平 3 4V 由图 2 2 可知 与 A 端相连的肖特基二极管 VD3 正偏 流过 R1 的 IR1 通过 VD3 流入 A 输入端 假设 UVD3 0 35 则 UB2 0 7V 三极管 V2 V5 V6 截止 UC2 约为 5V 左右 V3 和 V4 导通 输出高电平 UOH UC2 UBE3 UBE4 5 0 7 0 7 3 6V 考 虑到 R4 上存在着电压 应产生一定的电流 V3的基极也有一定的电流 在 R2 上会产生一定的压降 实际的输出高电平约为 3 4V 在此状态下 输出管 V5 截止 故称截止状态或关门状态 此时 V3 和 V4 导通 从输出端看进去的
16、等 效电阻是很 R1 20k R2 8k R5 120k R4 4k R3 1 5k R6 3k VD1 VD5 VD6 VD4 VD3 VD2 V2 V6 V3 V4 V5 VCC A B Y 图 2 2 74LS00 与非门工作原理 小的 相当于射极跟随器的输出电阻 2 输入全为高电平时 输入全为高电平 3 4V VD3 VD4截止 电源电压 VCC 通过电阻 R1向 V2注入基极驱动电流 使 V2饱和 V2导通后 就向 V5的基 极注入电流 使 V5管工作于抗饱和状态 故输出低电平 UOL 0 35V 这时 UE2 0 7V UC2 UE2 UCES2 1V UC2这个电压不足以使 V3和 V4都导通 所以 V4截 止 输出端和电源之间可看成开路 减少了电路功耗 此时 输出管 V5饱和导通 故称为导通状态或开门状态 由以上分析可知 当电路的任一输入端有低电平时 输出为高电平 当输 入全为高电图平时 输出为低电平 即偶 0 或 1 全 1 出 0 电路输出与输入为 与非逻辑关系 即 Y AB 2 2 22 2 2 基本基本 RSRS 触发器触发器 用集成与非门构成的基本 RS 触发
