电子秒表计时器设计任务书

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1、电子技术课程设计任务书设计题目： 电子秒表计时器 专 业： 本13通信03班 学生姓名: 刘 洁 学 号: 20134400302 起迄日期: 2015年11月1日2015年12月30日 指导教师: 陈 蔚 教研室主任： 邓 贤 君 电子技术课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：一、课程设计内容 题目：电子秒表计时器要求：电压电源VCC为5V，能实现可启动、暂停、清零的60S计时功能。 注：采用555、74LS160和74LS48作为控制器，逻辑门74LS00、74LS01等芯片制作。二、课程设计要求1. 综合运用已学习过模拟电路和数字电路等知识，阅读相关

2、集成电路芯片资料和相关文献，了解电子电路设计的有关知识，方法和特点，掌握基本的电子电路设计和芯片使用方法。2. 一人一题，所设计的电路必须制作成功，并且全部或者部分通过计算机仿真。课程设计必须自己独立完成，不得从网上下载，一经发现该课程成绩记零分。3. 课程设计设计说明书（报告）应包括有： 电路工作原理分析 电路元器件参数设计计算 电路调试说明 电原理图和PCB图（必须自己画） 元器件装配图（必须自己画） 元器件清单 自己的收获和体会 要求字数不得少于3500字 要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel等软件绘制电原理图（SCH）、元器件布局图和印制电路板(PCB)。 4. 所有的文档

3、和表格必须采用Word形式。5. 同类型的设计题可以组成一个设计组，组员之间可以开展研究与讨论。雷同者均计0分。6. 阅读有关芯片英文参考资料，理解资料内容。7. 英文资料中的曲线、参数、方框图、引脚端封装等图（不包括电原理图和PCB图）可以直接采用（pdf文档中的图可放大300倍后裁剪到Word文档中），图中的英文可以采用英文（中文）方式翻译在图下。8. 英文资料中的一些词，如果翻译拿不准，可以采用英文（中文）方式标注。9. 设计资料中的有关的公式可以直接采用。10. 课程设计结束，需要交制作的作品、文字稿和电子稿，采用Word文档形式。11. 成绩评定： 按ABCDE分档，其中：优秀为A，

4、良好为B，中等为C，及格为D，不及格为E。 课程设计设计说明书占60%，实物制作占40%。 2对课程设计成果的要求包括图表（或实物）等硬件要求：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。3主要参考文献：（1） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛技能训练M北京：北京航空航天大学出版社，2011（2） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛制作实训M北京：北京航空航天大学出版社，2011（3） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛系统设计M北京：北京

5、航空航天大学出版社，2011（4） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛电路设计M北京：北京航空航天大学出版社，2011（5） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛 常用电路模块制作M北京：北京航空航天大学出版社，2011（6） 黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析M北京：电子工业出版社，2007（7） 黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践M北京：电子工业出版社，2009（8） 高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计M北京：电子工业出版社，2002（9） 吴运昌.模拟集成电路原理与应用M广州：华南理工大学出版社，2001年（10） 谭博学等. 集成电路原理及应用M北京：电子工

6、业出版社，2003（11） 魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用M北京：人民邮电出版社，1993（12） 杨宝清.实用电路手册M北京：机械工业出版社.2002 （13） 陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例M人民邮电出版社1996 （14） 肖景和.红外线热释电与超声波遥控电路M人民邮电出版社.20034课程设计工作进度计划：序号起 迄 日 期工 作 内 容1. 2015.11.资料查找和阅读2电路方案选择，电路设计和计算，电路仿真3材料购买，电路设计和PCB设计4PCB制作，电路元器件安装5作品调试，课程设计设计说明书写作6课程设计作品抽查和报告初稿检查72015.12.课

7、程设计作品和报告检查指导教师陈蔚 日期： 2015年10 月 20日目录1、题目72、内容摘要73、目的74、设计任务与内容:75、电路原理方案框图86、单元电路的设计86.1 时钟脉冲86.1.1 元器件555的引脚封装及其功能86.1.2 555的参数计算10时钟脉冲模块的电路设计及电路图106.2 计数器116.2.1 74LS160的引脚封装及其功能116.2.2 计数器模块的电路设计及电路图126.3 译码器146.3.1 74LS48的引脚封装及其功能146.3.2 译码器模块的电路设计及电路图166.4 显示器186.5 开关216.5.1 基本RS触发器电路及其功能216.5.

8、2 开关逻辑门芯片22开关模块的电路设计及电路图237、总电路237.1 总电路原理图237.2 电路工作原理267.3 总电路仿真图267.4 实物图288、组装与调试298.1调试过程中用到的主要仪表仪器298.2 组装与调试的方法与技巧298.3 组装与调试过程中的问题及解决方案309、心得体会30参考文献31附录：元器件清单321、题目 电子秒表计时器2、内容摘要关键词：秒表 时钟脉冲 计数器 译码器 本次课程设计主要是设计一个具有60S计时功能的计时器，并且可通过开关操作实现启动、暂停和清零功能。通过时钟脉冲控制计时器的计时周期，然后通过译码器将计数值通过数码管显示，再加上开关的控制

9、实现设计功能。本次设计主要完成具备基本功能的电子秒表的设计，并且该设计中计时器为1ms递增计时，计时间隔为1ms，计时十分精准。在生活中，电子秒表是重要的记时工具,广泛运用于各行各业中。作为一种测量工具，电子秒表相对其它一般的记时工具具有便捷、准确、可比性高等优点，不仅可以提高精确度，而且可以大大减轻操作人员的负担，降低错误率。3、目的学习电子技术基本理论在实践综合运用中的使用，掌握电子电路设计的一般方法、设计步骤，并应用这些方法进行一个实际的电子电路系统设计。培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。4、设计任务与内容:设计一个电子秒表计时器，其设计内容如下：1）电路具有60s计时功能;2

10、）设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能;3）计时器为1ms递增计时，计时间隔为1ms。5、电路原理方案框图显示器译码器计数器时钟脉冲开关 图1 原理方案框图原理说明：按下启动按钮，时钟脉冲输出频率为1000HZ的方波脉冲，传入计数器（最高位是六进制，其余为十进制），计数器将方波脉冲转化成二进制信号输出，二进制信号传入译码器，译码器再将传入的二进制代码转化成与代码相对应的十进制数，译码器输出的相对应的信号能驱动显示器发光，将译码器中的十进制显示出来。6、单元电路的设计6.1 时钟脉冲本次实验在电路中采用555定时器构成的多谐振荡器作为振荡源，用来产生1000HZ的脉冲信号

11、。555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。这些都是我们数电中刚学过的知识。6.1.1 元器件555的引脚封装及其功能 555集成电路的内部结构如下图1所示，引脚封装如图2所示。 图2 555的内部电路结构 图3 555的引脚封装555的引脚功能：Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VC

12、C 。Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。 Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。Pin 7 (放电) -这

13、个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。表1 555的功能表6.1.2 555的参数计算555定时器的频率和占空比尤其外部所接的电阻和电容共同决定，因此只要选择好电容和电阻的参数就能够产生所需频率的脉冲。频率：f=1.43/(R1+R2)C=1000Hz，产生1000Hz频率 占空比：q=R1/(R1+R2)=2/3 本电路中，选取了C=Cf=10nF=0.01uF，然后算出电阻，R1=

14、28K，R2=57K。时钟脉冲模块的电路设计及电路图 图4 555的电路仿真图 图5 555的仿真波形图 6 555的电路电路图 如图5所示，本次课程设计中555产生1ms的方波脉冲，该脉冲将通过开关逻辑门电路后输入计数器，实现以毫秒计数的功能。6.2 计数器计数器是用来累计时钟脉冲个数的时序逻辑部件，它是数字系统中用途最广泛的基本部件之一，几乎在各种数字系统中都有计数器。它不仅可以计数，还可以对时钟脉冲分频，以及构成时间分配器或时钟发生器，对数字系统进行定时、程序控制操作外，还能用它执行数字运算。本次课程设计中，选取了74LS160作为计数器。74LS160是中规模集成同步十进制加法计数器，具有异步清零和同步预置数的功能。使用74LS160通过置零法或置数法可以实