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1、电子技术课程设计报告课 题名称课题八 电子秒表电路学院 专业机械设计制造及自动化班级机制三班姓名 学号 时间 20 1 3. 7. 1-20 13. 7. 9摘 要秒表应用于我们生活、工作、运动等需要精确计时的方面。它由刚开始的机 械式秒表发展到今天所常用的数字式秒表。秒表的计时精度越来越高，功能越来 越多，构造也日益复杂。本次数字电路课程设计的数字式秒表的要求为：显示分辨率为1S/100，外接 系统时钟频率为100KHz ；计时最长时间为1h，六位显示器，显示时间最长为 59m59.99s；系统设置启/停键和复位键。复位键用来消零，做好计时准备、启 /停键是控制秒表起停的功能键。针对上述设计
2、要求，我们先前往校图书馆借阅了大量的数字电路设计方面的 书籍，以及一本电子元件方面的工具书，以待查阅各种设计中所需要的元件。 其次安装并学习了数字电路设计中所常用的Multisim仿真软件，在课程设计过 程的电路图设计与电路的仿真方面帮助我们发现了设计电路方面的不足与错误 之处。工作安排方面：我们首先在课程设计的要求下设计出了数字式秒表的整体电 路框图。其次我们对每个单元电路进行设计分析，对其工作原理进行介绍，最后 使用Multisim软件画出单元电路，并在可能情况下对其进行仿真实验。完成了 单元电路设计分析之后，进行总电路的拼接与调试，最后对总电路图进行分析， 写出结论。完成总电路的设计与分
3、析之后，对资料与设计电路进行整理、排版， 完成课程设计报告。关键字：555定时器十进制计数器六进制计数器多谐振荡器AbstractA stopwatch used in our life, work, requires precise timing of movement and so on. Mechanical stopwatch to it by the beginning of the digital stopwatch in common use today. Stopwatch timing accuracy is higher and higher, more and more,
4、 the structure is increasingly complex.The digital circuit course design of digital stopwatch for: according to a resolution of 1 s / 100, the external system clock frequency of 100 KHZ. Timing the longest time of 1 h, six display, display the longest time of 59 m59. 99 s; System setup and reset but
5、ton to start/stop key. Reset button is used to zero suppression, prepared to timing, start/stop key is to control the stopwatch start-stop function keys.According to the above design requirements, lets go to the school library borrowing books, a large number of digital circuit design and an electron
6、ic component reference books, for access to a variety of needs in the design of components. Second setup and learning Multisim simulation software commonly used in digital circuit design, circuit diagram in the process of course design of design and circuit simulation to help us find the deficiency
7、of the design circuit and error. Work schedule: we first at the request of the course design of design out of the overall circuit diagram of the digital stopwatch. Secondly we design analysis of each unit circuit, its working principle were introduced, finally using the Multisim software to draw the
8、 unit circuit, and where possible on the simulation experiment. After completed the unit circuit design and analysis, splicing and commissioning of total circuit, finally analyze the total circuit diagram, write a conclusion. After finished the total circuit design and analysis, materials and design
9、 circuit for sorting, layout, complete curriculum design report.Key words: 555 timer decimal counter six hexadecimal multivibrator第一章总电路工作原理6第二章方案设计与论证7第三章单元电路设计与参数计算83.1时钟脉冲发生和控制电路83.2设计十进制加法计数器93.3设计六进制加法计数器103.4启动和停止电路113.5清零电路设计12第四章Multisim软件仿真结果13第五章心得体会14参考文献15.附录15附录一总电路15附录二元器件清单16任务书课题名称电子
10、秒表的设计执行时间20 1 3. 7. 1-20 13. 7. 9学生姓名学号李建民王铮设计目的1. 掌握计数器的应用。2. 掌握显示译码器的应用。3. 掌握脉冲信号发生器的设计。设计要求1. 显示分辨率为1s / 100,外接系统时钟频率为100KHz。2. 计时最长时间为1h，六位显示器，显示时间最长为 59m59.99s。3. 系统设置启/停键和复位键。复位键用来消零， 做好计时准备、启/停键是控制秒表起停的功能键。4. 画出电路原理图5. 进行电路的仿真与调试。第一章总电路工作原理电路通过555多谐振荡器产生的100Hz时钟脉冲与启动与暂停电路与非后 输入到第一个计数器即0.01s位的
11、74LS90十进制计数器使其进行频率为100Hz 的十进制加法运算。并进位至下一位0.1s位的十进制加法计数器，频率缩减为 10Hz。以此类推依次进位至最高位，并以6个LED数码管将计数器输出的信号 显示出来。当“启动/停止”开关处于低电平时计数器处于保持状态，即暂停； 当开关处于高电平时，计数器继续正常工作。而清零开关为高电平时，所有计数 器清零；处于低电平时所有计数器可正常工作。第二章方案设计与论证总体分析:图1-1方案设计图如图1-1所示，该电路需要2个六进制和4个十进制的加计数器，一个555 定时器组成的多谐振荡器，RS触发器启动停止电路。由555多谐振荡器产生 100Hz的时钟脉冲作
12、为脉冲源（即0.01s为周期），通过与启动停止电路的输出与非后作为信号源输入至第一个十进制计数器即0.01s位的计数器。然后进位至 0.1s位的十进制加计数器，以此类推逐个进位。以此实现显示分辨率为1s / 100, 计时最长时间为1h,六位显示器，显示时间最长为59m59.99s,最后通过6个译 码显示LED数码管输出。第三章 单元电路设计与参数计算3.1时钟脉冲发生和控制信号由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器产生矩形脉冲：暂稳状态的脉冲宽度tp1,即uc 从(1/3)Ucc充电上升到(2/3)Ucc所需的时间: tp1 (R1+R2)Cln2 = 0.7 (R1+R2)C脉冲宽度
13、tp2，即uc 从(2/3)Ucc放电下降到(1/3)Ucc所需的时间：tp2R2Cln2 = 0.7R2C振荡周期：T=tp1+tp2 = 0.7(R1 + 2R2)C因此，令 R1=2KQ, R2=5KQ，输出频率为 100Hz即T=0.01s，则可求出C=1.19四F。得下图2-1中100Hz的555定时器构成的多谐振荡器：-2 JCt1一555_VIRTUAL110nF图3-1从3 脚(OUT)输出脉冲信号。3.2设计十进制加法计数器使用74LS90芯片实现十进制加法计数器。74LS90是异步二一五一十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数 器，又可以作五进制和十进制加法计数器。通过
14、不同的连接方式，74LS90可以 实现四种不同的逻辑功能;而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助S9(1)、 S9(2)将计数器置9。其具体功能详述如下：(1) 计数脉冲从。？1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。(2) 计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出 端，则构成异步8421码十进制加法计数器。(4) 若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出 端，则构成异步5421码十进制加法计数器。(5) 清零、置9功能。a)异步清零当R0(1)
15、、R0(2)均为“1” ； S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即 QDQCQBQA=0000。b)置9功能当 S9(1)、S9(2)均为“1”； R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置 9 功能，即 QDQCQBQA = 1001。在这里我们用到的是将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、 QB、QA作为输出端，构成的异步8421码十进制加法计数器。如下图2-2：图3-23.3设计六进制加法计数器常用异步集成计数器74LS290。其中，S9 (1)、S9 (2)称为置“9”端，R0 (1)、R0 (2)称为置“0”端；CP0、CP1端为计数时钟输入端，Q3Q2Q1Q0为输 出端，NC表示空脚。74LS290具有以下功能：置“9”功能：当S9 (1) =S9 (2) =1时，不论其他输入端状态如何，计数器输出 Q3 Q2 Q1 Q0=1001，而(1001) 2= (9) 10，故又称为异步置数功能。置“0”功能：当S9 (1)和S9 (2)不全为1，并且R0 (1) =R0 (2) =1时，不 论其他输入端状态如何，计数器输出Q3 Q2 Q1 Q0=0000，故又称为异步清零功 能或复位功能。计数功
