《电子秒表的设计方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子秒表的设计方案（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子秒表的设计目 录一、 设计要求2二、 设计的目的与作用2三、 设计的具体体现21. 电子秒表的基本组成 32. 电子秒表的工作原理33. 电子秒表的原理图44. 单元电路设计45. 设计仿真与PCB制版12四、心得体会17五、附录18六、参考文献20、设计要求1. 以0.01秒为最小单位进行显示。2. 秒表可显示0.0159:59:99秒的量程。3. 该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能。一、设计方23VCC13VCC0导通113VCC不变不变123VCC23VCC13VCC1截止表(1) 555功能真值表注明：6脚为THR,触发器输入端，低电平有效。2脚为TRI，阀值输入端，高电平有效
2、。4脚为RST，总复位端， 低电平有效。7脚为DIS,放电端。5脚为CON，控制端。1脚接地，8脚接电 源。3脚为输出端。TD为内部三极管。(B)时钟信号产生电路NE555定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途 广泛的多功能电路。利用闭合回路的反馈作用可以产生自激振 荡。TTL电路延迟时间短，难以控制频率。电路接入RC回路有 助于获得较低的振荡频率，由于门电路的作用时间极短，TTL电 路自有几十纳秒，所以想获得稍低一些的振荡频率式很困难的， 而且频率不易调节。在电路中接入RC电路可以有助于获得较低 的振荡频率，而且通过改变R，C的数值可以很容易实现对频率 的调节。振荡电路是数字秒表的核心
3、部分，电容充放电的速度决定 了电路的振荡频率R1 .R2 .C决定了多谐振荡器的周期，即决定了 形成的方波的频率利用闭合回路中的负反馈作用可以产生自激振 荡，利用闭合回路中的延迟负反馈作用也能产生自激振荡，只要 负反馈作用足够强。为了得到频率更加准确的频率信号，加入了 电容和电阻，其中电容为O.Oluf和O.luf，电阻为100K欧姆。用集成与非门构成基本RS触发器，属低电平直接触发的触发 器，有直接置位、复位的功能。它的一路输出 作为单稳态触发器的输入，另一路输出作为 与非门的输入控制信号。按动按钮开关J1（接地），则门1输出=1;门2输出Q=0, J1复位后Q、状态保持不变。再按动按钮开关
4、J2,则Q由0变 为1，门5开启，为计数器启动作好准备。由1变为0，送出负 脉冲，启动单稳态触发器工作。基本RS触发器在电子秒表中的 职能是启动和停止秒表的工作.（3）单稳态触发器TUU3A心ci-Ih7-(.51LlpF-Q374ALS00M VCCJOVCX：U19A .4009BCP_5V图（6）单稳态触发器电路用集成与非门构成的微分型单稳态触发器。单稳态触发器的 输入触发负脉冲信号Vi由基本RS触发器 端提供，输出负脉冲 Vo通过非门加到计数器的清除端R。静态时，门4应处于截止状 态，故电阻R必须小于们的关门电阻Roff定时元件RC取值不 同，输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出
5、脉冲宽度 时，可以省去输入微分电路的Rp和Cp。单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信 号。（4）计数及译码显示（A）74L160（计数器）简介74LS160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它的引脚功能如下:Vcc TC is nilRI冋023nnCET PE10| 912L1J H5613G CP Pq 片 P2 P3 CEP GND图(7) 74LS160引脚图功能表如下：当清零端CR=“O”，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=“
6、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= Q0Q1Q2Q3CET。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。(B)十进制加法计数器74LS160与译码显示器构成电子秒表的计 数单元5IHi图(8)电子表秒计数单元电路5.设计仿真与PCB制版1、将各部分电路在MULTISIM11中连接并进行仿真(1)
7、时钟发生器的仿真用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节滑动变阻器，使 输出100Hz矩形波。仿真结果如下：伊Oscilloscope-XSC 1图（9）多谐振荡器信号波形图（2）与非门基本RS触发器的仿真用示波器观察基本RS触发器的波形图如下（先闭合J1后再打开J1,再闭合J2后再打开）。仿真结果如下：将启停电路单元的按钮按下，则此电路输出一个有效信号（负脉冲），但持续时间很短。仿真结果如下:图（11）单稳态触发器波形（4）计数电路的仿真仿真结果如下：图（12）计数单元的仿真2.电子秒表的整体测试各单元电路测试正常后，按总图把几个单元电路连接起来, 进行电子秒表的总体仿真。仿真结果如下：n
8、F-I-图（13）电子秒表总体仿真图3.PCB版电路电路制作在MULTISIM11画好电路图，仿真成功以后，设置个原件封装, 直接导出网络表。在protell99se中导入生成的网络表截图可见xpiorer tJrowse lext|3 Design Desktop3 患 Active Design Station;3 B电子秒表.DDB+ Design Team | - y Recycle Bin El-C Documents 別 PCB1.PCB ilj)电子秒表.net蚩F:电路cad课设电子秒表.DDB电子秒表.DDB I Documents 电子秒表met |U2DIP1674LS1
9、60N74LSlt.n DIP1674LS160N1U10DIP1674LS160NUll DIP16 74LS160N电子秒表网络表(2) PCB制版鼻F:电路ud课设电子秒表DDB| o |回电子秒表DDB Documents电子秒表.net別PCB1 .PCB! ：74LSL6QN 4LS16QN 74LS16QN 74LS16QN 74LS16(j)N ?-fLS160N I -I-I-I： -ISPSTQ K Q LA7408NA1PCB制版图四心得体会经过这次的数字电子秒表课程设计后，我从中学到了好多东 西。综合我们上一个学期的数字电子技术基础课，我们已经对数 字电子技术有一定的了
10、解，主要是我们熟悉了 protell99se软件 和multisimll两个软件。加上之前学过的电路课和模拟电子技术 基础课，我们可以独立完成电路CAD基础课程设计了。不过，在课设当中还是遇到许多不懂的问题，都积极向老师 同学请教，基本都攻克了难题。学会了设计数字电子电路的一般 方法，还进一步熟悉数字电子器件的使用。课设过程中遇到的问题：1、在绘制电路图的过程中对数电中学习过的555芯片不是很 熟悉，通过上网查找，发现555产生方波的参数方程为T=1.1RC， 这是一个很关键的方程，调节RC可以改变方波周期，使我能够顺 利的得到100HZ的方波。2、在生成网络表后，在protel99se中导入网络表，产生许多问题，例如：mul tisim中的封装名跟pro tel中的不一样，或 者是封装原件没有，最关键的问题是在pcb板上有好几个 74ls160,考虑怎么能减少，将各个与非门合并到一个74ls160 中，进过向老师请教，修改了原来的电路原理图，找到了解决办 法，从新生成网络表，在pcb中减少了 4个741S160,感觉原件 减少了许多。这个课程设计课我还不是很熟悉，第一次做难免会感到陌生，而且对很多基本的东西都不是很清楚，在一定程度上影响了 我们的课程设计的质量，希望能在以后的时间里认真学习好这些 基础的东西。我对这个课程设计课有着深刻的体会：要想做好这 个课程设计
