数字式秒表的课程设计..doc

电子与电气工程学院 课程设计报告 课 程 名 称 数电模电课程设计 设 计 题 目 数字秒表电路设计 所学专业名称 自动化 班 级 自动化133 学 号 2013211388 学 生 姓 名 许良 指 导 教 师 邱森友 2015年 6 月 10 日 前言 本课程设计是进一步的数电学习，是数电知识在实际生活当中的主要应用之一，我们本着学以致用的原则，对学过的知识进行进一步的深化理解，以达到最终掌握的目的。因此本课程设计通过对所学电路的比较分析，选择最优方案，通过这个应用实例，我们在掌握有关知识的过程当中，即可以提高学习兴趣，又可以对数字集成电路器件的使用形成一个完整的概念。 本课设中的各项模块，没有不以仿真软件的结果为实际支撑，这样做的目的可以锻炼我们的动手能力。在本次课程设计当中，我们通过上网查询我们这个题目的有关资料之外，还通过在图书馆找寻相关书籍，以及我们数电课本和数电实验指导书等众多途径获得相关资料。首先，秒表的分辨率为0.01秒，故要获得频率为100 HZ的基准毫秒脉冲；其次，分、毫秒计数器为100进制计数器，秒计数器为60进制计数器，还要通过译码器对计数器的输出进行译码，再通过七段数码管进行最后的时间显示。最后，用一个控制键实现秒表的启动/暂停/继续计数功能，用另一个控制健实现秒表的清零功能。分别实现以上模块功能，即可设计出符合要求的数字秒表。 目录 摘要…………………………………………………………5 第一章 系统概述…………………………………………6 1.1 数字式秒表的设计意义…………………………6 1.2 数字式秒表的设计要求与分析…………………6 1.3 设计方案论证74LS161 来计数。74LS48是BCD-7段译码器/驱动器，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。 关键字：基准脉冲；计数；译码；数字显示 第一章 系统概述 数字式秒表的设计意义 秒表的数字化常给人们的生活带来极大的方便，它广泛应用于社会的各个领域。通过对 数字式秒表的设计，我们可以清楚的了解到它的工作原理，进而也了解了数字钟表的工作原理。 在秒表的设计中，我们对《数字电子技术基础》中所学到的知识有了更深刻的认识》。比如：555多谐振荡器的应用、计数器、译码及显示器的应用。 总之，数字秒表的设计让我们体会了学以致用的乐趣。 1.2 数字式秒表的设计要求与分析 设计要求如下： 秒表的最大计时值为99分59.99秒； 6位数码管显示，分辨率为0.01秒 具有清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能； 控制操作键不超过二个。 首先，秒表的分辨率为0.01秒，故要获得频率为100 Hz的基准毫秒脉冲；其次，分、毫秒计数器为100进制计数器，秒计数器为60进制计数器；最后，用一个控制键实现秒表的启动/暂停/继续计数功能，用另一个控制健实现秒表的清零功能。分别实现以上模块功能，即可设计出符合要求的数字秒表。 1.3 设计方案论证 即为数字式秒表，必须有数字显示。按设计要求，须用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为9959.99秒，那则需要六个数码管。要求计数分辨率为0.01秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体震荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。核心部分使用六个74161计数器采用串联方式构成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。精度要求高，CP脉冲是石英振荡器 图1.1 数字秒表的原理方框图 本电路由启动、清零复位电路、多谐振荡电路、分频计数电路、译码显示电路等组成555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3