CAD课程设计.doc

电子电路CAD及仿真技术专题训练说明书 题 目： 数 字 秒 表 系 部： 信息与控制工程 专 业： 电子信息工程 班 级： 二班 学生姓名: 秦恩奎 学 号: 10031340237 指导教师: 马曰武 2013年 6 月 20 日  目 录 1 设计的任务和要求 2 2 设计原理与内容 2 2.1 设计原理流程图 2 2.2 555定时器组成及工作原理 2 2.3 555多谐振荡器仿真图 3 2.4 消抖电路及其原理 4 3 分、秒、毫秒计数器电路设计 4 3.1 100进制计数器 4 3.2 60进制计数器 5 4 总电路图 5 5 仿真调试与分析 6 6 心得体会 7 7 参考文献 9 8 附录 10 1 设计任务与要求 数字式秒表是一种常用的计时工具，以其价格低廉、走时准确、使用方便、功能多而广泛用于体育比赛中，利用中小规模集成电路和半导体器件进行数字式秒表的设计。本设计中数字秒表的最大计时是99分59.99秒，也就是分辨率是0.01秒。需要实现清零、启动计时、暂停计时、继续计时等功能。在本次实验中由六片74LS160构成两个100进制计数器和一个60进制计数器来实现秒表的技术功能。用555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器或石英晶体多谐振荡器长沙100HZ的信号。 2 设计原理与内容 2.1 设计原理流程图如图所示 图2-1-1 2.2 555定时器组成及工作原理如下： 图2-2-1 由电路原理图可见，该集成电路由以下几部分组成：串联电阻分压电路、电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管T以及缓冲器G组成。 2.3 555多谐振荡器仿真图 根据设计要求，需要产生一个频率为100HZ的信号，由于f=1/T，带入可以算出R1=R1=4.8千欧，在仿真软件上仿真的时候我们可以设置电阻位4.7千欧，加上一个1千欧的电位器来调节脉冲信号的精确度。我们就可以得到一频率为100HZ的脉冲了。 图2-3-1 图2-3-2 555构成多谐振荡器仿真图 2.4 消抖电路及其原理 图2-4-1防抖开关 消抖原理：具有锁存功能所致，由两个集成与非门元件构成。接在机械开关K的后面，防止开关K在打开和闭合是一些假信号串入逻辑电路。 3 分、秒、毫秒计数器电路设计 计数器74LS160芯片，通过乘数法或反馈置数法构成100进制和60进制计数器。 3.1 100进制计数器 乘数法：将两片74LS160计数器直接级联则可得到： 图3-1-1 3.2 60进制计数器 乘数法：将一片74LS160设置成六进制计数器，再将其与一片74LS160级联，则可得到一个60进制计数器。其电路连接如图所示： 图3-2-1 4 总电路图 图4-1-1 总电路图 5 仿真调试与分析 5.1 设计连接电子秒表电路。 5.2 对由555定时器构成的多谐振荡器进行测试接入模拟示波器进行采样计算是否产生了50HZ时钟脉冲信号，并不断调节滑动电位器直到输出50HZ始终脉冲信号为止。 5.3 单稳态触发器的测试 5.3.1 静态测试 用滞留数字电压表测试各点的点位置并记录。 5.3.2 动态测试 输入端接1KHZ连续脉冲源，用示波器观察并描绘波形，如嫌单稳态输出脉冲持续时间太短，难以观察，可适当加大微分电容，待测试完毕，再恢复。 5.4 调试清零、停止功能的基本RS触发器。仿真开始测试K1、K2是否实现清零、暂停功能。 5.5 观察计数及显示译码器的测试 5.6