1、精選優質文檔-傾情為你奉上電子技術課程設計題 目： 數字秒表設計 專 業： 電氣工程系 班 級： 本電氣自動化126 姓 名： 黎梓浩 學號： 11 指導老師： 鐘立華 小組成員： 曾志輝 麥照文 黎梓浩 成 績： 目錄摘要，關鍵詞，引言 3一 設計目的 3二 設計總體框圖 4三 設計原理及說明 4四 單元電路設計 5五 器件選擇 9六 設計電路圖 9七 安裝與調試 9八 設計心得與體會 10九 參考文獻 11十 附錄（實物圖、原理圖） 12摘要：本文的數字秒表設計是利用數字電路，實現時、分、秒計時功能的裝置。 具有較長的使用壽命，因此得到了廣泛的應用。 關鍵詞：計時 精確 計數器 顯示器 7

2、4LS160 引言： 在科技高度發展的今天，集成電路和計算機應用得到了高速發展。尤其是計算機應用的發展。它在人們日常生活中已逐漸嶄露頭角，大多數電子產品多是有計算機電路組成，如：手機、mp3等。而且將來的不久他們的身影將會頻繁的出現在我們身邊。各種家用電器多會實現微電腦技術。電腦各部分在工作時多是一時間為基準的。本文就是基于計算機電路的時鐘脈沖信號、狀態控制等原理設計出的數字秒表。秒表在很多領域充當一個重要角色。在各種比賽中對秒表的精確度要求很高，尤其是一些科學實驗，他們對時間精確度達到了幾納秒級別。一設計目的1.了解數字秒表的主體電路的組成及工作原理；2.熟悉集成電路及有關電子原件的使用；3

3、.學習和掌握數字電路中的時鐘發生器及計數、譯碼顯示等單元電路的綜合應用；4.掌握電子電路一般設計方法和設計流程；5.掌握protel等繪圖軟件的使用。二設計總體框圖控制電路信號源顯示電路譯碼電路計數電路 三設計原理及說明 數字秒表具有操作方便、使用簡單、計數精準等使用優點，在日常生活 中的到了廣泛認可和使用。數字秒表的設計屬于中規模集成芯片設計。本設計中CP脈沖采用555多諧振蕩方波脈沖，頻率為100Hz。如果需要更精確的計數條件，可以選擇石英晶振輸入。主計時電路采用3片74LS160構成的同步清零計數器，毫秒計數級為100進制，即毫秒計數100次向上進1，依此類推，秒計數為60進制。輸出為3

4、片7448芯片匹配3枚共陰極數碼管。其中最小計時精度為0.01S（即10mS），能滿足一般的計時場合使用。最大計時時長為59秒9，超過1分鐘重新從0開始計數。暫停功能采用阻斷CP脈沖輸入設置，具有較高的優先級。清零功能用與非門并聯計數器同步清零（清零時控制脈沖為高，計數器內部清零脈沖為無效的高狀態，計數器被強制清零），由雙向開關控制，在任意時間可以使用（不管暫停與否）。四 單元電路設計1.555定時器 555定時器是一種多用途的數字-模擬混合集成電路，用它能方便的構成施密特觸發器、單穩態觸器和多諧振蕩器。它的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，輸出驅動電流大約為 200mA，因而它的輸

5、出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。它內部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯電阻，一個 RS 觸發器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準電壓VCC /3 和 2VCC /3。由于使用靈活方便，所以它在波形的產生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領域得到廣泛的應用。實驗所需信號時頻率為100Hz的信號，周期為0.01s的信號源。 555時鐘電路可以構成多諧振蕩器，真值表如下：RSTTHRTRIOUTTD0XX0 導通1>2/3VCC>1/3VCC0導通1<2/3VCC>1/3VCC不變不變1<2/3VCC<1/3VCC1截止1&g

6、t;2/3VCC<1/3VCC1截止注明：6腳為THR，觸發器輸入端，低電平有效。 2腳為TRI，閥值輸入端，高電平有效。4腳為RST，總復位端，低電平有效。 7腳為DIS，放電端。5腳為CON，控制端。1腳接地，8腳接電源。 3腳為輸出端。TD為內部三極管。2. 十進制BCD碼計數器74LS160計數器是數字系統中使用最多的時序電路。它是由觸發器和控制門組成。它不僅可以用來計數，還可以用于數字系統的定時、分頻執行數字運算等。 計數器的種類繁多，分類方法也有多種。按計數器中的觸發器翻轉次序可分為異步和同步計數器；按計數器的編碼方法分為二進制、十進制和其它進制計數器；按計數過程中的數字增減

7、分為加法與減法計數器。本次課設所用的74LS160就是同步置數、異步清零的。因為74LS160兼有異步清零和同步置數功能，所以置零法和置數發均可采用。 74LS160的管腳圖及功能表如下： 0 X1 01 11 11 1 X X X X X 0 X X X 0 X 1 1 X X X X D C B A X X X X X X X X X X X X0 0 0 0D C B A 保 持 保 持 計 數 74LS160為異步清零計數器，即RD端輸入低電平，不受CP控制，輸出端立即全部為“0”，功能表第一行。74LS160具有同步預置功能，在端無效時，端輸入低電平，在時鐘共同作用下，CP上跳后計數

8、器狀態等于預置輸入DCBA,即所謂“同步”預置功能（第二行）。RD和LD都無效，ET或EP任意一個為低電平，計數器處于保持功能，即輸出狀態不變。只有4個控制輸入都為高電平，計數器實現模10加法計數。=1001時，RCO=1。 3. 74LS48譯碼顯示器本設計中選用的74LS48是BCD碼七段譯碼器兼驅動器，輸出端（YaYg）為高電效，可驅動共陰極LED顯示器。 74LS48引腳圖 7448功能表十進制數或功能輸入 LT RBI D C B ABI/RBO輸出a b c d e f g備注 0HH0000H1111110 1 1HX0001H0110000 2HX0010H1101101 3H

9、X0011H1111001 4HX0100H0110011 5HX0101H1011011 6HX0110H0011111 7HX0111H1110000 8HX1000H1111111 9HX1001H1100011 BIXXXXXXL0000000 2 RBIHL0000L00000000 3 LTLXXXXXH1111111 4 4.七段數碼管（共陰）顯示器采用七段發光二極管顯示器，它可直接顯示出譯碼器輸出的十進制數。七段發光顯示器有共陽和共陰兩種接法。與74LS48譯碼器配套的顯示器為共陰型。七段顯示器的外引線排列圖和7段數碼管結構分別如圖。數碼顯示與發光段之間的對應關系如下表所示。B

10、CD數碼管顯示數碼發光管BCD碼顯示數碼發光管00000abcdef01015acdfg00011bc01106cdefg00102abdeg01117abc00113abcdg10008abcdefg01004bcfg10019abcfg七段數碼管內部結構介紹(共陰):七段數碼管內部由發光二極管構成。在發光二極管兩端加上適當的電壓時，就會發光。 五 器件選擇74LS160 3片 74LS48 3片七段管 3片 1k歐電阻 28個雙向開關 9個 555定時器 1個導線若干六 設計電路圖七 安裝與調試故障1：脈沖發生器（晶體振蕩器構成的多諧振蕩器）沒法實現0.01s的脈沖信號。  排除

11、方法：適當的選取定值電阻、電容的大小、檢查線路是否接線正確。  故障2：數碼管不顯示排除方法：檢查LED數碼管接入是否錯誤，檢查接入保護電阻是否正確檢查譯碼器和計數器是否連接正確。  故障3：數碼管顯示后，分進位顯示錯誤，無法正常進位  排除方法：檢查各個進位線路是否正常連接，六十進制是否正常。  故障4：不能正常分頻  排除方法：檢查74LS160做分頻器是的引腳是否正確。故障5：數碼管顯示亂碼。  排除方法：對計數器正確接線，調整數碼管的陰陽極接線（按共陰極接線方法接線）。  故障6：八段器的LED數碼管的小數點無法顯示

12、。  排除方法：此次設計選擇的數碼管是共陰極的。在小數點對應的管腳與電源之間接一個10 歐姆的電阻。八 設計心得與體會歷時兩周的課程設計終于結束了，這給我帶來很多感受和體會。在自己動手設計實物時，我才體會到要有一定的知識基礎和一些輔助的課外知識，要熟練地掌握課本上的知識，這樣才能對試驗中出現的問題進行分析解決。我們在設計總電路結構和各個單元電路的連接上花費了大量時間。動手過程中，我深刻的體會到在設計過程中，要考慮到各個元器件的功能和特性，要翻閱大量資料，參考別人的經驗，只有這樣才能把自己的電路設計的成功。通過這次對數字式秒表的設計與制作，令我逐漸了解并明白設計電路的程序，也

13、讓我了解了關于數字秒表的設計結構和原理，更進一步地熟悉了芯片的結構、管腳圖、功能表及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。而且這些知識是對我們大學生來說十分寶貴的實踐經驗，是無法在課堂上獲得的，是現今社會最重視的同時也是我們最需要提高的部分。在設計電路中完成電路圖只是完成了設計的一小部分，更加困難的是對電路的驗證和糾錯，在這過程中我接觸到了很多未接觸過的檢查方法和思想。接線的時候一定要細心，不要接錯，同時也要學會如何判別芯片的功能，要是芯片不具備要求的功能，或者，不匹配，即使接線再正確也出不來結果。  最后總結一下，通過這次課程設計學習，我感覺電子設計不是一件簡單易行的事情，是有很大學問的。通過芯片的使用，和或復雜或簡單的接線方法，不同的變量，一樣的實現思路。然后，這次課程設計令我對電路設計都有了更加深入的了解，在平時的理論學習中遇到的問題都大概解決了，提高了我的對問題的思考能力和想象能力還有對問題的