数字电子技术基础课程设计说明书多人数字秒表的设计
24页1、武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书目录1 Protues简介12 多功能数字秒表方案设计与论证33多功能数字秒表总体设计34多功能数字秒表的工作原理44.1脉冲源电路44.2总清零控制电路84.3时间计数单元94.4分频器电路114.5 码驱动及显示单元144.6多功能数字秒表电路的组合155 电路的调试185.1 时钟发生器的测试185.2 计数、译码、显示单元的测试185.3 整体测试195.4 电子秒表准确度的测试196.硬件设计207.课程设计心得218.参考文献22本科生课程设计成绩评定表231 Protues简介Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 其功能特点如下: Proteus软件具有其它EDA工具软件(例:multisim)的功能。这些功能是:(1)原理布图(2)PCB自动或人工布线(3)SP
2、ICE电路仿真具有3大功能模块:(1)个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具;(2)PROSPICE混合模型SPICE仿真;(3) ARES PCB设计. Protues提供了丰富的资源: (1)Proteus可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库。(2)Proteus可提供的仿真仪表资源 :示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。(3)除了现实存在的仪器外,Proteus还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。 (4)Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。 软件仿真:支持当前的主流单片机,如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80
3、系列、HC11系列、68000系列等。(1)提供软件调试功能(2)提供丰富的外围接口器件及其仿真RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。这样很接近实际。在训练学生时,可以选择不同的方案,这样更利于培养学生。(3) 提供丰富的虚拟仪器利用虚拟仪器在仿真过程中可以测量外围电路的特性,培养学生实际硬件的调试能力。(4) 具有强大的原理图绘制功能电路功能仿真:在PROTUES绘制好原理图后,调入已编译好的目标代码文件:*.HEX,可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。 PROTEUS是单片机课堂教学的先进助手。PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化,也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果,后者则是实物演示实验难以达到的效果。 它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能,例:元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。 课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相
4、比的大量的元器件库,提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表,因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台 随着科技的发展,“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活,结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少,也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。 本次多功能数字秒表课程设计就是基于PROTEUS仿真软件进行仿真的设计与制作的。2 多功能数字秒表方案设计与论证电子秒表的工作原理就是不断输出连续脉冲给加法计数器,而加法计数器通过译码器来显示它所记忆的脉冲周期个数。1.时钟发生器:利用石英震荡555定时器构成的多谐振荡器做时钟源,产生脉冲。 2.记数器:对时钟信号进行记数并进位,百分之一秒和十分之一秒以及个位秒之间10进制,十位秒为六进制; 本设计采用可预置的十进制同步加法计数器74LS160构成电子秒表的计数单元。 3.译码器:对脉冲记数进行译码输出到显示单元中。4.显示器:采用4片LED显示器把各位的数值显示出来,是秒表最终的输出,共有四位,精确到百分之一
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