数字式秒表文档资料毕业论文

1、目录第一章系统概述-11.1系统设计思路与总体方案-11.2总体工作过程-21.3各功能块的划分和组成-21.4芯片简介-2第二章单元电路的设计和总体分析-92.1毫秒信号的发生电路-92.2分、秒、毫秒计数电路-102.3组合设计-12第三章总体电路的设计与安装-153.1 PCB电路板的制作-153.1安装调试的步骤-163.2遇到的主要的问题及注意事项-17第四章总结-18参考文献-20第一章 系统概述1.1系统设计思路与总体方案通过对设计要求的分析，应用相关的数字电子电路方面的知识画出原理图，检查无误后，将原理图在EWB中仿真，验证通过无误后，可以考虑使用何种方案来实现设计电路。我们可以通过对照原理图在万能板上焊接来实现所设计的电路；也可以在PROTEL中画出原理图并布好线通过做PCB板来实现所设计的电路；还可以通过在面包板上插线来实现设计的电路。由于我们考虑到设计电路图使用的原器件太多，且芯片的引脚太密，给焊接和布线带来了一定的难度，同时由于我们还没开始电工实习，对焊接技术了解不多，并且我们模拟电子电路课程采用了万能板焊接的方案，对万能板有一定的了解，故不采用此方案。对于PC

2、B板的方案，我们考虑到后续课程（如单片机）等课程设计均要使用到PCB板，所以这次课程设计我们采用PCB板的焊接来实现设计电路。（1）电路总体功能、结构的分析本电路的目标为设计一个数字式秒表，一个最简单的数字秒表由毫秒信号发生电路，分、秒、毫秒计数电路，译码显示电路组成。数字式秒表电路系统由主体电路和扩展电路两部分组成。其中主体电路完成计数功能，控制电路完成控制的扩展功能。通过所设计电路将实现具有清零、启动、暂停、继续等控制功能的计时数字式秒表。根据电路所需要达到的要求，可以将电路的总体结构框图描述(如图1.1):图1.1 多功能数字式秒表系统的组成框图设计时各部分所用的器件名称如下：时钟信号：由NE555P组成的多谐振荡器。计数器：74LS290锁存器：CT74LS373译码器：CT74LS48显示器：BS2021.2总体工作过程一、时间的计数和显示的实现首先由毫秒信号产生电路生产毫秒信号，将此信号接到毫秒计数器的信号输入端。接着，在这个毫秒信号的驱动下，毫秒计数器向秒计数器进位，秒计数器向分计数器进位，最后通过译码器将计数器中的状态以时间的形式显示出来，这样就实现了时间的计数和显示功

3、能。1.3各功能块的划分和组成一、毫秒信号产生电路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。二、分、秒、毫秒计数电路及译码、显示电路这部分电路包括6个BCD七段码计数器，其中两组接成100进制，剩下一组接成60进制，及相应的译码显示器。之所以要用BCD七段码计数器，是因为分、秒、毫秒都是要用两位十进制数表示的，因而分、秒、毫秒的个位和十位所对应的计数器状态输出都应该是BCD码。又因为秒的显示方式是60进制的，故3个计数器分别要接成100、60、100进制的。1.4芯片简介（一） 74LS29074LS290是一种较为典型的异步十进制计数器。它由1个一位二进制和1个异步五进制计数器组成。如果计数脉冲由CLKA端输入，输出由QA端引出，即

4、得二进制计数器；如果计数脉冲CLKB端输入，输出由QAQD端引出即得五进制计数器；如果将QA与CLKB相连，计数脉冲由CLKA输入，输出由QAQB引出，即得8421码十进制计数器。因此，又称此电路为二五十进制计数器。 74LS290的引脚图、功能表如下图所示：图1.2 74LS290的引脚图输入输出CPR0（1）R0（2）S9（1）S9（2）QAQBQCQDX110X000011X00000XX111001X0X0计数0X0X0XX0X00X（1）1个下降沿触发的T触发器，形成模2计数器；（2）3个下降沿触发的T触发器，组成的异步模5加法计数器；（3）异步清0 只要S9（1）S9（2）=0，R0（1）=R0（2）=1，就可使QAQBQCQD=0000，即异步清0。（4）异步置9 只要S9（1）=S9（2），就可实现全且确切，即异步置9。表1.1 74LS290的功能表（5）实现模10计数器在S9（1）S9（2）=0，R0（1）R0（2）=0同时满足的情况下，可在CP下降沿作用下实现加法计数。若在CP0端输入脉冲，则Q0端是模2计数，若在CP1端输入脉冲，则由Q3、Q2、Q1构成的计数器

5、实现异步模5计数。在S9（1）S9（2）=0，R0（1）R0（2）=0同时满足的情况下，把Q0连至CP1，于是，模2计数器的Q0由1变0时，可使Q3、Q2、Q1构成模5计数器进行计数，总模数为52=10。（6）实现模6计数器将74290的QA、QB直接和复位端R0（1）、R0（2）相连，计数器的初态为0，当计数脉冲M=6，输出QAQBQCQD=0110时，计数器立即返回0状态，从而实现M=6的计数功能。 （二）CT74LS373锁存器的原理图如下图 图1.3锁存器的原理图C是锁存器信号的输入端，D是数据输入端Q和Qo是数据互补输出端。当C=0时，G2被封锁，输出0，G3被封锁输出1。G5输出Q=D，Qo=Do（D和Do是数据互补）。当C由0变1时，分两种情况讨论：一是当C由0变1时，Qo=1，Q=0，G2被封锁，由于G3两个输入都为1，其输出为0。G4门也被封锁。G2门的输出Qo=1。原来的状态不改变。其二是当C由0变1时，Qo=0，Q=1。G2门的两输入均为1，则输出Qo=0，使Q=1。D无论是0还是1也不改变原来的状态。综合上述分析，可看出：C=0时，Q=D，电路不锁存数据，相当于

6、缓冲器。当C=1时，D不影响电路状态。C由0变1时将数据D锁定并保持。直到C由1变回0。图1.4 CT74LS373的引脚图CT74LS373是一种典型的8位锁存器，OC是三态输出控制，低电平有效。即此端加低电平时输入数据能达到输出端，加高电平时8个输出均呈高阻态，C是锁存器的锁存控制输入端。C下降沿锁存数据并低电平保持，高电不锁存，输入数据直达输出端。每个锁存器只有一个同相输出没有互补输出。表1.2 CT74LS373功能表输入输出OCCDQLHHHLHLLLLXQoHXXZ表中第1、2行表示在OC为低电平、C为高电平时，Q随D变化，第三行表示OC和C都为低电平Q保持原状态QO不变。第四行表示OC为高电平时输出Q为高组态Z。(三)74LS48图1.5 74LS48引脚1脚：二进制置位输入； 2脚：使能端； 3脚：五进制置位输入；4脚：输出 5脚：输出； 6脚：使能端；7脚：接地端 8脚：输出端； 9脚：输出端； 10脚：二进制时钟信号；11脚：五进制时钟信号；12脚：二进制复位输入；13脚：五进制复位输入；14脚：接电源表1.3 74LS48功能表:（四） 显示译码器 现在的许多电器设备上都有显示十进制字符的字符显示器，以直观的显示出电器设备的运行数据。目前广泛使用的字符显示器是七段字符显示器，或称七段数码管。常见的七段数码管有液晶显示数码管和半导体数码管两种。 半导体数码管是由七段发光二极管（Light Emitting Diode）组成，简称LED。图1.6是LED的引脚及其等效电路。图1.6（a）LED的引脚及其等效电路。LED产品的种类繁多，有图1.6(b)、（c）所示的共阴极电路，还有共阳极电路，常用的数码显示器有BS201，BS202等。图1.7七段数字显示器发光段组要驱动LED正常的显示十进制数的十个字符，LED前面必须接一个显示译码器。 显示译码器可实现的逻辑功能是：将输入的8421BCD码转化成驱动LED发光的高、低电平信号，驱动LED显示出不同的十进制数字符，下面来讨论显示译码器的组成。 因显示译码器可以驱动LED显示出09这十个数字字符，十个数字字符对应十种

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