電子課程設(shè)計/《電子技術(shù)》課程設(shè)計題目：數(shù)字秒表設(shè)計專業(yè)：電氣工程系班級：本電氣自動化126姓名：黎梓浩學(xué)號：11指導(dǎo)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(guān)鍵詞,引言3一．設(shè)計目的3二．設(shè)計總體框圖4三．設(shè)計原理及說明4四．單元電路設(shè)計5五．器件選擇9六．設(shè)計電路圖9七．安裝與調(diào)試9八．設(shè)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(shù)字秒表設(shè)計是利用數(shù)字電路,實現(xiàn)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(yīng)用。關(guān)鍵詞：計時精確計數(shù)器顯示器74LS160引言：在科技高度發(fā)展的今天,集成電路和計算機應(yīng)用得到了高速發(fā)展。尤其是計算機應(yīng)用的發(fā)展。它在人們?nèi)粘Ｉ钪幸阎饾u嶄露頭角,大多數(shù)電子產(chǎn)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(xiàn)在我們身邊。各種家用電器多會實現(xiàn)微電腦技術(shù)。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(tài)控制等原理設(shè)計出的數(shù)字秒表。秒表在很多領(lǐng)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(xué)實驗,他們對時間精確度達到了幾納秒級別。一．設(shè)計目的1.了解數(shù)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(guān)電子原件的使用；3.學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字電路中的時鐘發(fā)生器及計數(shù)、譯碼顯示等單元電路的綜合應(yīng)用；4.掌握電子電路一般設(shè)計方法和設(shè)計流程；5.掌握protel等繪圖軟件的使用。二．設(shè)計總體框圖控制電路信號源控制電路信號源顯示電路譯碼電路計數(shù)電路顯示電路譯碼電路計數(shù)電路三．設(shè)計原理及說明數(shù)字秒表具有操作方便、使用簡單、計數(shù)精準等使用優(yōu)點,在日常生活中的到了廣泛認可和使用。數(shù)字秒表的設(shè)計屬于中規(guī)模集成芯片設(shè)計。本設(shè)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(shù)條件,可以選擇石英晶振輸入。主計時電路采用3片74LS160構(gòu)成的同步清零計數(shù)器,毫秒計數(shù)級為100進制,即毫秒計數(shù)100次向上進1,依此類推,秒計數(shù)為60進制。輸出為3片7448芯片匹配3枚共陰極數(shù)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(shù)。暫停功能采用阻斷CP脈沖輸入設(shè)置,具有較高的優(yōu)先級。清零功能用與非門并聯(lián)計數(shù)器同步清零〔清零時控制脈沖為高,計數(shù)器內(nèi)部清零脈沖為無效的高狀態(tài),計數(shù)器被強制清零,由雙向開關(guān)控制,在任意時間可以使用〔不管暫停與否。四．單元電路設(shè)計1.555定時器555定時器是一種多用途的數(shù)字-模擬混合集成電路,用它能方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸器和多諧振蕩器。它的電源電壓范圍寬,可在4.5V~16V工作,輸出驅(qū)動電流大約為200mA,因而它的輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器,三個等值串聯(lián)電阻,一個RS觸發(fā)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(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)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(gòu)成多諧振蕩器,真值表如下：RSTTHRTRIOUTTD0XX0導(dǎo)通1>2/3VCC>1/3VCC0導(dǎo)通1<2/3VCC>1/3VCC不變不變1<2/3VCC<1/3VCC1截止1>2/3VCC<1/3VCC1截止注明：6腳為THR,觸發(fā)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(fù)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(nèi)部三極管。2.十進制BCD碼計數(shù)器74LS160計數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中使用最多的時序電路。它是由觸發(fā)器和控制門組成。它不僅可以用來計數(shù),還可以用于數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻執(zhí)行數(shù)字運算等。計數(shù)器的種類繁多,分類方法也有多種。按計數(shù)器中的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)次序可分為異步和同步計數(shù)器；按計數(shù)器的編碼方法分為二進制、十進制和其它進制計數(shù)器；按計數(shù)過程中的數(shù)字增減分為加法與減法計數(shù)器。本次課設(shè)所用的74LS160就是同步置數(shù)、異步清零的。因為74LS160兼有異步清零和同步置數(shù)功能,所以置零法和置數(shù)發(fā)均可采用。74LS160的管腳圖及功能表如下：X0111111XXXXX0XXX0X11XXXXDCBAXXXXXXXXXXXX0000DCBA保持保持計數(shù)74LS160為異步清零計數(shù)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(yù)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(shù)器狀態(tài)等于預(yù)置輸入DCBA,即所謂"同步"預(yù)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(shù)器處于保持功能,即輸出狀態(tài)不變。只有4個控制輸入都為高電平,計數(shù)器實現(xiàn)模10加法計數(shù)。=1001時,RCO=1。3.74LS48譯碼顯示器本設(shè)計中選用的是〔Ya－Yg為高電效,可驅(qū)動共陰極74LS48引腳圖7448功能表十進制數(shù)或功能輸入LTRBIDCBABI/RBO輸出abcdefg備注0HH0000H111111011HX0001H01100002HX0010H11011013HX0011H11110014HX0100H01100115HX0101H10110116HX0110H00111117HX0111H11100008HX1000H11111119HX1001H1100011BIXXXXXXL00000002RBIHL0000L000000003LTLXXXXXH111111144.七段數(shù)碼管〔共陰顯示器采用七段發(fā)光二極管顯示器,它可直接顯示出譯碼器輸出的十進制數(shù)。七段發(fā)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(shù)碼管結(jié)構(gòu)分別如圖。BCD數(shù)碼管顯示數(shù)碼發(fā)光管BCD碼顯示數(shù)碼發(fā)光管00000abcdef01015acdfg00011bc01106cdefg00102abdeg01117abc00113abcdg10008abcdefg01004bcfg10019abcfg七段數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹<共陰>:七段數(shù)碼管內(nèi)部由發(fā)光二極管構(gòu)成。在發(fā)光二極管兩端加上適當?shù)碾妷簳r,就會發(fā)光。五．器件選擇74LS1603片74LS483片七段管3片1k歐電阻28個雙向開關(guān)9個555定時器1個導(dǎo)線若干六．設(shè)計電路圖七．安裝與調(diào)試故障1：脈沖發(fā)生器〔晶體振蕩器構(gòu)成的多諧振蕩器沒法實現(xiàn)

排除方法：適當?shù)倪x取定值電阻、電容的大小、檢查線路是否接線正確。故障2：數(shù)碼管不顯示排除方法：檢查LED數(shù)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故障3：數(shù)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：檢查故障5：數(shù)碼管顯示亂碼。

排除方法：對計數(shù)器正確接線,調(diào)整數(shù)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(shù)碼管的小數(shù)點無法顯示。

排除方法：此次設(shè)計選擇的數(shù)碼管是共陰極的。在小數(shù)點對應(yīng)的管腳與電源之間接一個10

歐姆的電阻。八．設(shè)計心得與體會歷時兩周的課程設(shè)計終于結(jié)束了,這給我?guī)砗芏喔惺芎腕w會。的知識基礎(chǔ)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(xiàn)的問題進行分析解決。動手過程中,我深刻的體會到在設(shè)計過程中,要考慮到各個元器件的功能和特性,大量資料,通過這次對數(shù)字式秒表的設(shè)計與制作,令我逐漸了解并明白設(shè)計電路的程序,更進一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)、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(xué)生來說十分寶貴的實踐經(jīng)驗,是無法在課堂上獲得的,是現(xiàn)今社會最重視的同時也是我們最需要提高的部分。在設(shè)計電路中完成電路圖只是完成了設(shè)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(xué)會即使接線再正確也出不來結(jié)果。最后總結(jié)一下,通過這次課程設(shè)計學(xué)習(xí),,是有很大學(xué)問的。通過芯片的使用,和或復(fù)雜或簡單的接線