电子秒表课程设计.doc

目录
设计题目………………………………………………2
设计要求………………………………………………2
题目分析………………………………………………2
总体方案………………………………………………2
具体实现………………………………………………2
总体方案图………………………………………2
单元设计电路……………………………………2
控制电路的设计…………………………………3
………………………………………3
1s脉冲发生电路…………………………………3
74LS290计数器…………………………………5
译码器电路……………………………………6
七段数码管……………………………………7
六、仿真电路………………………………………………9
七、元器件清单……………………………………………10
八、设计总结………………………………………………10
九、参考文献………………………………………………11
电子技术课程设计报告
设计题目:数字秒表的设计与仿真
设计要求
能直接显示分、秒的电子秒表
要求最大显示9′59″
能通过按键起动计时,也能通过按键停止计时,并保留显示计时时间
能通过按键复位
题目分析
设计要求能显示分及秒的电子秒表,故输入脉冲的时间为1s,及选用555定时器和外接元件构成多谐振荡器,该多谐振荡器的周期为T=1s。其中,最大显示要求为9′59″,因此,显示分时用十进制计数器,显示秒时用60进制计数器。构成的计数器的芯片用74LS290。通过按键启动计时,及用启动开关,通过按键停止计时,并要保留显示计时时间,用停止开关。通过按键复位,则为清零端,用清零开关。
总体方案
数字秒表首先需要一个数字显示,按设计要求,需用数码管来做显示器。题目要求最大计数值为9分59秒,则需要三个7段数码管作为秒位和分位。要求计数分辨率为1秒,那么我们需要频率的信号发生器。选择信号发生器时,有两种方案:一种方案是用晶体振荡器,另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。秒表核心部位是计数器,可以使用两个74LS290计数器构成秒位和一个74LS290计数器构成分位,这种方式简单,使用的元器件也最少,计数脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器,产生1HZ脉冲,在译码器方面,我们可以选择74LS48译码器,此外,还需要设置上电复位电路。
具体实现
总体方案图
控制电路
1秒脉冲发生器
与非门
计数器
译码器
显示器
复位电路
单元电路的设计
控制电路的设计
控制电路的主要功能是数字秒表开始计时以及秒表停止计时的功能。控制电路主要由一个RS触发器,一个单刀双掷机械开关,5V的电源以及电阻组成,电路图如下:
复位电路
复位电路的主要功能是完成清零功能。复位电路的主要组成为机械开关,以及电阻,5V的电源连接而成。复位电路的输出端与计数器的清零端相连。复位电路的电路在计数停止后,关闭复位开关计数器全部清零,及七段数码管全显示为0。
1s脉冲发生电路
555定时器组成的多谐振荡器做成时钟脉冲发生器,用555定时器做成的多谐振荡器的是周期为T=1S的矩形波的脉冲发生器。
⑴ 555定时器的管脚图
⑵ 555组成的多谐振荡器及工作波形图



⑶组成周期为1s的多谢振荡器的参数的计算
多谐振荡器的输出端的频率为1Hz,该电路是由555定时器和电阻以及电容组成的。
其主要参数:T=1s,及f=1Hz,f=(R1+2R2)C
经过计算:R1=70千欧 R2=30欧,而C=
下图为实际电路图:

74LS290计数器
74LS290功能表

输入
输出
R1
R2
S9A
S9B
C0
C1
Q3
Q2
Q1
Q0
1
1
0
×
×
×
0
0
0
0
1
1
×
0
×
×
0
0
0
0
×
×
1
1
×
×
1
0
0
1
×
0
×
0
0
二进制计数
×
0
0
×
0
五进制计数
0
×
×
0
Q0
8421码计数
0
×
0
×
Q3
5421码计数
74LS290的功能:
异步清零功能:当S9=S9AS9B=0时,若R0=R1R2=1,则计数器清零,与输入的脉冲C无关,故74LS290是异步清零的。
异步计数功能:当S9=S9AS9B=0,R0=R1R2=0时,计数器进行异步计数功能。在本课程设计中,主要采用的是8421码计数