课程设计--数字秒表设计

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1、 1 单片机系统单片机系统 课课 程程 设设 计计 成绩评定表 设计课题设计课题 ： 数字秒表设计 学院名称学院名称 ： 电气工程学院 专业班级专业班级 ： 自动 1202 指导教师意见： 成绩: 签名： 年 月 日 2 目目 录录 1方案论证.1 1.1 整体设计思路1 1.2 整体设计框图1 1.3 整体方案论证2 2单元电路设计3 2.1 5.0v 电源电路. .3 2.2 信号发生器的设计3 2.2.1 电路原理图设计.4 2.2.2 元器件选择及参数计算.5 2.3 计数器电路8 2.4 译码锁存电路9 2.5 数码显示电路11 2.6 控制电路.12 3单元电路分析 .13 3.1

2、 电路形式.14 3.2 原理分析.14 3.3 参数选择.14 4实验装调14 4.1 装调步骤与方法.14 3 4.2 出现故障及处理.15 4.3 记录数据15 5心得与体会.16 6附录.17 6.1 管脚图及功能.17 6.2 仿真电路图.19 6.3 原器件清单.21 4 1 1方案论证方案论证 1.1 整体设计思路 这次我们组设计的数字秒表实际上是一个计数及其一些简单的控制电路，对 10Hz 的频率信号进行计数、锁存、清零及其显示。对 10Hz 时间信号必须做到准确稳定，通 常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。 但是在要求不高的情况下也可使用 555 定时器构成 的信号源。 在对

3、该信号进行分频使之成为有用信号及 10Hz 信号， 再用计数器对其进行计数， 再用译码显示电路进行显示，即可完成。 1.2 整体设计框图 我们经过分析，设计出两种方案 方案一：用 CD4511 译码锁存器进行译码和锁存，实现显示；用 74LS160 做十进制和六 进制；用 74Ls76 做控制电路。框图如下： 方案二：用 74LS48 进行译码，用 74LS373 进行锁存，74LS76 用作控制电路，其它和方案 5 一相同，框图如下: 1.3 整体方案论证 单从设计角度来看，两者并无多大区别。 CD4511 是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，具 有 B

4、CD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路能提供较大的拉电流。可 直接驱动 LED 显示器。也就是方案一所用芯片，这个方案所用芯片较少，连线简单。 而方案二， 它的进位输入信号先通过 74LS373 锁存， 输出信号在经过 74LS48 进行译码， 最后送到数码显示管。这样就比方案一多用三个芯片，而且用 74LS48 时要加上拉电阻。 选择方案时，我们问过之老师实验室的芯片情况，老师说没有 74LS373 了。综上，我们 选择了方案一。 6 2、单元电路设、单元电路设计计 2.1 5.0v 电源电路的设计 电路图如下图所示：电路图如下图所示： 直流电压源的输入为 220V

5、 交流电因此采用变压器直接变压的方法，使输出为 9V 的交流 电，再利用整流桥将交流电变为直流电压，之后用 1000uf 电容作为滤波电路是为了是输 出电压稳定采用 7805 作伪稳压电路，为后面的电路提供稳定的 5v 电压。 W7805 的输出电压为 5v，允许的最大输出电流为 1.5A。5v 电源的设计和组装。在设计 中，我遇到了不少麻烦，比如说，参数的选择。 2.2 信号发生器的设计 数字式秒表由振荡器，分频器，计数器，译码器和显示电路所组成。振荡器产生的 毫秒信号输入计数进行计数，并把累计结果以分，秒，毫秒的形式表示显示出来。振荡器是 整个秒表的核心， 它产生一个频率标准， 其精度和稳

6、定度基本决定了秒表的计时准确性和精 度。由于 555 定时器的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活且电路结构简单计算简 单。因此在本电路中采用 NE555 定时器构成的多谐振荡器作为振荡源，用来产生 10HZ 的脉 冲信号。 在本电路中信号源由 NE555 定时器产生，NE 555 定时器是一种中规模集成电路，外形 7 为双列直插 8 脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就 可以构成史密特触发器、 单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。 这些 都是我们数电中刚学过的知识。 2.2.12.2.1 电路原理图设计电路原理图设计 NE555 构成的信号源 用 proteus 仿真时的图 8 2.2.22.2.2 元器件选择及参数计算元器件选择及参数计算 555 定时器的频率和占空比尤其外部所接的