电子技术课程设计 --电子秒表

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1、 电子技术课程设计报告书电子技术课程设计报告书 课题名称课题名称 电子秒表电子秒表 姓姓 名名 学学 号号 院院、系系、部部 物理与电子科学系物理与电子科学系 专专 业业 电子信息科学与技术电子信息科学与技术 指导教师指导教师 20112011 年年 1111 月月 2020 日日 一、设计任务及要求：一、设计任务及要求： 设计任务：设计任务： 用中小规模集成电路设计一个电子秒表。 要求：要求： 1.利用逻辑电路设计两位电子秒表能够显示两位 10 进制数， 其计数范围 00- -99。 2.具有清零、预置数、停止功能。， 指导教师签名： 2011 年 11 月 20 日 二、指导教师评语：二、

2、指导教师评语： 指导教师签名： 2011 年 11 月 27 日 三、成绩三、成绩 指导教师签名： 2011 年 12 月 25 日 电子秒表电子秒表的设计的设计 1 设计目的 （1）学习数字电路中基本 RS 触发器，单稳态触发器、时钟发生器及计数、译 码显示等单元电路的综合应用。 （2）学习电子秒表的设计方法。 2 设计思路 （1）用基本 RS 触发器启动和停止电子秒表的工作； （2）用单稳态触发器为电子秒表中的计数器提供清零信号； （3）用 555 定时器构成的多谐振荡器产生 50Hz 时钟信号； （4）用计数译码及数码管实现秒表的计数显示。 3 设计过程 3.1 方案论证 电子秒表电路的

3、基本组成框图如图 1-1 所示，它主要由基本 RS 触发器、多 谐振荡器、计数器和数码显示器 4 个部分组成，基本组成用方框图表示如下： 图 1-1 电子秒表基本组成方框图 其工作原理为：由 555 定时器构成多谐振荡器，用来产生 50Hz 的矩形波。 第块计数器作 5 分频使用， 将 555 输来的 50Hz 的脉冲变为 0.1 秒的计数脉冲， 在输出端 Qc 取得，作为第 2 块计数器的始终输入，第 2、第 3、第 4 块计数器 QA 与 CPB 相连， 都连接成 8421 码十进制计数电路。 分别显示 0.0-0.9s， 1-9.9s， 计时。 基本RS触发器 多谐振荡器 计数器 单稳态

4、触发器 译码显示器 3.2 电路设计 电子秒表电路如图 1-2 所示。 5 单元设计 5.1 多谐振荡器 采用 555 时基电路组成多谐振荡器，产生 50Hz 的脉冲信号，周期为 20ms。电路如图 2 所示。 84 7 36 2 5 1 Vo 555 R1 R2 C1 VCC W C2 图 2 多谐振荡器电路 参数计算：振荡周期 T=20ms=0.02s 计算公式：T=0.7(R1+2R2)C 占空比 q=（R1+R2）/（R1+2R2） 取 C=0.33F 0.7(R1+2R2)x0.33x10-6=20x10-3 R1+2R2=20x103/0.7x0.33=86.58x103 取占空比

5、 q=3/4， R1=2R2 R2=86.58x103/4=21.645K 取标称值 R2=20K R1=86.58K-40K=46.58K 考虑到元器件的误差， R1 用一个固定电阻和一个电位器代替， 对振荡周期进 行微调。R1 取标称值 39K，电位器取 10K。 C2为滤波电容，取 0.01。 5.2 0.1 秒脉冲发生器 用五进制计数器对多谐振荡器产生的 20ms 脉冲计数，输出 5X20ms=0.1 秒脉冲，采用 二-五-十进制计数器 74LS90，按五进制计数器接线对多谐振荡器输出的 20ms 脉冲计数，由 于该芯片无进位端，计够 5 个数时 Q3=1，计第 6 个数时 Q2清零，

6、故用 Q3作为进位端，输 出 0.1 秒脉冲。电路如图 3。 Q2Q3Q1Q0 S01S02R01R02 Cp1 Cp0 复位脉冲 20ms脉冲 74LS90 0.1s脉冲 图 3 0.1 秒脉冲发生器 5.3 启动/停止电路 设置两个按键，分别控制电子秒表的启动或停止。由与非门组成基本 RS 触发器，两按 键分别控制 R、S 端，使触发器复位或置位。采用置位启动方式，Q 端控制门开关，为高电 平时打开门输出计数脉冲，开始计数。低电平时关闭门，禁止计数脉冲输出。启动计数时应 同步清空计数器，因此，采用 Q 输出清零脉冲。电路如图 4。 QQ VCC 3K3K 启动停止 20ms脉冲 清零脉冲 图 4 启动/停止电路 5.4 复位电路 由 RS 触发器输出的清零信号是低电平信号，而计数器需在启动时复位，启动后输入脉 冲时计数，因此需将复位电平转换成复位脉冲，其宽度既能满足计数器复位的需要，又低于 计数脉冲周期，保证启动后准确计数。计数值在停止计数时应保持，