数学电子技术基础课程设计说明书--数字秒表

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1、 数学电子技术基础课程设计说明书 1 1 概 述 1.1 课程设计的目的 课程设计的目的主要是通过设计环节的实际训练，加深学生对该课程基础知识和基本 理论的理解和掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，使之在理论分析、设计、计算、 制图、运用标准和规范、查阅设计手册与资料以及计算机应用能力等方面得到初步训练， 促进学生养成严谨求实的科学态度。 1.2 课程设计的技术要求 (1) 设计一个能测量八名运动员短跑成绩的数字秒表。要求用四位数码管显示时 间，格式为 00:00s。 (2) 秒表设置九个开关输入（清零开关一个和记录开关八个） 。按下记录开关，将 当前计数时间暂存并显示在数码管上。 (3)

2、确定设计方案，按功能模块的划分选择元器件和中小规模集成电路，设计分电 路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。 数学电子技术基础课程设计说明书 2 2 数字秒表的设计与制作 2.1 设计方案选择 本系统主要由555 定时器构成的多谐震荡电路，以74LS90芯片为核心的多功能计数 器，以及以74LS48 和LED 共阴极数码管为核心的译码驱动显示电路等组成。通过555 定 时电路产生一个100HZ 的脉冲信号（其对应最小计时单位0.01S），在脉冲发生由高电平 到低电平变化时驱动低位计数器进行计数，在驱动译码显示的同时，满进制向高位发出进 位信号并自身清零。可以通过外围控制电路实现对秒表的清零和显

3、示暂停等功能。 本设计可以有以下几种常见的设计思路：其一是始终发生电路采用固定频率的晶振实 现脉冲信号的产生，在经过分频器实现分频，最终得到100HZ 的信号。其二是计数电路的 设计可以通过74LS92 和74LS160实现， 也可以由74LS290 实现， 最终确定采用74LS90方案， 因为此计数不需要进行置数（除了清零），因此采用74LS90比较简洁。 2.2 系统模块组成 数字秒表主要由多谐振荡电路、计数电路、寄存电路和译码显示电路组成。系统组成 框图如下图所示： 图 2.2.1 系统组成框图 2.3 系统功能要求系统功能要求 （1）具有始终秒表系统功能要求显示功能，用四个数码管分别显

4、示秒和分； （2）具有 3 种功能状态：系统时间运行状态，系统时间至零状态，暂存显示状态，通 过输入控制信号可以使系统在这 3 个状态之间切换，使数码管显示相应状态的时间； 多谐 振荡 电路 计数 电路 寄存 电路 译码 显示 电路 数学电子技术基础课程设计说明书 3 （3） 秒采用 100 进制计数， 当计数到 99 时又会恢复为 00； 百分秒采用 100 进制计数， 当计数到 99 时，向上进位并恢复 00。系统时间可以同单独的至零信号，将数码管显示时 间直接恢复到 00：00 状态。 2.4 各模块原理及其功能 2.4.1 多谐振荡电路 多谐振荡电路由集成块 555、电阻 R1、R2、电容 C1、C2 组成多谐振荡器，当接通 电源，电源通过电阻 R1 与 R2 对电容 C2 进充电，当 UC2 上升到 2/3VCC 时，集成块 555 的 3 脚输出低电平，内部三极管导通，C2 通过电阻 R2 进行放电，当 UC2 下降到 1/3VCC 时， 内部三极管截止，集成块 555 的 3 脚输出高电平，接着电源又通过电阻 R1 与 R2 对电容 C2 进充电，当 UC2