电子秒表课程设计 (2)

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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 电子秒表设计电子秒表设计 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 * 20102010 年年 月月 日日 电子秒表设计电子秒表设计 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）学习电子秒表的调试方法。 2 设计思路 （1）设计基本 RS 触发器电路。 （2）设计单稳态触发器电路。 （3）设计时钟发生器电路。 （4）设计计数及译码显示电路。

2、 3 设计过程 3.1 方案论证 电子秒表总体方框图如图 1 所示。 其工作原理为：它能实现简单的计时与显示，按下启动键开始清零计时，按 下停止键计时停止。按功能分成四个单元电路进行分析。该电路充分运用芯片 74LS90 的逻辑功能，用四片 74LS90 芯片实现秒表示 00：0099：99 秒。利用 集成与非门构成的基本 RS 触发器（低电平直接触发）实现电路的直接置位、复 位功能。 利用集成与非门构成的微分型单稳态触发器为计数器清零提供输出负脉 冲。利用 555 定时器构成的多谐振荡器为电路提供脉冲源以驱动电路工作。 控制电路 秒信号发生器 秒计数器 译码电路 数码显示器 图图 1 1 数

3、字式秒表的原理框图数字式秒表的原理框图 3.2 电路设计 电子秒表电路如图 2 所示。 图图 2 2 电子秒表电路图电子秒表电路图 （1） 基本 RS 触发器 图 2 中单元为用集成与非门构成的基本 RS 触发器。属低电平直接 触发的触发器，有直接置位、复位的功能。它的一路输出作为单稳态触 发器的输入，另一路输出 Q 作为与非门 5 的输入控制信号。 按动按钮开关 K2(接地)，则门 1 输出=1：门 2 输出 Q=0，K2 复位后 其状态保持不变。再按动按钮开关 Kl，则 Q 由 01，门 5 开启为计数 器启动作好准备。由 10，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。 基本 RS 触发器在电子

4、秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。 注：由于基本 RS 触发器的 Kl= K2=0 是应当避免的不稳定状态，所以 在调试过程中应避免将 Kl 和 K2 同时接地。 （2） 单稳态触发器 图 2 中单元为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图 3 为各 点波形图。 图图 3 3 各点波形图各点波形图 单稳态触发器的输入触发负脉冲信号 Ui，由基本 RS 触发器提供，输 出负脉冲 Uo 通过非门加到计数器的清除端 R。 静态时， 门 4 应处于截止状态， 故电阻 R 必须小于门的关门电阻 Roof。 定时元件 RC 取值不同输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出 脉冲宽度时。可以省去输入微分电路的 Rp 和 Cp。单稳态触发器在电子秒 表中的职能是为计数器提供清零信号。 （3） 时钟发生器 图2中单元为用555定时器构成的多谐振荡器 是一种性能较好的时钟源， 振荡器的频率精度决定了电子秒表计时的准确程度， 通常选用石英晶体构成的振 荡器。一般来说，振荡器的频率越