秒表数字电子技术课程设计方案 .docx
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1、精品名师归纳总结沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目:秒表系别 电力学院班级同学姓名学号指导老师张玉梅 职称 讲师起止日期: 2021 年 7 月 7 日起 至 2021 年 7 月 11 日止可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目:秒表系别 电力学院班级同学姓名学号指导老师张玉梅职称 讲师课程设计进行的点:F座任 务 下 达 时 间:2021年 7月 02 日起止日期: 2021 年 7 月 7 日起至 2021 年 7 月 11 日止教研室主任曲延华2021年 5 月 25 日批准可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结秒表1
2、. 设计主要内容及要求1.1 设计目的1)把握秒表的构成、原理与设计方法。2)熟识集成电路的使用方法。1.2 基本要求1)能进行秒、 0.1 秒、0.01 秒计时。2)有独立的时间显示电路。1.3 发挥部分1)预置定时报警 例如 1 分钟跑等工程)2)显示完毕后清零并发出响声。2. 设计过程的基本要求:2.1 基本部分必需完成,发挥部分可以在已给的或自己查找的资料范畴内任选1-2个方向:2.2 符合设计要求的报告一份,其中包括规律电路仿真运行图。2.3 设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交。3. 报告的基本要求:3.1 报告打印 不少于 3000 字)、电子版刻盘上交。3.2 装订
3、次序:封面、任务书、成果评定表、中文摘要、关键词、目录、正文正文的详细要求按老师讲课要求)、致谢、参考文献、附录规律原理图)。4. 时间进度支配:次序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12021.12.16内容讲解,绘制流程图打分22021.12.17原理图绘制打分32021.12.18软件介绍打分42021.12.19虚拟电路绘制及仿真打分52021.12.20报告书写及上交打分2021-7-2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结沈 阳 工 程 学 院数字电子技术课程设计成果评定表系部):电力学院班级:同学姓名:指 导教师评审意 见具体要求权重评分评判加权内容分0.154320.
4、254320.25432调研能独立查阅文献 , 收集资料。能制定课程设计方案论证和日程支配。工作工作态度仔细,遵守纪律,出勤情形是否良好, 才能能够独立完成设计工作,态度工作按期圆满完成规定的设计任务,工作量饱满,难量度相宜。说明说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文书的字通顺,技术用语精确,符号统一,编号齐全,0.55432可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结质量指导老师评审成果图表完备,书写工整规范。分加权分合计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结加权分合计乘以 12)指 导 教 师 签 名:年月日评 阅 教 师 评 审 意 见评判具体要求权重评分加权内容分文献
5、查阅查阅文献有肯定广泛性。有综合归纳资料的才能0.254320.554320.35432工作工作量饱满,难度适中。量说明说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文 书的字通顺,技术用语精确,符号统一,编号齐全, 质量图表完备,书写工整规范。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结评阅老师评审成果加权分合计乘以 8)分加权分合计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结评 阅 教 师 签 名:年月日课 程 设 计 总 评 成 绩分中 文 摘 要可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本小组设计的是多组记忆秒表电路。数字式秒表是电子设计技术中最基本的设计试验之一。电子秒表在生
6、活中的应用 , 它可广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量试验 , 仍可用来验证牛顿其次定律、机械能守恒等物理试验, 同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合 . 测定短时间间隔的外表。有机械秒表和电子秒表两类。机械秒表与机械手表相仿,但具有制动装置,可精确至百分之一秒。电子秒表用微型电池作能源,电子元件测量显示,可精确至千分之一秒。广泛应用于科学讨论、体育运动及国防等方面在当今特别留意工作效率的社会环境中,定时器能给我们的工作、生活以及消遣带来很大的便利,充分利用定时 器,能有效的加强我们的工作效率。秒表重要的性能指标好与坏,应当是精确的测定时间,因此产生精确的脉冲是本设计中的重中之重。5
7、55 多谐振荡器,是一种性能较好的时钟源。所以用它来输出1000HZ 的频率,然后通过分频来获得100HZ 的矩形波信号。另外,由集成与非门构成的RS 触发器用来赢动和停止秒表的工作,由与非门构成的微分单稳态触发器的职能是为计数器供应清零信号。四个十进制和二个六进制的计数器构成秒表的计数单元,而后,运用锁存器实现对数据的记忆储备功能,最终,通过LED 七段显示器来显示出要记录的数据。关键词牛顿其次定律,机械能守恒,555 多谐振荡器,计数器关键词 3-5个)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目 录1 设计任务描述 11.1 设计题目:秒表 11.2 设计要求 11.2.1 设计目
8、的 11.2.2 基本要求 11.2.3 发挥部分 12 设计思路 22.1 设计功能与应用 22.2 秒表设计 2 3 设计方框图 34 各部分电路设计及参数运算44.1 RS 触发器 44.2 单稳态触发器电路44.3 计数器 54.4 555 多谐震荡器电路 64.5 555 多谐震荡器构成的10 分频电路 7 5 工作过程分析 96 元器件清单 107 主要元器件介绍117.1 脉冲源电路 117.2 时间计数 127.3 锁存器 137.4 七段显示译码器 744813 7.5 数据安排器 74138157.6 LED 显示器 把握秒表的构成、原理与设计方法。 2 熟识集成电路的使用
9、方法。1.2.2 基本要求1 能进行分、秒、 0.1 秒、0.01 秒计时,有独立的时间显示电路。2 显示完毕后清零并发出响声。1.2.3 发挥部分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 设计思路2.1 设计功能与应用记忆秒表是体育运动中常用的计时仪器,它通过按键来掌握计时的起点和终点。测定运动工程时需要用秒表,秒表与一般钟表包括手表)不同,它的目的是对某一时刻到另一时刻的时间间隔进行计时。这种秒表能进行分,秒和毫秒的计时有独立的时间显示,并且能对数据进行记忆储备。然后在记忆储备的基础上,能够实现在需要的情形下,显示最短时间。即运动员的最好成果2.2 秒表设计秒表的最基本的组成部分
10、就是显示,译码,计数组成,但是需要设计的是可以记录多组数据的记忆秒表,就需要寄存器对数据储备。1 设计开关,可以启动及清零。其中需要接入脉冲整形电路,为整个电路供应清零信号。2 设计脉冲源, 555 多谐振荡电路产生脉冲,作为计数。由于555 直接输出 100HZ 不不稳固,就需要将555 输出的 HZ 调高,经过分频再进行输出100HZ。3 设计 0.01 秒到分的计数器电路。将计数器接成6 进制, 10 进制的不同进制,进行计数,才会实现秒,分。4 设计可以储备多组数据的寄存器或者琐存器。将每一组数据寸入不同的锁存器,实现对数据的寄存。5 设计译码器,向 LED显示起输出。6 设计开关,可
11、是实现对数据的储备和显示。通过开关将数据存入琐存器中,当记录完数据后,仍可以通过开关将数据调动出来,在显示器显示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 设计方框图LED 显示器掌握门译码器琐存器555 振荡器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 各部分电路设计及参数运算4.1 RS 触发器1) RS触发器图 4. 1. 1RS 触发器表 4.1.2 RS触发器功能表2)工作原理:用集成与非门构成的基本RS 触发器,属低电平有效的触发器, 有直接置位、复位的功能,其中R 称为置 0 端, S 称为置 1 端,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
12、的输入掌握信号,按动按钮开关,就 S2 复位,再按开关S1,就 Q 端由 0 变 1,下面的与非门开启,为计数启动作好预备。用集成与非门构成的RS 触发器有直接置位,复位的功能,作为启动和停止秒表工作的电路。4.2 2 单稳态触发器电路1)电路 波形可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 4.2.1单稳态触发器电路图 4.2.2单稳态触发器波形 。在此期间 ,即使按钮有几个连续的负脉冲 ,但电路输出仍保持低电平 ,从而将按钮的抖动屏蔽掉。4.3 计数器1) 计数 0. 01 秒脉冲的计数器图 4. 3. 1 计数 0. 01 秒脉冲2)计数分和秒的计数单元可编辑资料 - - - 欢
13、迎下载精品名师归纳总结图 4. 3. 2 计数分秒2)工作原理:0.01 计数器是十进制的计数器,从第1 片的输出作为其次片的输入,当第一片计为 1001 时, CP 变为 1,下一 个 CP 信号到达时,其次片计数工作状态计为 1,而第一片计为 0,它的 CP 计为低电平,第 1 片的工作状态掌握端恒为0,使计数器始终处于工作状态。秒的计数器是 60 进制的计数器,它的个为是十进制计数器,十位是六进制计数器。表 4. 3. 374LS290 功能表4.4 555 多谐震荡器电路 工作原理接通电源后,电容被 C 充电, Vc 上升,当 Vc 上升到 2/3Vcc 时,触发器被复位,同时放电 B
14、JT 导通,此时 Vo 为低电平,电容 C 通过 R2 和 T 放电,使Vc 下降。当 Vc 下降到 1/3Vcc 时,触发器又被置位, Vo 翻转为高电平。电容器放电需要肯定的时间,放电时间为 , 如当电容放电终止时, T 截止, Vcc 将通过 R1, R2 向电容器 C 充电, Vc 由1/3Vcc 上升到 2/3Vcc,所需的时间为,如 Cln2 0.7R1+R2C4. 4. 3当 Vc 上升到 2/3Vcc 时,触发器又发生翻转,如此周而复始,在输出端就得到一个周期性的方波,其频率为,如 1.43/R1+2R2C4. 4. 4555 内部的比较器灵敏度较高,而且采纳差分电路形式,它的
15、振荡频率受电源电压和温度的变化的影响很小。4.5 555 多谐震荡器构成的 10 分频电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.5.1 555 构成的 10 分频电路2)原理介绍通常 555 振荡器输出的频率都会很高,电路中555 输出的频率为 1000HZ,但是计数器需要的是的 100HZ 的信号输入,这就需要对 555 振荡器的输出信号进行分频。就须设计一个10 进制的计数器,对频率1000HZ 的的脉冲进行 10 分频,在输出端得到周期为0. 01 秒的脉冲,作为时间的计数单元的输入,这用74LS290 就可以实现计数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 工
16、作过程分析本设计的记忆秒表按功能来分,主要能分成部分。基本RS 触发器和单稳态触发器都是由集成与非门构成的,他们分别用来制动和停止秒表的工作,提供清零信号。时钟发生器视用555 定时器构成的多谐振荡器,它为计数器产生100HZ 的脉冲信号,储备器用来暂存秒表记录的数据,计数及译码显示中,74LS290 构成表的计数单元。然后将结果通过共阳极七段译码器显示器显示出来。1)第一,用基本 RS 触发器的按纽开关启动秒表。通过掌握 R. S 与非门触发器来掌握多组记忆秒表的启动和停止。当R,S 触发器接的 时,使 Q=1,Q=O。但稳态触发器有一个稳态和暂稳态,无外加触 发信号时,电路处于稳态,在外加
17、触发脉冲作用下,它由稳态进入暂稳态,暂稳态维护一段时间后,电路又自动返回到稳态。2)通过 555 振荡器进行脉冲分频。输出 100HZ 脉冲作为时钟计数信号。 555 多谐振荡器发出 1000HZ 的信号,经过十进制计数器74290 分频输出 100HZ的脉冲信号。当 Q=1, 555 振荡器发出信号时,信号经过与非门接到74290 计数器的低位 CP0 脉冲输入端,是秒表启动。3)信号通过计数器 74290 进行计数。信号经过 74290 计数器 , 即计数器最大能计60 分。计数器输出信号接到74F543。74F543 对测的数据进行储存。按动开关至高电平端。当CP=1 时,数据就被存入各
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