2022年秒表数字电子技术课程设计方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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: 2022 年 7 月 7 日起至 2022 年 7 月 11 日止 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 讲师课程设计进行地点: F 座任 务 下 达 时 间: 2022年 7 月 02 日起止日期: 2022 年 7 月 7 日起至 2022
2、年 7 月 11 日止教研室主任曲延华 2022年 5 月 25 日批准I / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 秒表1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.
3、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1 2022.12.16 内容讲解,绘制流程图打分22022.12.17 原理图绘制打分32022.12.18 软件介绍打分42022.12.19 虚拟电路绘制及仿真打分52022.12.20 报告书写及上交打分20
4、22-7-2 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 见评判具体要求权重评分2 加权内容分调研能独立查阅文献, 收集资料;能制定课程设计方案0.1 5 4 3 论证和日程支配;工作 才能 态度工作态度仔细,遵守纪律,出勤情形是否良好,能够独立完成设计工作,0.2 5 4 3 2 日0.2 5 4 3 2 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
5、,文0.5 5 4 3 2 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;加权分合计指导老师评审成果 加权分合计乘以 12)分月年指 导 教 师 签 名:评 阅 教 师 评 审 意 见评判具体要求分权重评分2 加权内容分0.2 5 4 3 查阅 文献查阅文献有肯定广泛性;有综合归纳资料的才能工作 量工作量饱满,难度适中;0.5 5 4 3 2 日说明说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文0.3 5 4 3 2 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;加权分合计评阅老师评审成果月加权分合计乘以8)年评 阅 教 师 签 名:课 程
6、设 计 总 评 成 绩分中 文 摘 要I / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
7、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,应当是精确地测定时间,因此产生精确的脉 冲是本设计中的重中之重;1000HZ 的频 555 多谐振荡器,是一种性能较好的时钟源;所以用它来输出率,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
8、,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)II / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录1 设计任务描述 1 1.1 设计题目:秒表 1 1.2 设计要求 1 1.2.1 设计目的 1 1.2.2 基本要求 1 1.2.3 发挥部分 1 2 设计思路 22.1 设计功能与应用 2 2.2 秒表设计 2 3 设计方框图 3 4 各部分电路设计及参数运算 4 4.1 RS 触发器 4 4.2 单稳态触发器电路 4 4.3
9、计数器 5 4.4 555 多谐震荡器电路6 10 分频电路 7 4.5 555 多谐震荡器构成的5 工作过程分析9 6 元器件清单10 7 主要元器件介绍11 7.1 脉冲源电路11 7.2 时间计数12 7.3 锁存器 13 7.4 七段显示译码器 744813 7.5 数据安排器 7413815 7.6 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0 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共
10、27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
11、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 HZ 调高,经过分频再进行输出 出 100HZ 不不稳固,就需要将 555 输出的 100HZ;3 设计 0.01 秒到分的计数器电路;将计数器接成 制,进行计数,才会实现秒,分;6 进制, 10 进制的不同进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;1
12、 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 设计方框图LED 显示器掌握门 译码器琐存器555 振荡器2 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
13、单稳态触发器的输入,另一路输出Q 作为与非门的输入掌握信号,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 止秒表工作的电路;RS 触发器有直接置位,复位的功能,作为启动和停42 单稳态触发器电路 1)电路 波形3 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
14、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4 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
15、,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BJT 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 Cln20.7R 1+R2C 4. 4. 3 当 V
16、c 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+2R2C 4. 4. 4 555 内部的比较器灵敏度较高,而且采纳差分电路形式,它的振荡频率受电 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6 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
17、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;7 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5 工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
18、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 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 触发器接地 发信号时,电路处于稳态,在外加触发脉冲作用下,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74
19、290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,数据就被存入各触发器中,当CP=0 时,数据被锁存在各触发器中;要是被锁存数据输出,可按动开关对其进行掌握;4)秒表停止工作与清零;当 RS 触发器 S 接地,即 Q=0、Q=1 当 Q=0 时与非门清零, 555 振荡器发 出信号,计数器
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- 2022 秒表 数字 电子技术 课程设计 方案
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