数电课程设计响应时间测试仪.doc

扬州大学广陵学院 数字电子课程设计 题 目： 反应时间测试仪 课 程： 数字电子技术基础 专 业： 建筑电气与智能化 班 级： 建电81201 学 号： 11 姓 名： 5555 指导教师： 刘伟 完成日期： 2014/6/21—2014/6/22 目 录 1 设计任务及要求 2 系统总体设计方案 3 控制电路设计 4 振荡电路设计 5计数与译码显示电路设计 6 电源设计 7 系统总体电路设计 8 电路调试 9 改进意见及收获体会 10 器件明细清单 1设计任务及要求 设计要求： 测试者按下按钮1，灯亮；被测试者见灯亮，按下按钮2，灯灭。两位LED数码管显示被测试者的反应时间，精度0.01秒。 课题分析： 测试者：灯亮 受控振荡（T=0.01s） 瞬时清0后，计数，译码（锁存），驱动，显示 被测者：灯灭 停止振荡 锁存显示当前计数 2系统总体设计方案 2.1总体设计方案 初步设计思想：当测试者按下开关1时，通过控制电路，灯得到信号亮，同时数码管清零，重新开始计数，被测试者按下开关2，停止计数，锁存其结果。 2.2方案特点 简单明了，易实现设计要求。 3控制电路设计 3.1参数计算 V0=V1(R7+RP2)/R7 当RP2最大为5K欧时，V0最大为40/3V. 当RP2最小为0欧时，V0最小为5V. 4振荡电路设计 4.1振荡电路工作原理 （1）当开关S1断开时，电容C4前为低电平，电容不发生跳变，经过C4后仍然为低电平，通过IC1后变为高电平，锁存器IC2后跳变为低电平，再经过IC2后变为高电平，发光二极管不亮；当按下S1时，情况相反，信号到达发光二极管是为低电平，二极管亮。 （2）开关S1，S2都断开时，锁存器右下角的输出为低电平，通过IC1变为高电平，清零信号有效，计数器清零。 （3）当开关S1断开，S2按下的时候，锁存器下方的IC2的输出为高电平，锁存信号有效，数据被锁定。 （4）当S1断开时，振荡电路中的IC1输出为高电平，对C5开始充电，当C5冲满电后，变为低电平，C5放电，通过IC1对C5不断的充电和放电，在电路中产生一个振荡频率为100Hz的方波，通过示波器能显示出来。 5 计数与译码显示电路设计 5.1计数电路工作原理 计数与显示电路最主要的是用到CC40110集成块,其结构如下图所示： 其中RD为清零端 9脚的CPU是加计数时钟输入端 7脚的CPU是减计数时钟输入端 QBD是借位输出端 QCD是进位输出端 G为7个与数码管相接的管脚 计数与显示的模块电路如下图所示： 计数与显示电路的工作原理大体为：时钟信号到来时（即本实验中的s1开关按下以后），开始计数，A-G端向数码管输送信号，由于是共阴极接法，所以A-G端为低电平时有效，当左面一个40110从0计数到9以后再来一个时钟信号时，左面的一个40110的10脚QCD 向右面一个40110的9脚送进位信号，然后继续计数，如此循环往复。 6电源设计 6.1稳压电源结构图 如下图所示： 6.2电路说明 利用一个220V/9V的变压器，4个IN4077的二极管，1个1000uf/16V，1个1uf/50V，1个1uf的电容，7805和741集成块，一个3kΩ和一个5kΩ的电阻构成一个稳压电路。 7系统总体电路设计 7.1系统总体电路 如下图所示： 7.2 电路说明 其工作原理大致分为3步： 1.S1、S2未闭合时，S1开关端电路的电容C4两端的电压不能突变，所以都是低电平0，IC1右端的为高电平。S2端电路的IC2左端为高电平1，锁存器维持原来的状态，即上下与非门的右端电平分别为0,1。上端经过Ic1（8脚）后从10脚输出的状态变为高电平1，对C5充电。 2.S1闭合，上边电路的对C4充电，电容C4两端都为高电平，因为电容两端的电压不能突变，经过IC1变为低电平0。下面输入端的状态同上不变，还是1，所以经过锁存器后的上下2个IC2右边的状态变为1，0。这时分布走，1状态经过1,2脚或者5,6脚，或者8,9脚输出地状态为0，二极管D1导通，灯亮。同时锁存器1状态信号经过8脚到10脚输出为低电平0 ，电容C5放电，放到V-时1脚的电平为低电平0，经过IC1后再变为高电