精品电子秒表的设计与制作设计报告.doc

电子技术课程设计报告书 课题名称 电子秒表的设计与制作 姓 名 杨林 学 号 2009021963 院、系、部 物理与电子科学系 专 业 应用电子技术 指导教师 李志远 2011年 10 月 10日 一、设计任务及要求： 设计任务： 用中小规模集成电路设计一个电子秒表。 要 求： 1、能显示两位数10进制数，其计数范围00—99。 2、具有清零，预置数，停止等功能。 指导教师签名： 2011年 月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2011 年 月 日 三、成绩 指导教师签名： 2011年 月 日 电子秒表的设计 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）学会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。 （3）掌握各芯片的使用方法。 （4）了解组成及工作原理。 熟悉的设计与制作。 （4）设计时序控制电路。 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。 图1 工作原理：电子秒表由计数显示电路、复位电路、控制电路与电源电路组成。通过计数电路、译码电路在显示器上输出,以上部分组成计数显示电路；通过电源清零电路和反馈清零电路实现复位功能，构成复位电路；利用启动开关和停止开关控制触发器产生启动/ 停止信号，实现秒表的启动和停止动能，构成控制电路；在整个秒表中，电源电路是采用外接电源来实现的。经过布线、焊接、调试等工作,数字秒表成形。在秒表电路中利用一个译码器译出计数器所计时间并经LED显示器显示出来，利用控制电路对秒表进行启动/停止控制。当计时结束后，利用复位电路对其进行复位。 3.2电路设计 电子秒表电路原理图如图2所示 图2 1、基本RS触发器 图2中单元I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。 图3 如图3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Q、状态保持不变。再按动按钮开关K1 ,则Q由0变为1，门5开启, 为计数器启动作好准备。由1变0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。 基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。 2、计数及译码显示 二—五—十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元，如图1中单元Ⅳ所示。其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端QD 取得周期为0.1S的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1～0.9秒；1～9.9秒计时。 注：集成异步计数器74LS90 74LS90是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。 图5为74LS90引脚排列，表1为功能表。 表1： 输 入 输 出 功 能 清 0 置 9 时 钟 QD QC QB QA R0(1)、R0(2) S9(1)、S9(2) CP1 CP2 1 1 0 × × 0 × × 0 0 0 0 清 0 0 × × 0 1 1 × × 1 0 0 1 置 9 0 × × 0 0 × × 0 ↓ 1 QA 输 出 二进制计数 1 ↓ QDQCQB输出 五进制计数 ↓ QA QDQCQBQA输出8421BCD码 十进制计数 QD ↓ QAQDQCQB输出5421BCD码 十进制计数 1