三位数字显示计时系统.docVIP

课程设计报告

课程名称数字电子技术

课题名称三位数字显示的计时系统

专业计算机与科学技术专业

班级0701

学号200703010125

姓名周桂芳

指导教师赵振兴

2009年3月

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称：数字电子技术

题目：三位数字显示的计时系统

专业班级：计算机专业0701班

学生姓名：周桂芳学号:200703010125

指导老师：赵振兴

审批：

任务书下达日期2008年9月8日

设计完成日期2009年3月2日

一、任务与要求：

设计并制作一个简易的三位数字显示计时系统，供运发动比赛计时用，要求如下：

精确到秒，最大计时为9分59秒；

开机时自动清零；

具有启停输入控制功能，按下启停输入控制键时，开始计时，再次按下时，停止计时。

用7段数码管显示时间；

功能扩展〔自选〕

二、设计要求：

设计思路清晰，给出整体设计框图；

设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；

总电路设计；

计算机仿真

安装调试电路；

进度安排

第一周星期一上午安排任务、讲课。

星期一～星期五上午查资料、设计

第二周

计算机仿真

测试元器件

调试单元电路

调试总电路

调试验收

写课程设计报告书

星期五下午辩论

地点：实验楼四楼电子综合实验室

目录

TOC\o1-2\h\z\uTOC\o1-2\h\z\u一. 设计总体思路 1

二. 单元电路设计 2

三. 总电路设计 3

四. 故障分析与改良 4

五. 总结与设计调试体会 5

六. 附录 6

设计总体思路

设计说明：

三位数字显示计数系统电路一般由时钟信号输入装置〔发生秒脉冲〕、计数器、数字显示装置、和控制电路几大局部组成。秒信号和控制信号送入计数器使其进行计数及其他状态切换，把计数的结果在显示译码器中以秒的十进制数字显示出来。控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数等状态切换，本电路的秒脉冲可采用555集成电路产生脉冲信号。

此计时系统是由555定时振荡器接成的多谐振荡器产生稳定的高频脉冲信号作为时间基准,再经分频器输出标准秒脉冲.秒计数器计满60后向分计数器进位.计数器的输出经译码器送显示器.图(1)所示为电路流程图

振荡器电路

振荡器电路

计数器

计数器

计数器

显示器

显示器

显示器

图(1)

二.单元电路设计

1.晶体振荡器电路给计时器提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证计时器的走时准确及稳定。不管是指针式的计时器还是数字显示的计时器都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ＴＴＬ门电路构成；另一类是通过ＣＭＯＳ非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图〔2〕所示，由ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反应电阻Ｒ１为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容Ｃ１、Ｃ２与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个１８０度相移，从而和非门构成一个正反应网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。

图(2)CMOS晶体振荡器〔仿真电路〕

2.时间计数电路一般采用10进制计数器如74LS160N来实现时间计数单元的计数功能。本次设计中选择74LS160N。由其内部逻辑框图可知，其为双2-5-10异步计数器，并每一计数器均有一个异步清零端〔高电平有效〕。

3.译码驱动及显示单元电路.选择ＬＥＤ数码管作为显示单元电路。由译码器把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。

计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到译码器芯片，再由译码器芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来

三.总