数字跑表设计
武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书 1 设计意义及要求 1.1 设计意义
随着社会的发展，在一些竞技比赛中，尤其是体育运动中，数字跑表的精度已经越来越高了，数字跑表扮演着越来越重要的角色，而通过一学期对数字电子技术的学习，学校安排了这次的课程设计，而我们小组的课题是数字跑表的简单设计，目的在与让学生综合运用所学的知识，对各基本器件的运用更加熟练，也更好的锻炼学生的设计思维和动手设计能力，而这也是我们作为电气专业学生的必备技能。
1.2 设计要求
1)设计一个具有、‘分’、‘秒’、‘1/100秒’的十进制数字显示的计时器。
2)要有外部开关，控制计数器的直接清零、启动和暂停/连续计时功能; 3)严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 1
武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书 2 方案设计 2.1 设计思路
电路主要由秒脉冲发生器，计数器，译码器显示电路和控制电路四个 部分组成。其中计数器为系统的主要部分，计数器完成计数功能;秒脉冲发生器提供脉冲信号;译码显示器显示当前数字，控制电路完成计数的启动，暂停和清零功能。设计框图如图2—1。
图2—1 设计思路框图
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武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书 2.2 设计方案
2.2.1设计方案一电路图
在设计过程中，为了满足设计的要求，应正确处理各个信号间的关系。 该电路是由秒脉冲电路，计数器，译码器显示电路和控制电路组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块，计数器是由6个74LS90构成。控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能。当启动开关闭合时，555振荡器将产生的信号送至计数器的CP信号输入端，计数器开始计时功能。
当清零//置数端处于置数端时，启动开关闭合，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“00”字样;当启动开关断开时，计数器开始计数;将暂停与连续的控制开关放在555电路模块中，通过控制脉冲信号的传送来达到相应的目的。当计数器R0端输入高电平时则全部计数器清零，进而实现整个课程设计的要求。原理图如图2—2所示。
图2—2 方案一电路原理图 3
武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书 2.2.2设计方案二电路图
方案二和方案一的原理大同小异，该电路同样由秒脉冲电路，计数器，译码器显示电路和控制电路组成。计数器和控制电路为系统的主要模块，不同的方案二采用的是74LS160芯片，控制电路同样完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能。当启动开关闭合时，555振荡器将产生的信号送至计数器的CP信号输入端，计数器开始计时功能。
160为可预置的同步十进制计数器，置数与计时功能是同步的，但其清除端是异步的。当清除端/MR为低电平时，不管时钟端CP如何，即可完成清除功能。原理图如2—3所示。
图2—3 方案二电路原理图 4
武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书 2.3方案比较
两种方案都可完成设计所要求的功能。方案一采用的是74LS90芯片，方案二采用的是74LS160芯片，从成本和本着最简原则，方案二采用了过多的与非门，同时考虑到实验室的芯片问题，我们小组将方案一(同时也是我的个人方案)作为小组方案。
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武汉理工大学《电工电子综合》课程设计说明书 3 部分电路设计 3.1秒脉冲信号发生电路
我的方案是用555定时器构成一个多谐振荡器，为电路提供芯片工作的脉冲信号。设计中采用555来产生一秒的脉冲信号。555集成定时器是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。它结构简单，使用灵活，用途广泛，可以组成多种波形发生器)多谐振荡器)定时延时电路)单稳触发电路)双稳态触发器)报警电路)检测电路)频率变换电路等。
其引脚图如图3—1所示和功能表如表3—2所示。 GND TIRG Q R VCC DIS THR CI 图3—1 555定时器引脚图 表3—2 555定时器功能表
数字跑表设计
