电子设计毕业设计-数字式秒表文档论文资料-

目录

第一章系统概述------------------------------------------------------------------------------1 **系统设计思路与总体方案--------------------------------------------------------------1

**总体工作过程-----------------------------------------------------------------------------2 **各功能块的划分和组成-----------------------------------------------------------------2 **芯片简介-----------------------------------------------------------------------------------2 第二章单元电路的设计和总体分析------------------------------------------------------9

**毫秒信号的发生电路--------------------------------------------------------------------9

**分、秒、毫秒计数电路-----------------------------------------------------------------10 **组合设计-----------------------------------------------------------------------------------12 第三章总体电路的设计与安装------------------------------------------------------------15

** PCB电路板的制作----------------------------------------------------------------------15

**安装调试的步骤--------------------------------------------------------------------------16 **遇到的主要的问题及注意事项--------------------------------------------------------17 第四章总结------------------------------------------------------------------------------------18

附录1元器件明细表------------------------------------------------------------------------19 附录2总原理接线图------------------------------------------------------------------------19 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------20

第一章 系统概述

**系统设计思路与总体方案

通过对设计要求的分析，应用相关的数字电子电路方面的知识画出原理图，检查无误后，将原理图在EWB中仿真，验证通过无误后，可以考虑使用何种方案来实现设计电路。我们可以通过对照原理图在万能板上焊接来实现所设计的电路；也可以在PROTEL中画出原理图并布好线通过做PCB板来实现所设计的电路；还可以通过在面包板上插线来实现设计的电路。由于我们考虑到设计电路图使用的原器件太多，且芯片的引脚太密，给焊接和布线带来了一定的难度，同时由于我们还没开始电工实习，对焊接技术了解不多，并且我们模拟电子电路课程采用了万能板焊接的方案，对万能板有一定的了解，故不采用此方案。对于PCB板的方案，我们考虑到后续课程（如单片机）等课程设计均要使用到PCB板，所以这次课程设计我们采用PCB板的焊接来实现设计电路。

（1）电路总体功能、结构的分析

本电路的目标为设计一个数字式秒表，一个最简单的数字秒表由毫秒信号发生电路，分、秒、毫秒计数电路，译码显示电路组成。

数字式秒表电路系统由主体电路和扩展电路两部分组成。其中主体电路完成计数功能，控制电路完成控制的扩展功能。通过所设计电路将实现具有清零、启动、暂停、继续等控制功能的计时数字式秒表。

根据电路所需要达到的要求，可以将电路的总体结构框图描述(如图1.1):

图1.1 多功能数字式秒表系统的组成框图

设计时各部分所用的器件名称如下： 时钟信号：由NE555P组成的多谐振荡器。 计数器：74LS290 锁存器：CT74LS373 译码器：CT74LS48 显示器：BS202

**总体工作过程

一、时间的计数和显示的实现

首先由毫秒信号产生电路生产毫秒信号，将此信号接到毫秒计数器的信号输入端。接着，

在这个毫秒信号的驱动下，毫秒计数器向秒计数器进位，秒计数器向分计数器进位，最后通过译码器将计数器中的状态以时间的形式显示出来，这样就实现了时间的计数和显示功能。

**各功能块的划分和组成

一、毫秒信号产生电路

NE555定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。利用闭合回路的反馈作用可以产生自激振荡。TTL电路延迟时间短，难以控制频率。电路接入RC回路有助于获得较低的振荡频率，由于门电路的作用时间极短，TTL电路自有几十纳秒，所以想获得稍低一些的振荡频率式很困难的，而且频率不易调节。在电路中接入RC电路可以有助于获得较低的振荡频率，而且通过改变R，C的数值可以很容易实现对频率的调节。 二、分、秒、毫秒计数电路及译码、显示电路

这部分电路包括6个BCD七段码计数器，其中两组接成100进制，剩下一组接成60进制，及相应的译码显示器。之所以要用BCD七段码计数器，是因为分、秒、毫秒都是要用两位十进制数表示的，因而分、秒、毫秒的个位和十位所对应的计数器状态输出都应该是BCD码。又因为秒的显示方式是60进制的，故3个计数器分别要接成100、60、100进制的。

**芯片简介

（一） 74LS290

74LS290是一种较为典型的异步十进制计数器。它由1个一位二进制和1个异步五进制计数器组成。如果计数脉冲由CLKA端输入，输出由QA端引出，即得二进制计数器；如果计数脉冲CLKB端输入，输出由QA～QD端引出即得五进制计数器；如果将QA与CLKB相连，计数脉冲由CLKA输入，输出由QA～QB引出，即得8421码十进制计数器。因此，又称此电路为二——五——十进制计数器。

74LS290的引脚图、功能表如下图所示：

图1.2 74LS290的引脚图

（1）1个下降沿触发的T触发器，形成模2计数器；

（2）3个下降沿触发的T触发器，组成的异步模5加法计数器；

（3）异步清0 只要S9（1）×S9（2）=0，R0（1）=R0（2）=1，就可使QAQBQCQD=0000，

即异步清0。

（4）异步置9 只要S9（1）=S9（2），就可实现全且确切，即异步置9。

表1.1 74LS290的功能表

（5）实现模10计数器

在S9（1）×S9（2）=0，R0（1）×R0（2）=0同时满足的情况下，可在CP下降沿作用下实现加法计数。若在CP0端输入脉冲，则Q0端是模2计数，若在CP1端输入脉冲，则由Q3、Q2、Q1构成的计数器实现异步模5计数。在S9（1）×S9（2）=0，R0（1）×R0（2）=0同时满足的情况下，把Q0连至CP1，于是，模2计数器的Q0由1变0时，可使Q3、Q2、Q1构成模5计数器进行计数，总模数为5×2=10。

输入 CP X R0（1） R0（2） S9（1） S9（2） 1 1 X ↓ X 0 0 X （6）实现模6计数器

将74290的QA、QB直接和复位端R0（1）、R0（2）相连，计数器的初态为0，当计数脉冲M=6，输出QAQBQCQD=0110时，计数器立即返回0状态，从而实现M=6的计数功能。

1 1 X 0 X X 0 0 X 1 X 0 X 0 X 0 1 0 X 0 X QA 0 0 1 QB 0 0 0 计数 输出 QC 0 0 0 QD 0 0 1

（二）CT74LS373

锁存器的原理图如下图

图1.3锁存器的原理图

C是锁存器信号的输入端，D是数据输入端Q和Qo是数据互补输出端。当C=0时，G2被封锁，输出0，G3被封锁输出1。G5输出Q=D，Qo=Do（D和Do是数据互补）。当C由0变1时，分两种情况讨论：一是当C由0变1时，Qo=1，Q=0，G2被封锁，由于G3两个输入都为1，其输出为0。G4门也被封锁。G2门的输出Qo=1。原来的状态不改变。其二是当C由0变1时，Qo=0，Q=1。G2门的两输入均为1，则输出Qo=0，使Q=1。D无论是0还是1也不改变原来的状态。综合上述分析，可看出：C=0时，Q=D，电路不锁存数据，相当于缓冲器。当C=1时，D不影响电路状态。C由0变1时将数据D锁定并保持。直到C由1变回0。

图1.4 CT74LS373的引脚图

CT74LS373是一种典型的8位锁存器，OC是三态输出控制，低电平有效。即此端加低电平时输入数据能达到输出端，加高电平时8个输出均呈高阻态，C是锁存器的锁存控制输入