电子秒表课程设计

武汉理工大学课程设计说明书学号：课程设计题目学院专业班级姓名指导教师年月日武汉理工大学课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：电子秒表的设计与制作初始条件：（1）计数精度可达1/100秒（2）可显示时间99.99秒（3）具有开关可启动，暂停，清零功能选作：设计可改变计时时间（最大59.99秒）的电路要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求（2）方案比较及认证（3）系统框图，原理说明（4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明（5）调试记录及结果分析（6）对成果的评价及改进方法（7）总结（收获及体会）（8）参考资料（9）附录：器件表，芯片资料时间安排：6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定6月19日~1月21日：整体设计，硬件电路调试6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩指导教师签名：2014年6月日武汉理工大学课程设计说明书目录摘要..........................................................................................................................................4电子秒表的设计与制造..........................................................................................................51课题分析..............................................................................................................................52系统设计方案的选择...........................................................................................................53电子秒表系统主体流程框图..............................................................................................64单元电路的设计..................................................................................................................74.1脉冲产生电路..............................................................................................................74.2计数电路.....................................................................................................................8.3译码显示电路...............................................................................................................94.4控制电路...................................................................................................................105仿真测试............................................................................................................................106电子秒表设计原理图........................................................................................................117结束语................................................................................................................................11参考文献................................................................................................................................12附录........................................................................................................................................13附录一：选作：设计可改变计时时间的电路..............................................................13附录二：74LS290功能表..............................................................................................15附录三：74LS48功能表................................................................................................15武汉理工大学课程设计说明书摘要电子秒表是一种数字显示计时装置，由于它走时准，设计简单，显示直观，因此被广泛运用于科学研究，体育运动，国防等方面。比如对物体速度，加速度的测量，体育比赛的时间的测量等。数字电子秒表由组合逻辑电路和时序逻辑电路组成，555定时器组成多谐振荡器产生脉冲，在脉冲控制下的组合计数器电路通过一系列的触发产生数字信号，数字信号经译码器译码后输入到显示数码管显示时间。电子秒表的广泛应用提高了人们的工作效率，随着电子技术的发展，电子秒表的精度，电路简易型等到了很大的提高，功能得到了完善。关键词：秒表定时器效率武汉理工大学课程设计说明书电子秒表的设计与制造1课题分析设计要求（1）计数精度达到1/100秒（2）可显示时间99.99秒（3）具有开关可启动，暂停，清零功能。本次设计的电子秒表是由脉冲产生电路，计数电路，译码显示电路，控制电路组成。各单元电路都有多种选择，需要根据设计要求择优处理。电路设计完成需要进行仿真调试，避免一些理论设计上的缺陷。2系统设计方案的选择方案一：石英晶体振荡器组成脉冲源，异步二-五-十进制计数器74LS290组成计数电路，译码显示电路由74LS48和共阴极七段数码管组成方案二：555定时器组成脉冲源，异步二-五-十进制计数器74LS290组成计数电路，译码显示电路由74LS48和共阴极七段数码管组成武汉理工大学课程设计说明书方案一中晶振组成脉冲源精度高，脉冲平稳，为一般电子表内脉冲源的首选，但由于本设计的目的是加强我们对一般原理知识的理解，而且晶振的分频元件较为不易得到，所以我们选择方案二。3电子秒表系统主体流程框图电子秒表系统主体流程框图脉冲发生电路计数电路译码电路显示电路控制电路武汉理工大学课程设计说明书4单元电路的设计4.1脉冲产生电路由555定时器组成多谐振荡器电路如上图所示，外接电阻R1，R2,电容C。输出电压Uo波形随Uc端电压变化如图所示。f=1.43/(R1+2R2)C根据设计要求频率f=100HZ，所以选择R1=8.25kΩ，R2=3kΩ，C=1uF。端口3为脉冲输出端。武汉理工大学课程设计说明书4.2计数电路计数电路由异步二-五-十进制计数器74LS290组成，将74LS290的11端接到9端则为十进制计数器。（1）当12,13端全为1，1,3端至少有一个为0时，电路输出置成0000（2）当1,3端全为1，电路输出置成1001（3）当12,13端和1,3端中至少各有一个为0时，电路成计数状态电子秒表电路的计数电路由四个74LS290组合而成，为异步时序逻辑电路，脉冲源信号从第一个74LS290的CP端进入，电路依次计数并输出计数信号。武汉理工大学课程设计说明书4.3译码显示电路计数电路产生的计数信号输入到译码电路，译码电路由74LS48组成。译码时，将74LS48的3,4,5端接高电平，1,2,6,7端接计数器输出，9~15端接显示电路相应输入端口。显示电路由四个七段共阴极数码组成，原理图如下：武汉理工大学课程设计说明书4.4控制电路电子秒表的控制电路包含清零开关，暂停/启动开关。清零电路：暂停/启动电路：5仿真测试1.启动Multisim，对需要仿真的参数主要是脉冲产生电路输出脉冲的周期及脉冲稳定性进行仿真调整2.从元器件库里调取所需元器件，并按原理图连接。3.启动测试，用示波器测试脉冲的周期和稳定性，观察数码管显示数字的跳动情况，对不合理的地方逐步修改直至达到秒表设计要求。武汉理工大学课程设计说明书6电子秒表设计原理图7结束语通过这次电子设计，我得到了很多收获和体会。第一，巩固和加深了对电子线路基本知识的理解，提高了综合运用所学知识的能力。第二，增强了根据课程需要选学参考资料，查阅手册，图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入研究有关问题，学会自己分析解决问题的方法。第三，通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选取，安装调试等环节，初步掌握了简单使用电路的分析方法和工程设计方法。第四，在这次电子设计过程中，理论知识和实践动手能力相结合，锻炼了自己理论联系实际的能力。第五，掌握了常用的仪器的使用方法，提高了动手能力。第六，培养了严谨的工作作风和科学态度，为以后的独立设计打下良好的基础。第七，在这次设计过程中，我对仿真软件Multisim、word、protel等软件有了更进一步的了解，这将使我在以后的学习中能更加熟练的运用。总体来说，这次课程设计让我理解了电子设计的科学性和严谨性，知道了不同芯片的不同用法，不同接线的不同效果。设计过程中，为了实现某一个目的，可能要设计好几个方案并对各个方案进行比较与取舍，充分锻炼了自己的设计思维。U1ABCDEFGCKU2ABCDEFGCKU3ABCDEFGCKU4ABCDEFGCKU574LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U674LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U774LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U874LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U974LS290DQA9QB5QD8QC4INB11R911R923R0112INA10R0213U1074LS290DQA9QB5QD8QC4INB11R911R923R0112INA10R0213U1174LS290DQA9QB5QD8QC4INB11R911R923R0112INA10R0213U1274LS29