电子秒表优秀课程设计.doc

武汉纺织大学电子技术课程设计 电子技术课程设计汇报书课题名称电子秒表设计姓 名学 号院、系、部电子和电气工程学院专 业电子信息工程指导老师 06 月20 日 电子秒表设计一、 设计目标（1）学习数字电路中基础集成双D触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路综合应用。（2）学习电子秒表调试方法。二、 设计思绪（1）设计基础集成双D触发器电路。（2）设计集成计数器。（3）设计时钟发生器电路。 （4）设计计数及译码显示电路。三、技术要求：要求设计一个数字表，用于短时间测量，适适用于计时使用（1）计时范围：059秒（2）显示分辨率为1s。（3）用按钮开关控制工作状态，即：暂停、清零。（4）本身带有，工作时指示灯亮。四、 设计过程 方案论证控制电路秒信号发生器秒计数器译码电路数码显示器图1 数字式秒表原理框图l 电路设计1、脉冲发生器 脉冲发生器是数字钟关键部分，它精度和稳定度决定了数字钟质量，通常见晶体振荡器产生标准频率信号经过整形、分频取得1Hz秒脉冲。石英晶体振荡器特点是振荡频率正确、电路结构简单、频率易调整。如晶振为32768 Hz，经过15次二分频后可取得1Hz脉冲输出，电路图图2-1所表示。2、秒计数译码电路秒计数器为M=60计数器，即显示0059，采取中规模集成电路双十进制计数器最少需要2片，因为10 M 100。它个位为十进制，十位为六进制。本电路采取两片74LS161实现。当个位计数至1010时，经过 74LS00 二输入和非门连至清零端达成清零，当达成0000时，产生上升脉冲送给十位。十位计数至0110时清零电子秒表原理图电路图所表示 品名 规格型号技术要求每组数量通用板1015（cm2）1015（cm2） 1共阴极数码管BS201A/0.5英寸单个 2集成显示译码器CD4511CD4511 2集成14位计数器CD4060CD4060 1集成双BCD计数器CD4518CD4518 1集成双D触发器74HC7474HC74 1集成逻辑和非门74HC0074HC00 1电阻器RJ-22M-1/4W1/4W 1电阻器RJ-200k-1/4W1/4W 1电阻器RJ-300-1/4W1/4W 14电容器CC1-30pF（瓷片）瓷片 2电容器CC1-0.01F（瓷片）瓷片 1石英晶体振荡器32.768kHz32.768kHz 1小型按键单开关88mm88mm 1集成电路插座16PIN16PIN 3集成电路插座14PIN14PIN 2集成电路插座8PIN8PIN(两个8PIN作为16PIN) 2焊锡（小卷）小卷导线单芯单芯l 器材选择l 芯片管脚排列及用途（1） 集成双D触发器74HC74是一款高速CMOS器件，74HC74引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC74遵照JEDEC标准no.7A74HC74是双路D 型上升沿触发器 ，带独立数据（D）输入、时钟 （CP）输入、设置（SD）和复位（RD）输入、和互补Q和Q输出。设置和复位为异步低电平有效，且不依靠于时钟输入。74HC74数据输入口信息在时钟脉冲上升沿传输到Q口。为了取得预想中结果，D输入必需在时钟脉冲上升沿来临之前，保持稳定一段就绪时间。74HC74时钟输入施密特触发功效使得电路对于缓慢脉冲上升和下降含有更高容差性。74HC74 特征l 工作电压范围：2.06.0 Vl 对称输出阻抗l 高抗扰l 低功耗 ESD保护 （2）集成14位计数器CD4060 CD4060是4000系列CMOS器件中一个，是14位二进制计数器。它内部有两反相器，外接两个电阻及一个电容就可组成振荡器，作为时钟发生器。输入时钟脉冲时（下降沿），输出端输出记数脉冲。它有一个复位端（Reset），当复位端为高电平时全部输出端全部是低电平， CD4060为16管脚DIP封装，各管脚排列图3所表示。其中Clock in是时钟脉冲输入，Clock out1及Clockout2是时钟脉冲输出（相位差180，Reset是复位输入端（高电平有效）Q4Q14是二进制记数脉冲输出端，Vdd为电源正端（318V）Vss为电源负端。（3）集成双BCD计数器CD4518，该IC是一个同时加计数器，在一个封装中含有两个可交换二/十进制计数器，其功效引脚分别为17和915。该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚6脚；11脚14脚）。另外还必需掌握其控制功效，不然无法工作。手册中给有控制功效真值（又称功效表），即集成块使用条件，如表2所表示。从表2看出，CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端应接高电平“1”，若用时钟下降沿触发，信号由EN端输入，此时CP端应接低电平“0”，不仅如此，清零（又称复位）端Cr也应保持低电平“0”，只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，若不满足则IC不工作。计数时，其电路输入输出状态如表3所表示。值得注意，因表3输出是二/十进制BCD码，所以输入端记数脉冲到第十个时，电路自动复位0000状态（参看连载五）。另外，该CD4518无进位功效引脚，但从表3看出，电路在第十个脉冲作用下，会自动复位，同时，第6脚或第14脚将输出下降沿脉冲，利用该脉冲和EN端功效，就可作为计数电路进位脉冲和进位功效端供多位数显用。由此可见充足利用真值表特征，才能使用好数字电路（4） 集成显示译码器CD4518 CD4520 引脚图 CD4518逻辑图CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器 BCD 码七段码译码器，特点以下：含有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功效CMOS电路能提供较大拉电流。（5）集成逻辑和非门74HC00 是TTL2 输入端四和非门，高电平4V，低电平1V，和非门电路常常见来实现组合逻辑运算。74HC00工作特征电源电压范圈：7V；输入电压：7V；工作环境温度：070C。74HC00引脚图（5）共阴极数码管七段数码管引脚图数码管使用条件：a、段及小数点上加限流电阻b、使用电压：段：依据发光颜色决定； 小数点：依据发光颜色决定c、使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 4-5mA 峰值电流 100mA上面这个只是七段数码管引脚图，其中共阳极数码管引脚图和共阴极是一样，4位数码管引脚图请在本站搜索我也提供了，有问题请到电子论坛去交流.数码管使用注意事项说明：（）数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；（）焊接温度：度；焊接时间：（）表面有保护膜产品,能够在使用前撕下来。 这类数码管能够分为共阳极和共阴极两种，共阳极就是把全部LED阳极连接到共同接点com，而每个LED阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则是把全部LED阴极连接到共同接点com，而每个LED阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），以下图所表示。图中8个LED分别和上面那个图中ADP各段相对应，经过控制各个LED亮灭来显示数字。 那么，实际数码管引脚是怎样排列呢？对于单个数码管来说，从它正面看进去，左下角那个脚为1脚，以逆时针方向依次为110脚，左上角那个脚便是10脚了，上面两个图中数字分别和这10个管脚一一对应。注意，3脚和8脚是连通，这两个全部是公共脚。 还有一个比较常见是四位数码管，内部4个数码管共用adp这8根数据线，为大家使用提供了方便，因为里面有4个数码管，所以它有4个公共端，加上adp，共有12个引脚，下面便是一个共阴四位数码管内部结构图（共阳和之相反）。引脚排列仍然是从左下角那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为112脚，下图中数字和之一一对应。五、课程设计心得此次课程设计，学到了很多课内学不到东西，比如独立思索处理问题，和人合作共同提升，这些全部让我受益匪浅。在此，感谢老师细心指导，也一样谢谢其它同学无私帮助！经过此次课程设计我感慨很深，这是我做第一次课程设计，从开始到结束是在急忙忙忙生活中度过，在这两个星期日子里，能够说是苦多于甜，不过能够学到很多很多东西，同时不仅能够巩固以前所学过知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过知识。经过这次设计，深入加深了对数字电子和多种器件了解，让我对它有了愈加浓厚爱好。在设计电途经程中我碰到很多问题，所以慢慢平时极少讨论问题我跟同学对设计交流成了家常便饭，经过这次课程设计使我知道了理论和实际相结合是很关键，只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识和实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提升自己实际动手能力和独立思索能力。在设计过程中难免会碰到多种多样问题，同时在设计过程中发觉了自己不足之处，对以前所学过知识了解得不够深刻，掌握得不够牢靠。此次课程设计为我们提供了一个能够在知识天空里自由翱翔空间；提供了一个能够在知识海洋里扬帆远行空间它为我们学习生活增添了一道亮丽风景线，为我们理想之塔增砖添瓦，为我们知识小帆鼓风助力。我们必将坐着智慧小船乘千里风破万里浪，开拓进取，勇往直前，朝着我们理想彼岸前进。总来说，这次设计，使自己对以后路有了愈加清楚认识，同时，对未来有了更多信心。