数字电子秒表.docx
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数字电子秒表
电子课程设计报告
题目名称：
数字电子秒表
姓名：
李政
专业：
计算机科学与技术
班级：
090451
学号：
09045120
同组人：
魏如冰
指导教师：
南昌航空大学信息工程学院
2011年6月29日
第一章摘要
当今社会，在很多场合下都需要精准的记录时间。
比如田径比赛和游泳比赛中，百分之一秒都可能决定参赛选手的命运。
但是传统的机械秒表存在着很多方面的缺陷，包括制作成本很高，容易损坏，开表,停表有误差，发条紧度不好把握等等。
在这样的条件下，数字电子秒表的出现时非常有必要的。
关键字：
时间，数字，成本，秒表。
目录
引言
第1章设计要求…………………………………………2
第2章电路设计……………………………………………3
1.时钟脉冲发生器……………………………………3
2.译码显示器……………………………………………4
3.基本RS触发器…………………………………………5
4.单稳态触发器…………………………………………5
5.计数器…………………………………………………6
第3章测试与分析……………………………………………7
第4章结论与总结……………………………………………10
第5章附录…………………………………………………11
1.电路原理总图…………………………………………11
2.原件清单……………………………………………12
3.参考文献……………………………………………12
引言
随着科学技术的不断发展,人们对时间计量的精度要求越来越高。
电子秒表测定短时间间隔的仪表。
电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒。
广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面在当今非常注重工作效率的社会环境中，定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便，充分利用定时器，能有效的加强我们的工作效率。
电子秒表是利用数字电子技术把模拟信号转换成数字信号来完成的，具有直观、准确性高的特点。
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第一章设计内容与要求
利用基本RS触发器，单稳态触发器，时钟发生数器，译码显示等单元电路来构成此电子秒表。
具体要求为：
先按下一个按钮开关K1，此时电子秒表不工作，在按下按钮开关K2，则计数器清零后便开始计数，观察数码管显示的计数情况是否正常，如不需要计数或暂停计时，则按下开关K1，计数立即停止，但数码管保留所计时之值。
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第二章系统设计及单元电路原理
2.1系统总体框图
1.1时钟脉冲发生器
555定时器是模拟—数字混合式集成电路，利用它可以方便地构成冲产生、整形电路和定时、延时电路。
用555定时器构成的自激式多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。
调节电位器R2，使在输出端3获得频率为1Hz的方波信号。
图1.1
3
555定时器的逻辑功能：
当电路刚接通电源时，由于C（C1//C2）来不及充电，555电路的2脚处于零电平，导致其输出3脚为高电平。
当电源通过R1、Rp向C充电到Vc≥Vcc时，输出端3脚由高电路平变为低电平，电容C经R1和内部电路的放电开关管放电。
当放电到Vc≤Vcc时，输出端又由低电平转变为高电平。
此时电容再次充电，这种过程可周而复始地进行下去，形成自激振荡。
电路振荡周期：
T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C
可以通过这个公式来计算电路中电阻和电容的大小。
1.2译码显示器
图1.2
4
1.3RS触发器
图1.3
图1.3所示为用集成与非门构成的基本RS触发器。
属低电平直接触发的触发器．有直接置位、复位的功能。
它的一路输出
作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。
1.4单稳态触发器
图1.4
5
单稳态触发器的输入触发负脉冲信号Ui，由基本RS触发器提供，输出负脉冲Uo通过非门加到计数器的清除端R。
静态时，门4应处于截止状态，故电阻R必须小于门的关门电阻Roof。
定时元件RC取值不同．输出脉冲宽度也不同。
当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时。
可以省去输入微分电路的Rp和Cp。
单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。
1.5计数器
1.5.1十进制1.5.2六进制
6
这里使用到的芯片是74LS160。
是同步可预置的十进制计数器。
将Q1和Q2通过与非门接进CR，可改装成六进制的计数器。
具体可以从图1.5.1和1.5.2中看到。
第三章测试结果与分析
由于电路中使用器件较多，设计前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚．接线较短。
应按照设计任务的次序．将各单元电路逐个进行接线和调试．即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能．待备单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。
这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。
1.时钟脉冲发生器的测试
参照由555定时器构成的多谐振荡器的测试方法来测试该部分的逻辑功能，用示波器观察输出电压波形并测量其频率．调节Rw，使输出矩形波频率为50Hz。
7
2.译码显示器的测试
当译码器74LS248的DCBA分别是0101，1001，0011等，显示器显示数据填入表3-2
表3-2
D
C
B
A
显示
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
3.基本RS触发器的测试
如图1.3按动按钮开关K2（接地），则门1输出
=1：
门2输出Q=0，K2复位后其状态保持不变。
再按动按钮开关Kl，则Q由0→1，门5开启．为计数器启动作好准备。
由1→0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
8
4.单稳态触发器的测试
⑴静态测试
用直流数字电压表测量A、B、D、F各点电位值，并记录。
⑵动态测试
输入端接IKHZ连续脉冲源，用示波器观察并描绘D点F点波形。
如嫌单稳输出脉冲持续时间太短．难以观察，可以适当加大微分电容c（如改为0．1µF）待测试完毕．再恢复4700PF。
5.电子秒表的整体测试
各单元电路测试正常后．按图3-3-1把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。
先按一下按钮开关K2．此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关K1．，则计数器清零后使开始计时，观察数码管显示计数情况是否正常。
如不需要计时或暂停计时．按一下开关K1，计时立即停止，但数码管保留所计时之值。
6.电子秒表准确度的测试
利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。
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第四章结论与总结
在本次电路中，我们做了数字秒表。
电路设计第一次使用了共阳的数码管和74LS160、74LS247两种集成块，首先老师帮我们分成了三部分，保证电路的成功率。
555组成一个多谐震荡电路，第二部分就是分频电路和数显电路的的装，数显的时候应该多注意一下其引脚。
第三部分就是控制电路，虽然简单，但是没有整体排版。
所有要难免跳线。
在电路的连接过程中，排版布局方面下了很大的功夫，但是还是难免跳线影响美观，所以在今后的电路中我们应该现排版好了之后才来做电路，这样就可以做到尽量的少跳线。
美观性就更加。
经过周的实训，认识到数字电子也不是想象中的那么难，只要我们有耐心，把电路分成相应的几部分，再一步一步的按照所分的部分做下去就可以成功了。
通过实训我们的动手能力提高了。
对分频电路RS触发电路有了很深的了解。
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第五章附录
1.完整电路图
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2.元件清单
555定时器，模十计数器74LS160*2，与门74LS08，与非门74LS00。
3.参考文献
[1]王港元.《电工电子实践指导》南昌：
江西科学技术出版社,2006、2
[2]王成安.《电子技术基本技能综合训练》北京：
人民邮电出版社，2006、3
[3]林春方.《电子线路学习指导与实训》北京：
电子工业出版社2004、6
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