電子秒表課程設(shè)計(jì)

1、學(xué) 號(hào)： 課 程 設(shè) 計(jì)題 目學(xué) 院專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)姓 名指導(dǎo)教師年月日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目： 電子秒表的設(shè)計(jì)與制作初始條件：（1） 計(jì)數(shù)精度可達(dá)1/100秒（2） 可顯示時(shí)間99.99秒（3） 具有開(kāi)關(guān)可啟動(dòng)，暫停，清零功能選作：設(shè)計(jì)可改變計(jì)時(shí)時(shí)間（最大59.99秒）的電路要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求（2） 方案比較及認(rèn)證（3） 系統(tǒng)框圖，原理說(shuō)明（4） 硬件原理，完整電路圖，采用器件的功能說(shuō)明（5） 調(diào)試記錄及結(jié)果分析（6） 對(duì)成果的評(píng)價(jià)及改進(jìn)方法（7） 總結(jié)（收獲及體會(huì)

2、）（8） 參考資料（9） 附錄：器件表，芯片資料時(shí)間安排：6月16日6月19日：明確課題，收集資料，方案確定6月19日1月21日：整體設(shè)計(jì)，硬件電路調(diào)試6月21日6月24日；報(bào)告撰寫(xiě)，交設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯指導(dǎo)教師簽名： 2014年 6月 日目錄摘要4電子秒表的設(shè)計(jì)與制造51 課題分析52系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇53 電子秒表系統(tǒng)主體流程框圖64 單元電路的設(shè)計(jì)74.1脈沖產(chǎn)生電路74.2 計(jì)數(shù)電路8.3 譯碼顯示電路94.4 控制電路105 仿真測(cè)試106 電子秒表設(shè)計(jì)原理圖117 結(jié)束語(yǔ)11參考文獻(xiàn)12附錄13附錄一：選作：設(shè)計(jì)可改變計(jì)時(shí)時(shí)間的電路13附錄二：74LS290功能表15附錄三：74LS4

3、8功能表15摘要電子秒表是一種數(shù)字顯示計(jì)時(shí)裝置，由于它走時(shí)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，顯示直觀，因此被廣泛運(yùn)用于科學(xué)研究，體育運(yùn)動(dòng)，國(guó)防等方面。比如對(duì)物體速度，加速度的測(cè)量，體育比賽的時(shí)間的測(cè)量等。數(shù)字電子秒表由組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路組成，555定時(shí)器組成多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖，在脈沖控制下的組合計(jì)數(shù)器電路通過(guò)一系列的觸發(fā)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)譯碼器譯碼后輸入到顯示數(shù)碼管顯示時(shí)間。電子秒表的廣泛應(yīng)用提高了人們的工作效率，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子秒表的精度，電路簡(jiǎn)易型等到了很大的提高，功能得到了完善。關(guān)鍵詞：秒表 定時(shí)器 效率電子秒表的設(shè)計(jì)與制造1 課題分析設(shè)計(jì)要求（1）計(jì)數(shù)精度達(dá)到1/100秒（2）可顯示

4、時(shí)間99.99秒（3）具有開(kāi)關(guān)可啟動(dòng)，暫停，清零功能。本次設(shè)計(jì)的電子秒表是由脈沖產(chǎn)生電路，計(jì)數(shù)電路，譯碼顯示電路，控制電路組成。各單元電路都有多種選擇，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求擇優(yōu)處理。電路設(shè)計(jì)完成需要進(jìn)行仿真調(diào)試，避免一些理論設(shè)計(jì)上的缺陷。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的選擇 方案一：石英晶體振蕩器組成脈沖源，異步二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290組成計(jì)數(shù)電路，譯碼顯示電路由74LS48和共陰極七段數(shù)碼管組成 方案二：555定時(shí)器組成脈沖源，異步二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290組成計(jì)數(shù)電路，譯碼顯示電路由74LS48和共陰極七段數(shù)碼管組成方案一中晶振組成脈沖源精度高，脈沖平穩(wěn)，為一般電子表內(nèi)脈沖源的首選，但由于本

5、設(shè)計(jì)的目的是加強(qiáng)我們對(duì)一般原理知識(shí)的理解，而且晶振的分頻元件較為不易得到，所以我們選擇方案二。3 電子秒表系統(tǒng)主體流程框圖脈沖發(fā)生電路控 制 電 路譯碼電路計(jì)數(shù)電路顯示電路 電子秒表系統(tǒng)主體流程框圖4 單元電路的設(shè)計(jì) 4.1脈沖產(chǎn)生電路 由555定時(shí)器組成多諧振蕩器電路如上圖所示，外接電阻R1，R2,電容C。輸出電壓Uo波形隨Uc端電壓變化如圖所示。f=1.43/(R1+2R2)C根據(jù)設(shè)計(jì)要求頻率f=100HZ，所以選擇R1=8.25k，R2=3k，C=1uF。端口3為脈沖輸出端。4.2 計(jì)數(shù)電路 計(jì)數(shù)電路由異步二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290組成，將74LS290的11端接到9端則為十進(jìn)制

6、計(jì)數(shù)器。（1）當(dāng)12,13端全為1，1,3端至少有一個(gè)為0時(shí)，電路輸出置成0000（2）當(dāng)1,3端全為1，電路輸出置成1001（3）當(dāng)12,13端和1,3端中至少各有一個(gè)為0時(shí)，電路成計(jì)數(shù)狀態(tài)電子秒表電路的計(jì)數(shù)電路由四個(gè)74LS290組合而成，為異步時(shí)序邏輯電路，脈沖源信號(hào)從第一個(gè)74LS290的CP端進(jìn)入，電路依次計(jì)數(shù)并輸出計(jì)數(shù)信號(hào)。4.3 譯碼顯示電路計(jì)數(shù)電路產(chǎn)生的計(jì)數(shù)信號(hào)輸入到譯碼電路，譯碼電路由74LS48組成。譯碼時(shí)，將74LS48的3,4,5端接高電平，1,2,6,7端接計(jì)數(shù)器輸出，915端接顯示電路相應(yīng)輸入端口。顯示電路由四個(gè)七段共陰極數(shù)碼組成，原理圖如下：4.4 控制電路電子秒

7、表的控制電路包含清零開(kāi)關(guān)，暫停/啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。清零電路：暫停/啟動(dòng)電路：5 仿真測(cè)試1. 啟動(dòng)Multisim，對(duì)需要仿真的參數(shù)主要是脈沖產(chǎn)生電路輸出脈沖的周期及脈沖穩(wěn)定性進(jìn)行仿真調(diào)整2. 從元器件庫(kù)里調(diào)取所需元器件，并按原理圖連接。3. 啟動(dòng)測(cè)試，用示波器測(cè)試脈沖的周期和穩(wěn)定性，觀察數(shù)碼管顯示數(shù)字的跳動(dòng)情況，對(duì)不合理的地方逐步修改直至達(dá)到秒表設(shè)計(jì)要求。6 電子秒表設(shè)計(jì)原理圖7 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)這次電子設(shè)計(jì)，我得到了很多收獲和體會(huì)。第一，鞏固和加深了對(duì)電子線(xiàn)路基本知識(shí)的理解，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。第二，增強(qiáng)了根據(jù)課程需要選學(xué)參考資料，查閱手冊(cè)，圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過(guò)獨(dú)立思考，深入研究有關(guān)

8、問(wèn)題，學(xué)會(huì)自己分析解決問(wèn)題的方法。第三，通過(guò)實(shí)際電路方案的分析比較，設(shè)計(jì)計(jì)算，元件選取，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握了簡(jiǎn)單使用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。第四，在這次電子設(shè)計(jì)過(guò)程中，理論知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力相結(jié)合，鍛煉了自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力。第五，掌握了常用的儀器的使用方法，提高了動(dòng)手能力。第六，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度，為以后的獨(dú)立設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。第七，在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我對(duì)仿真軟件Multisim、word、protel等軟件有了更進(jìn)一步的了解，這將使我在以后的學(xué)習(xí)中能更加熟練的運(yùn)用。總體來(lái)說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)讓我理解了電子設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，知道了不同芯片的不同用法，不同接線(xiàn)的不同效果。設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)某一個(gè)目的，可能要設(shè)計(jì)好幾個(gè)方案并對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行比較與取舍，充分鍛煉了自己的設(shè)計(jì)思維。參考文獻(xiàn)電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）數(shù)字部分 康光華主編 高等教育出版社2009年2月電子技術(shù)電子設(shè)計(jì)指導(dǎo) 彭介華主編 高等教育出版社2008年4月工程實(shí)踐與訓(xùn)練教程（電工電子部分） 周新民主編 附錄附錄一：選作：設(shè)計(jì)可改變計(jì)時(shí)時(shí)間的電路附錄二：74LS290功能表附錄三：74LS48功能表本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)