數(shù)字電子秒表課程設(shè)計

PAGEPAGE4西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子技術(shù)實踐課程設(shè)計報告課設(shè)題目：數(shù)字電子秒表所屬系部：電子工程系指導(dǎo)老師：作者：專業(yè)：電子信息工程技術(shù)西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書題目：數(shù)字電子秒表任務(wù)與要求：設(shè)計數(shù)字電子秒表原理圖。用6個數(shù)碼管顯示分、秒、毫秒。計時誤差不得超過1s;具有清零、啟動計時、暫停計時及繼續(xù)計時等控制功能。畫出總體電路圖。安裝自己設(shè)計的電路，按照自己設(shè)計的電路，在通用板上焊接。焊接完畢后，應(yīng)對照電路圖仔細(xì)檢查，看是否有錯接、漏接、虛焊的現(xiàn)象。調(diào)試電路。時間：20xx年11月29日至20xx年12月10日共2周所屬系部：電子工程系指導(dǎo)單位或教研室：電子信息教研室西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制摘要：采用現(xiàn)代數(shù)字電路設(shè)計方法和EDA技術(shù)，即自頂向下的設(shè)計方法，應(yīng)用protues開發(fā)平臺進(jìn)行設(shè)計并仿真驗證和硬件測試。從總體設(shè)計框圖開始，將設(shè)計任務(wù)逐步分解，直到可以用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路部件實現(xiàn)，然后將各部件聯(lián)結(jié)成系統(tǒng)，通過protues集成開發(fā)平臺進(jìn)行設(shè)計的分析綜合和時序仿真驗證。最后，在分析時序仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，對設(shè)計進(jìn)行進(jìn)一步的修改和完善，已達(dá)到對設(shè)計電路正確運行且學(xué)會運用protues電路設(shè)計與仿真的目的。關(guān)鍵詞：555定時器；LED；暫停計時Abstract：AdoptmoderndigitalcircuitdesignmethodandEDAtechnique,namelythetop-downdesignmethods,applicationprotuesdevelopmentplatformdesignandsimulationvalidationandhardwaretest.Fromthebeginning,overalldesigndiagramdesigntaskdecomposedstepbystep,untilcanusestandardofintegratedcircuitcomponents,andthenwillrealizeconnectingcomponentsintosystem,throughprotuesintegrateddevelopmentplatformdesignofcomprehensiveanalysisandtime-seriessimulationprove.Finally,byanalyzingthetimingsimulationresults,onthebasisofdesignforfurtherrevisedandperfected,reachedthecorrectoperationofcircuitdesignandlearntouseprotuescircuitdesignandsimulationofpurpose.Keywords:555timing,Leds,Suspendedtiming目錄TOC\o"1-3"\u1設(shè)計方案的選擇 12總體框架設(shè)計 23分步電路設(shè)計 33.1控制電路的設(shè)計 33.1.1時鐘發(fā)生單元 33.1.2計數(shù)器 33.2數(shù)碼管顯示電路 44調(diào)試中的問題 55硬件設(shè)計 66元器件的選擇 7結(jié)束語 8參考文獻(xiàn) 9任務(wù)分配單 10數(shù)字電子秒表設(shè)計1設(shè)計方案的選擇如圖1-1所示，要實現(xiàn)數(shù)字秒表的控制，則要求數(shù)字信號控制系統(tǒng)由NE555脈沖輸出、計數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管等幾個部分構(gòu)成。NE555脈沖輸出（單元1）74LS161計數(shù)器（單元2）74LS247譯碼器（單元3）NE555脈沖輸出（單元1）74LS161計數(shù)器（單元2）74LS247譯碼器（單元3）七段顯示數(shù)碼管（單元4）七段顯示數(shù)碼管（單元4）圖1-1數(shù)字秒表框圖2總體框架設(shè)計電路總原理圖如圖2-1所示。圖2-1中1單元NE555定時器構(gòu)成了多諧振蕩器，是一種性能較好的時鐘源。圖2-1中2單元為=1\*GB3①74LS161構(gòu)成計數(shù)器=2\*GB3②74LS247構(gòu)成譯碼器=3\*GB3③7段數(shù)碼管顯示數(shù)字。圖2-1電路總原理圖3分步電路設(shè)計3.1控制電路的設(shè)計3.1.1時鐘發(fā)生單元時鐘發(fā)生器可以采用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，555定時器是一種性能較好的時鐘源，且構(gòu)造簡單。采用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器作為電子秒表的輸入脈沖源。如圖3-1所示。圖3-1555引腳連線圖3.1.2計數(shù)器74LS161集成芯片為集成4位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器，具有異步置0、同步并行置數(shù)、計數(shù)及保持功能。它有同步置數(shù)控制端LD，異步清零控制端CR，工作模式控制端CTT、CTP，時鐘輸入端CP，進(jìn)位輸出端CO，并行數(shù)據(jù)輸入端D0～D3，計數(shù)輸出端QO～Q3。各控制端控制權(quán)的優(yōu)先級是CR最高，LD其次，最低CTT、CTP。74LS161的管腳圖如圖3-2所示。圖3-274LS161管腳圖3.2數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管顯示電路如圖3-3所示。圖3-3數(shù)碼管顯示電路4調(diào)試中的問題（1）時鐘發(fā)生器的測試用示波器觀察輸出電壓波形并測量其頻率，調(diào)節(jié)R1，使輸出波形頻率為50-60Hz，若無波形輸出，檢查555定時器。（2）計數(shù)、譯碼、顯示單元的測試測量計數(shù)器功能和分頻器功能，看輸出頻率是否為10倍關(guān)系，各段測量顯示管的功能是否正常。（3）電子秒表準(zhǔn)確度的測試?yán)秒娮隅娀蚴直淼挠嫊r對電子秒表進(jìn)行校準(zhǔn)，若時間不準(zhǔn)，調(diào)節(jié)R1。5硬件設(shè)計根據(jù)在PROTUES軟件的成功訪真，數(shù)字電子秒表的各個功能已經(jīng)實現(xiàn)，為了使我們的結(jié)論得到進(jìn)一步論證，我們進(jìn)行了硬件搭接實驗，在這次實驗中我們更熟悉掌握了電路連接，也使我們學(xué)到了在連線過程中應(yīng)注意些什么，為我們下一步的焊接打下了良好的基礎(chǔ)。在此實驗過程中也遇到大大小小的問題：1）由于電路圖比較復(fù)雜，線路煩多，有一片子電源忘接；2）有的連接線路接口過松不小心被撞開。正是由于一些粗心的問題而使實驗未能一次性成功，但在組員們的認(rèn)真檢查下把所有的問題找出來了，使實驗成功完成。我們詳細(xì)記下了在實驗過程中遇到的問題以此提醒自己以后不要在犯同樣的錯誤。6元器件的選擇元器件的選擇見表6-1清單。表6-1元器件清單序號名稱型號及規(guī)格數(shù)量1十六進(jìn)制加法計數(shù)器74LS1616個2七段顯示譯碼器74LS2476個3七段字符顯示器共陽極6個4二輸入與非門74LS003個5一輸入與非門74LS042個6555定時器1個71KΩ電阻1個82.4KΩ電阻1個9單向開關(guān)6個10電容10uf1個11電容4.7uf1個12導(dǎo)線若干結(jié)束語（1）對本課程的學(xué)習(xí)體會通過本次實訓(xùn)，使我們學(xué)到了好多東西。例如：對課本知識的進(jìn)一步掌握；把理論知識應(yīng)用到實際需要中；一個隊的團(tuán)結(jié)力量等。實訓(xùn)不僅可以培養(yǎng)我們的設(shè)計能力，還使我們在設(shè)計中得到了創(chuàng)新，這樣又培養(yǎng)了我們的創(chuàng)新能力。我們五個人齊心合力，在規(guī)定的時間內(nèi)完成了課設(shè)的要求，值得高興的是我們的創(chuàng)新很成功，也很實用。但在我們設(shè)計過程中也遇到了不少困難，如：對書中某些知識還沒掌握清楚；由于條件原因我們設(shè)計的幾次電路所需要的特殊元器件都沒有找到，這也使我們不得不一次又一次的更換電路。最終我們還是克服了種種困難，完成了本次課設(shè)。（2）學(xué)習(xí)本課程后，希望增加哪些內(nèi)容希望老師能給我們講解更多的電路知識，對各種片子的功能做更廣泛的講解在課堂上更多的涉及當(dāng)今社會中的知識。（3）對代課老師的教學(xué)有何評價，并提出教學(xué)建議評價：在平時的課堂上馬老師給了我們一堂又一堂的精彩講解，不僅教給了我們許多書本上的知識，同時也教會了我們?nèi)绾巫鋈俗鍪?，在我們枯燥無味的學(xué)習(xí)生活中增添了不少樂趣。馬老師的耐心也令人感動，一次不會講兩次，兩次不會講三次，從沒有厭煩的表情。同學(xué)們眼中的馬老師就像我們的大姐姐一樣，遇到困難她總是愿意幫我們解決，不論是學(xué)習(xí)上的還是其他方面的，她總是說老師就是排除學(xué)生成才路上絆腳石的工具，我們都笑著說你是有靈魂的工具。教學(xué)建議：建議老師不要太過相信我們的能力，畢竟我們都是剛接觸這些實物性的東西，有很多問題都不太了解，希望老師應(yīng)多指導(dǎo)一下課設(shè)類的題目，避免我們陷入一籌莫展的窘態(tài)，在很大程度上影響了我們的進(jìn)程，希望在這方面能有所改進(jìn)。參考文獻(xiàn)[1]劉淑英.數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[2]陸應(yīng)華.電子系統(tǒng)設(shè)計教程.北京；國防工業(yè)出版社，2005.[3]邱寄帆唐程山.數(shù)字電子技術(shù)實驗與綜合實訓(xùn).北京；人民郵電出版社出版發(fā)行，2005.[4]姚福安.電子電路設(shè)計與實踐.濟(jì)南；山東科學(xué)技術(shù)出版社，2005.[5]付家才.電子實驗與實踐.北京；高等教育出版社，2004.任務(wù)分配單學(xué)號姓名任務(wù)電路整合、軟件調(diào)試、元器件選擇、電路修正、電路板焊接。電路整合，電路修正、實驗報告設(shè)計、電路板焊接。軟件調(diào)試、元器件選擇、電路修正、實驗報告設(shè)計、電路板焊接。元器件選擇、電路修正、實驗報告設(shè)計、電路板焊接。電路整合、元器件選擇、電路修正、實驗報告設(shè)計。所提問題及回答：xx：555定時器的輸出脈沖為多