数字电子技术课程设计

题目 电子秒表电路课程设计

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一．设计目的：3

二．设计任务及说明：3

三. 功能要求3

四．总体方案及原理:3

五、电子秒表原理仿真图4

六、单元电路设计，参数计算和器件选择6

1.时钟发生单元6

2.记数单元7

3 .译码显示单元7

4 .控制单元7

七、设计所需元件8

八、心得体会：8

参考文献8

一．设计目的：

(1)了解计时器主体电路的组成及工作原理;

(2)熟悉集成电路及有关电子元器件的使用;

(3)学习数字电路中基本555定时器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。

二．设计任务及说明：

电子秒表电路是一块独立构成的记时集成电路。它集成了计数器、、振荡器、译码器和驱动等电路，能够对秒以下时间单位进行精确记时，具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。

三. 功能要求

(1)设计一个具有时、分、秒的数字显示计时器

(2)具有校时、校分的功能

(3)通过开关功能实现清零、暂停等功能的有效转换

设计一个可以满足以下要求的简易秒表

(1)秒表由5位七段LED显示器显示，其中一位显示“min”,四位显示“s”，其中显示分辩率为0.01 s。

(2)具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能；

(3)控制开关为两个：启动(继续)/暂停记时开关和复位开关

四．总体方案及原理:

电子秒表要求能够对时间进行精确记时并显示出来,因此要有时钟发生器,记数及译码显示,

其中：

(1)时钟发生器：利用555定时器构成的多谐振荡器做时钟源,产生100HZ的脉冲;

(2)记数器：对时钟信号进行记数并进位,分和秒之间60进制,时和分之间60进制;

(3)译码器：对脉冲记数进行译码输出到显示单元中；

(4)显示器：采用6片LED显示器把各位的数值显示出来，是秒表最终的输出，有时、分和秒位；

(5)控制器：控制电路是对秒表的工作状态(记时开始/暂停/继续/复位等)进行控制的单元，可由触发器和开关组成。

五、电子秒表原理仿真图

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图(1) 实现秒的计时功能的电路图

图(2) 实现分和秒的计时电路图

图(3) 实现时、分和秒的计时电路图

图中(1)至(3)所示电路中，秒计数器和分计数器各由一个十进制计数器(个位)和一个六进制计数器(十位)串接组成，形成两个六十进制的计数器，其中个位计数器接成十进制形式。十位计数器选择QB和QC做反馈端，经与非门输出至控制清零端CLR；接成六进制形式(计数至0110时清零)个位与十位计数器之间采用同步级联复位方式，将个位进位输出端RCO接至十位计数器的时钟信号输入端CLK，完成个位对十位计数器的进位控制。将十位计数器的反馈清零信号经非门输出，作为六十进制的进位输出脉冲信号，即当计数器计数至60时，反馈清零的低电平信号输入CLR端，同时经非门变成高电平，在同步级方式下，控制高位计数器计数。

分计数器需要一个二十四/十二进制转换的递增计数电路。个位和十位计数器均连接成十进制计数形式，采用同步级联复位方式。将个位计数器的进位输出端RCO接至十位计数器的时钟信号输入端CLK，完成个位对十位计数器的进位控制。

六、单元电路设计，参数计算和器件选择：

1.时钟发生单元

时钟发生器可以采用555定时器构成的多谐振荡器，555定时器是一种性能较好的时钟源，切构造简单，采用555定时器构成的多谐振荡器做为电子秒表的输入脉冲源。

图1-9 555_VIRTUAL引脚图

555定时器是一种功能强,使用灵活,应用广泛的集成电路,通常只要外接少量的外围元件就可以很方便的构成施密特触发器,单稳态触发器和多谐振荡器等多种电路,被广泛应用于电子控制,电子检测,仪器仪表,家用电器等方面.因输出要求为100HZ的，选择占空比为55%，可根据T=( )Cln2=0.01可选择的电阻进行连接可在输出端3获得频率为100HZ的矩形波信号，即T=0.01S的时钟源，当基本RS触发器Q＝1时，门5开启，此时100HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP2。

2.记数单元

记数器74HC160N等都能实现十进制记数，本设计采用六十进制加法计数器74HC160N构成电子秒表的计数单元，555定时器构成的多谐振荡器作为计数器的时钟输入。计数器及计数器接成8421码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.01～0.09秒；0.1～0.9秒计时，四个计数器也接成8421码十进制形式，计数器和计数器接成60进制的形式，实现秒对分的进位。

图1-10 记数器74HC160