数字电路课程设计 - 图文

数字秒表电路设计

关键字：微动开关 整流电路 脉冲发生器 显示器

一．摘要：数字秒表是采用数字电路实现对分、秒，数字显示的计时装置。由于数字秒

表的精度高,所以数字秒表在很大程度上给人们生产生活带来了方便。我这次做的数字秒表是从0.1到9.9秒计时的秒表，具有计时、暂停、再次计时的功能。数字秒表电路的主要结构大概由信号发生器、整形电路、计数器、译码器及显示器等组成。

二．设计任务及指标、功能要求

1.设计任务及指标

首先选择要设计的课题，然后提出设计方案、进而进行方案论证，然后经老师认可再进行深一步的设计、计算并且选择合适的电路元件，利用D触发器、脉冲发生器及计数、译码、显示等电路设计数字秒表。然后利用EDA技术对所连接的电路进行仿真。仿真成功后可以到实验室使用面包板等器材进行安装调试，并且在实验过程中发现问题及解决问题。

2. 功能要求

利用实验电路最终实现秒表的上位清零、计时、停止、复位的功能。

三．系统设计方案论证及系统组成单元框图

1.系统设计方案论证

根据要求要使计数分辨率为0. 1秒，所以需要选择相应频率的信号发生器。信号发生器我采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。我觉得这种连接方式简单，而且使用元器件数量少。CP脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器，设定的是产生10赫兹的脉冲。在选择计数器时，我选择了由

174LS390构成一位8421码十进制输出电路。在选2择译码器的时候，也是有很多种选择，74LS46，74LS47，74LS48等4-7线译码器，我最后选择了74LS48。（由于仿真实验中不能实现功能，于是将这部分去掉了，而在计数器后加了显示管）由于实验中存在误差，为了减小误差，在电路中加入了一些辅助电路。在开关端设计了消抖电路、微分电路以及整形电路。为了在计数前清零复位，还设计了上复位电路。最后秒表的功能是显示数字是人们了解时间，顾名思义要加入显示设备，选择的是共阳极七段LED显示器。根据设计要求，量程是从0.1-9.9s的，所以需要两个数码管。（仿真试验中使用使用了集成译码器的显示管）

2.画出系统组成单元框图

四 单元电路设计、参数计算和元器件选择说明

1.消抖电路

其接在机械开关K的后面，其目的是防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路，说白了就是起到一个选择的作用。电源下连接的两个电阻为5千欧。

2.三态控制电路

图 三态电路

三态电路我认为在整个电路里是非常重要的一部分。因为设计要求的计数、停止、复位的功能都是三态来作用的，随着开关的开启、闭合，三态表现出不同的状态，使后面的与门在工作与停止状态之间转换。它由两个的状态相同。

174LS74集成上升沿D触发器元件构成的。D和Q23.上电复位电路

由2.2μ 电容和47K电阻构成上电复位电路1，2。利用电容冲放电的性质可产生脉冲，作为清零复位用。复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。

4.微分电路

由0.01μ 电容和1.5K电阻构成。从电容端加入的信号，经过电容、电阻，在电阻端输出的信号波形相当于进行了一次微分。

5.整形电路

它由

174LS08集成与门元件构成。在此信号由一端输入与门，起整形的作用。 46.脉冲发生器（实际上是个多谐振荡器）

我在实验中使用的是555定时器调节电阻或电容的数值，可改变脉冲发生器的输出频率，f=10Hz，即T=0.1s。充电回路的两个电阻和一个电容输入低电平，输出高电平，当电荣充电达到2/3Vcc时电路状态翻转，电容放电。当电容放电达到1/3Vcc时，电路再次翻转。

7脚为放电端，电容器之所以能放电就是由于它的作用。

7.计数器电路