数电课程设计--数字秒表

2 设计方案及系统框图

2.1 设计方案

数字秒表首先需要一个数字显示，按设计要求，需用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为9.9秒，则需要一个8段数码管作为秒位和一个7段数码管作为分秒位。要求计数分辨率为0.1秒，那么我们需要频率的信号发生器。选择信号发生器时，有两种方案：一种方案是用晶体振荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。秒表核心部位是计数器，可以使用两个74LS390计数器构成，这种方式简单，使用的元器件也最少，计数脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器，产生10HZ脉冲，在译码器方面，我们可以选择74LS48译码器，为了减小设计误差，还需要设计在开关端设计消抖电路、微分电路、整形电路。此外，还需要设置上电复位电路。

2.2 系统框图

上电复位 电路1 消抖 电路 控三制状电态路微分 显示器 显示器 上电复位 电路2 整形译码器 译码器 计数器 计数器 0.1秒 脉冲发生器 与门

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3 单元电路的设计

3.1 消抖电路

图一 消抖电路

消抖原理：具有锁存功能所致，有两个集成与非门元件构成，接在机械开关K后面，防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路。

3.2 上电复位电路

图二 上电复位电路

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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。

3.3 微分电路

图三 微分电路

由0.01u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。

3.4 0.1秒脉冲电路

图四 0.1秒脉冲电路

T=0.1s，f=10Hz=1/0.695（R1+2R2）C

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为产生10Hz频率脉冲，经过计算，电容C=2.2u，电阻R1=430欧，R2=27.4千欧，端口OUT为0.1s脉冲发生器的输出端口。

3.5 计数器电路

图五 计数器电路

74LS390芯片功能：74LS390芯片内有两组计数器，共4个计数器，他们可以单独计数，清零信号是共用的，异步清零高电平有效，A、B为时钟脉冲信号输入端，QDQCQBQA为输出端。QD、QC、QB、QA输出见计数器工作波形

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