數(shù)字電路課程設計--數(shù)字秒表

1、<p><b>　　數(shù)字電路課程設計</b></p><p><b>　　——數(shù)字秒表</b></p><p>　　按照數(shù)字電路課程設計的要求，我們試驗小組于1月4日開始著手，經(jīng)過5小時的設計、連接與調(diào)試，最終調(diào)試成功，又經(jīng)過幾次的線路優(yōu)化和改進，達到了令人滿意的效果。</p><p>　　本次電子線路課程設計，

2、將設計并制作出一個簡單的電子秒表，來加深對各種電子器件功能的理解．</p><p><b>　　功能簡介:</b></p><p>　　此秒表的計時精確度為0.01秒，記時范圍為00:00~59:99秒.在此基礎上，我們又在電路中加了一個與秒記時位同步的二極管，其可以隨著秒記時位的變動來閃爍．各種控制功能如下，</p><p>　　啟動：此功能

3、來控制計時的開始，并且在計時暫停狀態(tài)時可用來繼續(xù)在先前計時的基礎上進行累計計時．</p><p>　　暫停：此功能可在計時結(jié)束時來控制計時停止．</p><p>　　清零：此功能用來把秒表的計時置為零，為下次計時做好準備．</p><p><b>　　按鍵分配及其功能:</b></p><p>　　此電路共使用按鈕開關(guān)和

4、接觸開關(guān)各一個：按鈕開關(guān)用來控制啟動／暫停功能，當按一下開關(guān)時電路啟動，開始計時．再次按開關(guān)時停止計時，此時顯示器顯示所計時間．若在暫停狀態(tài)再次按此開關(guān)，電路在先前計時的基礎之上繼續(xù)計數(shù)。</p><p><b>　　主要元器件：</b></p><p>　　元器件名稱： 數(shù)目：</p>

5、<p>　　74LS163四位二進制同步計數(shù)器 4</p><p>　　74LS00四2輸入與非門 4</p><p>　　CD4511七段譯碼器 4</p><p>　　LED七段顯示器 　 4 &

6、lt;/p><p>　　555器件 1</p><p>　　電阻 8</p><p>　　電容 1</p><

7、;p>　　發(fā)光二極管 1</p><p><b>　　工作原理:</b></p><p>　　對電路設計要求進行細致的分析便可知，此秒表總體可分為三個模塊：模6000計數(shù)器、100Hz脈沖信號發(fā)生器和對各種功能的控制線路．模6000計數(shù)器可以用同步計數(shù)器74LS163級聯(lián)而成，然后通過CD4

8、511七段譯碼器譯碼，最終由七段顯示器顯示計數(shù)結(jié)果；100Hz脈沖信號發(fā)生器可以由555定時器構(gòu)成多諧震蕩器來實現(xiàn)；控制線路可以通過計數(shù)器的各種功能腳來實現(xiàn)，也可以通過控制脈沖的通斷等方式來達到控制目的．</p><p><b>　　電路設計方案:　</b></p><p><b>　　模6000計數(shù)器：</b></p><p

9、>　　對于計數(shù)器，我們采用四片74LS163通過同步級聯(lián)（既都使用同一脈沖信號）的方式實現(xiàn)（其部分電路圖如下），低位(Ⅰ)通過QA和QB端來控制自身的清零，既當計數(shù)到９（其BCD碼為1001）時清零，在下個脈沖到來時進行清零．同時,其控制清零端取反之后還要控制其高位變?yōu)橛嫈?shù)狀態(tài),以向高位進位;對于高位(Ⅱ),也采用QA和QB端來進行控制清零，與低位不同的是控制端上要加上低位的清零控制信號，達到只有在本位為9和低位為9同時滿足的情況

10、下才清零；端口A和端口B預留做控制線路使用，端口C加脈沖信號，端口D實現(xiàn)向(Ⅱ)的高位輸出控制信號，端口E來連接另外兩個74LS163的LOAD’腳．由于另外兩個計數(shù)器可采用同樣的方式連接，且工作原理與此兩位計數(shù)器基本相同,故在此不再進行說明．</p><p>　?、?100Hz脈沖信號發(fā)生器：</p><p>　　脈沖信號發(fā)生器可由555定時器構(gòu)成多諧震蕩器來實現(xiàn)，其電路圖如右所示。圖中

11、的C端口接計數(shù)電路圖中的C端。通過查找相關(guān)材料可知，此電路產(chǎn)生脈沖信號的頻率為由于材料有限，我們使用了比較接近要求的電阻和電容，來大致實現(xiàn)秒表的計時功能。</p><p><b>　?、?控制線路：</b></p><p>　　控制線路的原理圖如下所示，圖中的A和B端口分別接計數(shù)電路圖中的A和B端口，當按鈕開關(guān)斷開時，計數(shù)器（Ⅰ）的ENT端為高電位，既計數(shù)器處于計數(shù)狀

12、態(tài)，秒表進行計數(shù)；當按鈕開關(guān)閉合時，ENT端為低電位，計數(shù)器停止計數(shù)，由于計數(shù)器（Ⅰ）停止計數(shù)，則后續(xù)計數(shù)器也停止計數(shù)，既秒表處于暫停狀態(tài)；若暫停時在斷開按鈕開關(guān)，可知秒表繼續(xù)記時。當接觸式開關(guān)接觸時，B端點為低電位，此時每個計數(shù)器的LOAD’端有效，由于每個計數(shù)器上的脈沖依然存在，所以計數(shù)被置為零，實現(xiàn)了清零的功能。</p><p><b>　　完整電路圖：</b></p>

13、<p>　　最終能實現(xiàn)所要求的電路圖如下，</p><p><b>　　設計感想:</b></p><p>　　在此次數(shù)字電路課程設計中，我們并不是一帆風順，起先以為在EWB上仿真通過就可以輕松的連線了 ，其實不然，連線和調(diào)試才是最重要的環(huán)節(jié)。在連線過程中不僅僅需要考慮每一個元器件的擺放位置而使的連線變的方便容易，同時還需要考慮其美觀性，而調(diào)試更是一項艱苦的

14、工作。我們在調(diào)試中就遇到了許多困難，例如當我們第一次接通電源后，發(fā)現(xiàn)最低位是1、2、3、4、5、6、7、8、9、0循環(huán)，但在0和1之間卻要間隔幾秒，經(jīng)過半個小時的調(diào)試也沒能發(fā)現(xiàn)原因，最后我們決定更換器件，就在這時，我們發(fā)現(xiàn)74LS00的八腳沒有接地，就這樣一個問題迎刃而解了;在對清零模塊的調(diào)試中,經(jīng)過反復的試驗和論證,最終我們選擇了采用置數(shù)的方式,這樣就大大的減少了電路的復雜性;在對暫停模塊的設計中,我們也有兩套方案,一種是切斷CP脈沖

15、，另一種是利用74163器件自身帶的保持功能,最后我們采用了后者,這樣可以使電路運行更穩(wěn)定?？傊?，我們堅定步伐，穩(wěn)扎穩(wěn)打，將困難逐個解決，最后達到令自己滿意的效果。</p><p>　　通過這次課程設計，我學到了很多東西，但也又很多地方值得我去思考。首先，應認識到自己在知識點的掌握方面上還存在不足，需要繼續(xù)學習，動手能力還比較弱，實踐中需要的技巧有待提高和完善；其次，我們在進行研究和探索問題的過程中，需要十足的耐

16、心和認真負責的工作態(tài)度。因為在對有些現(xiàn)象的探索過程中，常常漫長而又乏味，容易使人產(chǎn)生煩躁情緒，進而對工作產(chǎn)生不利影響，而且，再整個過程中，任何一個稍不留神的馬虎都可能產(chǎn)生意想不到的結(jié)果，培養(yǎng)認真負責的工作態(tài)度顯的尤為重要；再有則應是對我們團隊精神的要求，由于在整個過程中由你和自己的搭檔共同努力，所以彼此間配合的挈合好壞十分重要，過分的主觀主義和推卸工作的態(tài)度都是不可取的，而應多進行換位思考，作到與隊友相互關(guān)心，相互體諒，以最積極的方式投