數(shù)字電路課程設計及仿真(秒表)

1、<p><b>　　《電子電路CAD》</b></p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p><b>　　學院: 電力學院</b></p><p>　　專業(yè): 電子科學與技術</p><p>　　學期： 2014-2015第一學期</p&

2、gt;<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計概述 …………………………………………………………………2</p><p>　　1.1課題說明………………………………………………………….2</p><p>　　1.2 設計內容………………………………………………………….2</p><p&g

3、t;　　1.3 設計要求………………………………………………………….2</p><p>　　1.4 總體設計思路………………………………………………………….…2</p><p>　　第二章 單元電路的設計……………………………………………………………3</p><p>　　2.1 分頻進位功能的實現(xiàn)………………………………………………….3</p>

4、;<p>　　2.2 分頻電路 …………………………………………………….4</p><p>　　2.3 計數(shù)電路…………………………………………………….4</p><p>　　2.4 計數(shù)清零功能的實現(xiàn)…………………………………………….4</p><p>　　2.5 開關驅動電路……………………………………………….5</p>&

5、lt;p>　　原理圖繪制 ………………………………………………………………6</p><p><b>　　仿真圖</b></p><p>　　總 結…………………………………………………………………………………10</p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………………………………10</p><

6、p>　　1. 實驗設計指標及要求：</p><p><b>　　1.1課題說明：</b></p><p>　　在體育比賽、時間準確測量等場合通常要求計時精度到1%秒（即10 ms）甚至更高的計時裝置，數(shù)字秒表是一種精確的計時儀表，可以擔當此任。本課題的設計任務設計一個以數(shù)字方式顯示的計時器，即數(shù)字秒表。</p><p><b>

7、　　1.2設計內容：</b></p><p>　　數(shù)字秒表需求分析，信號及屬性定義；</p><p>　　電路原理設計、分析、參數(shù)計算，畫出電路原理圖；</p><p>　　電路安裝與實驗測試。</p><p><b>　　1.3設計要求：</b></p><p>　　量程99.99

8、S，計時精度1%秒，計時結果動態(tài)顯示，十進制格式；</p><p>　　設置啟動、清除信號，清除信號使輸出結果，使電路復位到初始狀態(tài)；</p><p>　　設置暫停、停止信號，暫停、停止時均保持當前結果，直到清除信號有效時止；</p><p>　　1.4總體設計思路：</p><p>　　數(shù)字秒表由4個部分組成：精確的時鐘源、十進制計數(shù)器、譯

9、碼器、七段碼或液晶顯示電路。</p><p>　　時鐘源產(chǎn)生符合精度要求的基準時鐘，本設計中取10毫秒即可。十進制計數(shù)器需要4個，分別對應4個十進制位，輸出為BCD碼。若采用七段碼顯示器則譯碼器完成BCD到七段碼的譯碼，由4位顯示電路動態(tài)顯示結果。</p><p>　　綜上所述，數(shù)字秒表應具有以下結構（如圖1所示）：</p><p><b>　　四<

10、/b></p><p><b>　　無</b></p><p><b>　　圖 1</b></p><p><b>　　2.單元電路設計：</b></p><p>　　2.1分頻、進位功能的實現(xiàn)：</p><p>　　數(shù)字秒表由四部分組成：精確的時

11、鐘源，十進制計數(shù)器，譯碼器，七段碼顯示電路。</p><p>　　本實驗設計時鐘脈沖源采用電路板上的1000HZ脈沖，74ls90芯片具有2-5-10進制功能，</p><p>　　由5片74ls90芯片構成分頻、計數(shù)電路，第一片74ls90芯片將直接輸入的1000HZ脈沖源分成100HZ，后四片74ls90芯片再逐次進行10H、1HZ、0.1HZ的分頻工作，與此同時后4片74ls90芯片

12、組成十進制計數(shù)器與四個終端顯示由七段譯碼顯示器連接以顯示電路輸出結果。</p><p>　　74ls90功能表：</p><p>　　圖2 74ls90管腳圖 </p><p>　　表1 74ls90 BCD十進制計數(shù)時序</p><p>　　2.2 分頻電路如圖3：</p><p><b>　　

13、圖3</b></p><p><b>　　2.3 計數(shù)電路：</b></p><p>　　此電路需要4個十進制計數(shù)器，4個計數(shù)器由低位到高位連接起來，每一級的輸入脈沖是前一級的十分之一，輸出則需要正確連接七段碼顯示電路，其電路如圖4。 </p><p>　　圖 4（注：12，9，8，11腳分別接數(shù)碼管）</p>&l

14、t;p>　　2.4 計數(shù)、清零功能的實現(xiàn)：</p><p>　　將CKB與Q0相連，時鐘脈沖從CKA輸入，構成8421BCD碼十進制計數(shù)器。74ls90有兩個清零端R0(1)、R0(2)和兩個置九端R9(1)、R9(2)。在此電路中僅使用其清零功能見表2：</p><p><b>　　表 2</b></p><p>　　當R0(1) R

15、0(2)都接高電平時，實現(xiàn)清零功能。當R0(1) R0(2)都接低電平時，實現(xiàn)計數(shù)功能。故將4個十進制計數(shù)器的R0(1) R0(2)相連，由開關S2控制，實現(xiàn)計數(shù)和清零功能。</p><p>　　2.5 開關驅動電路如圖5：</p><p><b>　　圖 5</b></p><p>　　當S1打開時，脈沖不可以通過與門，計數(shù)電路就會停止，

16、實現(xiàn)暫停功能，當S1閉合時，恢復計數(shù)；當S1閉合，S2斷開時，R0(1) R0(2)都接低電平，實現(xiàn)計數(shù)功能。當S1閉合，S2閉合時，R0(1) R0(2)都接高電平，實現(xiàn)清零功能。將S1和S2想與是為了實現(xiàn)當電路處于暫停狀態(tài)時不能使用清零功能。</p><p>　　2.6 總體電路設計：</p><p>　　把三部分電路連接起來就得到了整個秒表的電路圖（如圖6）。</p>

17、<p><b>　　圖 6</b></p><p>　　首先S1為斷開狀態(tài)，S2也為斷開狀態(tài)，秒表顯示為四個0，即清零狀態(tài)；這時如果突然將S1閉合，則秒表開始工作，如果再將S1斷開的話，秒表就會清零；要想將秒表暫停，先把S1閉合，再將S2閉合即可。</p><p><b>　　系統(tǒng)仿真如下：</b></p><

18、p>　　開關1、2均閉合清零，開關2打開開始計時：</p><p>　　開關1、2均打開時清零，此時閉合1繼續(xù)計時：</p><p>　　開關1、2均閉合暫停，開關2打開開始計時</p><p><b>　　3 參考文獻:</b></p><p>　?。?）作者：合肥工業(yè)大學數(shù)字電路課程組編 《實驗與課程設計實訓》

19、</p><p>　　（2）作者：西安電子科技大學出版社《數(shù)字電子技術基礎》 </p><p>　　4實驗總結和心得體會：</p><p>　　通過本次課程設計，把我們在課堂上學到的數(shù)字電路知識運用到實際當中。如各種常見芯片的功能，各種組合邏輯電路和時序邏輯電路的設計，在此次設計中，當然會遇到許多問題，畢竟這是第一次做一個很實際的硬件的器件。</p>

20、<p>　　在進行一個綜合性的硬件設計時，要全面考慮問題，如想用其他信號來控制一個信號，就要考慮到和這個信號直接或間接關系的信號，必須是最重要相關的信號，然后用真值表來解決他們的關系，通過門電路來實現(xiàn)。當我們拿到一個課題時，一定要先仔細分析要求，然后做出總體設計方案，再進一步細化各單元電路，最后將整個電路組合在一起，畫出最終的邏輯電路圖。下來就是在實際動手連接電路時的問題，由于種種客觀方面的原因，導致我們連電路的時候要非常的仔

21、細，盡量一次成功，畢竟連好再回來查已經(jīng)是非常的麻煩了，那花的就是大功夫了。</p><p>　　最后，在通過這幾天的設計實習，讓我真正理解了書本上知識，也讓我知道我們課本上的知識在實際中怎么應用，理論聯(lián)系實踐，相互關系。通過此次設計，我對理論知識的學習有了很大的興趣，現(xiàn)在我可以主動的去學習，我明白自己該學習那個方面，重點是什么？我也掌握的了在理論中遇到問題，應該怎樣去解決，在實際中遇到迷團應該怎樣去檢查調試。&l