數(shù)字秒表課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　　( 說明書 )</b></p><p><b>　　數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　班級 / 學(xué)號 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 &

2、lt;/p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p><b>　　概述</b></p><p>　　數(shù)字式秒表是一種常用的計(jì)時(shí)工具，以其價(jià)格低廉、走時(shí)準(zhǔn)確、使用方便、功能多而廣泛用于體育比賽中，本文介紹了如何利用中小規(guī)模集成電路和半導(dǎo)體器件進(jìn)行數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中數(shù)字秒表的最大計(jì)時(shí)是00.00——99

3、.99s，也就是說分辨率是0.01秒，最后計(jì)數(shù)結(jié)果用數(shù)碼管顯示，需要實(shí)現(xiàn)清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停計(jì)時(shí)、繼續(xù)計(jì)時(shí)等功能。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中由四片74LS161構(gòu)成計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)秒表的計(jì)數(shù)功能。由于需要比較穩(wěn)定的信號，用555定時(shí)器與電阻和電容組成的多諧振蕩器產(chǎn)生0.01HZ的信號，用四個(gè)數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)，最后在電路中加入了兩個(gè)控制開關(guān)一個(gè)控制電路的啟動(dòng)和暫停；另一個(gè)控制電路的清零。</p>&

4、lt;p><b>　　工作原理</b></p><p>　　要實(shí)現(xiàn)數(shù)字秒表的控制，則要求數(shù)字信號控制系統(tǒng)由555脈沖時(shí)鐘輸出信號，且計(jì)數(shù)器具有開關(guān)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停計(jì)時(shí)、繼續(xù)計(jì)時(shí)、實(shí)現(xiàn)清零等功能，而且需要數(shù)碼管能夠顯示出數(shù)字。</p><p>　　圖 1 數(shù)字秒表電路的原理框圖</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)</b

5、></p><p>　　1.555多諧振蕩器脈沖時(shí)鐘信號電路</p><p>　　圖3 脈沖時(shí)鐘信號電路圖</p><p>　　當(dāng)555定時(shí)器接成多諧振蕩器時(shí)可以知道電路的振蕩周期為T=（R1+R2)Cln2,振蕩頻率為f=1/T=1/(R1+R2)Cln2,通過改變R和C的參數(shù)即可以改變振蕩頻率，同時(shí)多諧振蕩器的占空比為q=T1/T=R1+R2/R1+2R

6、2，而且多諧振蕩器只有當(dāng)高電平內(nèi)部才是導(dǎo)通的，所以應(yīng)該使占空比q非常高，假定q=98%，根據(jù)計(jì)算R1=4.7kΩ，R2=4.7kΩ，C1=1μF，此時(shí)的T大約也為0.01s。</p><p><b>　　2.計(jì)數(shù)顯示電路</b></p><p>　　圖 5 計(jì)數(shù)顯示電路圖</p><p>　　74LS161集成芯片為集成4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)

7、器，具有異步置0、同步并行置數(shù)、計(jì)數(shù)及保持功能。它有同步置數(shù)控制端LOAD，異步清零控制端CLR，工作模式控制端ENP、ENT，時(shí)鐘輸入端CLK，進(jìn)位輸出端RCO，并行數(shù)據(jù)輸入端D～A，計(jì)數(shù)輸出端QD～QA。各控制端控制權(quán)的優(yōu)先級是CLR最高，LOAD其次，最低ENP、ENT。</p><p><b>　　性能的測試</b></p><p>　　1.脈沖時(shí)鐘電路的測試

8、</p><p>　　圖 10 脈沖時(shí)鐘波形測試電路圖</p><p>　　圖 11 脈沖時(shí)鐘波形測試顯示圖</p><p>　　由圖11可以看出脈沖時(shí)鐘的波形周期大約為0.01秒，這符合設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　2.電路整體性能測試</p><p>　　圖 13 秒計(jì)數(shù)顯示測試圖</p>

9、<p>　　圖 15 計(jì)數(shù)顯示暫停功能測試圖</p><p>　　由圖12和圖13可以看出秒計(jì)數(shù)顯示和分秒計(jì)數(shù)顯示是可以運(yùn)行的，而由圖14和圖15可以看出清零功能和暫停功能都是可以運(yùn)行的，這符合設(shè)計(jì)的要求。</p><p><b>　　五、結(jié)論</b></p><p>　　通過一周的設(shè)計(jì)，總算是有了一個(gè)結(jié)果。方案和結(jié)果都比較滿意，完

10、成了所有的設(shè)計(jì)要求：1.秒表最大計(jì)時(shí)值為59分59秒；2. 分和秒的數(shù)碼管顯示，分辨率為1秒；3.具有清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停及繼續(xù)計(jì)數(shù)等控制功能。在這次課題設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了電路的簡潔，使電路圖簡單易懂。但是，在這次設(shè)計(jì)過程中，也遇到不少的麻煩，經(jīng)過多次反復(fù)的檢查和排除，最終實(shí)現(xiàn)了所有功能。</p><p><b>　　六、性價(jià)比</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)數(shù)字秒表

11、所選擇的元件都是價(jià)格比較低廉的，如74LS161、74LS00、74LS08、555定時(shí)器的價(jià)格大約都是1~3元，數(shù)碼顯示管的價(jià)格也是3~5元，三端穩(wěn)壓器的價(jià)格也是不到1元。而數(shù)字秒表的應(yīng)用是非常多的，所以能用大約不超過50元就能設(shè)計(jì)出一個(gè)數(shù)字秒表是性價(jià)比較高的。</p><p><b>　　七、課設(shè)體會</b></p><p>　　我們大二下學(xué)期學(xué)習(xí)了模電，大三上學(xué)

12、期學(xué)習(xí)了數(shù)電這兩門專業(yè)課，這是我們第一次做課程設(shè)計(jì)，所以不免會感到一些吃力，動(dòng)手實(shí)踐和創(chuàng)新能力對于我們理工課院校的學(xué)生而言顯得相當(dāng)重要，通過這次的課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)了自己還存在諸多方面的不足。在仿真過程中出現(xiàn)了不好清零的情況，也一直找不到癥結(jié)所在，就找到指導(dǎo)老師尋求幫助，雖然我現(xiàn)在已經(jīng)找到了答案，但是我會繼續(xù)努力去學(xué)習(xí)，希望自己能獨(dú)立解決它。理論知識終究不是實(shí)踐能力，在實(shí)踐面前一系列的問題會突發(fā)出現(xiàn)，但是沒有扎實(shí)的理論知識，實(shí)踐能力又無從存

13、在，二者可謂缺一不可，所以在以后的學(xué)習(xí)工作中，學(xué)習(xí)和動(dòng)手要兩手抓，而且兩手都要硬，不能留下軟肋，讓問題鉆了空子。本次課程設(shè)計(jì)很有收獲，相信以后的類似這樣的課程設(shè)計(jì)我會做得更好！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1．沙占友、李學(xué)芝著 . 中外數(shù)字萬用表電路原理與維修技術(shù).[M]北京：人民郵電出版社，1993年</p>&l