數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)及仿真(秒表)

1、<p><b>　　《電子電路CAD》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　學(xué)院: 電力學(xué)院</b></p><p>　　專業(yè): 電子科學(xué)與技術(shù)</p><p>　　學(xué)期： 2014-2015第一學(xué)期</p&

2、gt;<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)概述 …………………………………………………………………2</p><p>　　1.1課題說(shuō)明………………………………………………………….2</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容………………………………………………………….2</p><p&g

3、t;　　1.3 設(shè)計(jì)要求………………………………………………………….2</p><p>　　1.4 總體設(shè)計(jì)思路………………………………………………………….…2</p><p>　　第二章 單元電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………3</p><p>　　2.1 分頻進(jìn)位功能的實(shí)現(xiàn)………………………………………………….3</p>

4、;<p>　　2.2 分頻電路 …………………………………………………….4</p><p>　　2.3 計(jì)數(shù)電路…………………………………………………….4</p><p>　　2.4 計(jì)數(shù)清零功能的實(shí)現(xiàn)…………………………………………….4</p><p>　　2.5 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路……………………………………………….5</p>&

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

6、p>　　1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)及要求：</p><p><b>　　1.1課題說(shuō)明：</b></p><p>　　在體育比賽、時(shí)間準(zhǔn)確測(cè)量等場(chǎng)合通常要求計(jì)時(shí)精度到1%秒（即10 ms）甚至更高的計(jì)時(shí)裝置，數(shù)字秒表是一種精確的計(jì)時(shí)儀表，可以擔(dān)當(dāng)此任。本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)以數(shù)字方式顯示的計(jì)時(shí)器，即數(shù)字秒表。</p><p><b>

7、　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　數(shù)字秒表需求分析，信號(hào)及屬性定義；</p><p>　　電路原理設(shè)計(jì)、分析、參數(shù)計(jì)算，畫(huà)出電路原理圖；</p><p>　　電路安裝與實(shí)驗(yàn)測(cè)試。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　量程99.99

8、S，計(jì)時(shí)精度1%秒，計(jì)時(shí)結(jié)果動(dòng)態(tài)顯示，十進(jìn)制格式；</p><p>　　設(shè)置啟動(dòng)、清除信號(hào)，清除信號(hào)使輸出結(jié)果，使電路復(fù)位到初始狀態(tài)；</p><p>　　設(shè)置暫停、停止信號(hào)，暫停、停止時(shí)均保持當(dāng)前結(jié)果，直到清除信號(hào)有效時(shí)止；</p><p>　　1.4總體設(shè)計(jì)思路：</p><p>　　數(shù)字秒表由4個(gè)部分組成：精確的時(shí)鐘源、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯

9、碼器、七段碼或液晶顯示電路。</p><p>　　時(shí)鐘源產(chǎn)生符合精度要求的基準(zhǔn)時(shí)鐘，本設(shè)計(jì)中取10毫秒即可。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器需要4個(gè)，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)十進(jìn)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(dòng)態(tài)顯示結(jié)果。</p><p>　　綜上所述，數(shù)字秒表應(yīng)具有以下結(jié)構(gòu)（如圖1所示）：</p><p><b>　　四<

10、/b></p><p><b>　　無(wú)</b></p><p><b>　　圖 1</b></p><p><b>　　2.單元電路設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　2.1分頻、進(jìn)位功能的實(shí)現(xiàn)：</p><p>　　數(shù)字秒表由四部分組成：精確的時(shí)

11、鐘源，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，譯碼器，七段碼顯示電路。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)鐘脈沖源采用電路板上的1000HZ脈沖，74ls90芯片具有2-5-10進(jìn)制功能，</p><p>　　由5片74ls90芯片構(gòu)成分頻、計(jì)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(jìn)行10H、1HZ、0.1HZ的分頻工作，與此同時(shí)后4片74ls90芯片

12、組成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器與四個(gè)終端顯示由七段譯碼顯示器連接以顯示電路輸出結(jié)果。</p><p>　　74ls90功能表：</p><p>　　圖2 74ls90管腳圖 </p><p>　　表1 74ls90 BCD十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)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(jì)數(shù)電路：</b></p><p>　　此電路需要4個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，4個(gè)計(jì)數(shù)器由低位到高位連接起來(lái)，每一級(jí)的輸入脈沖是前一級(jí)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(jì)數(shù)、清零功能的實(shí)現(xiàn)：</p><p>　　將CKB與Q0相連，時(shí)鐘脈沖從CKA輸入，構(gòu)成8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74ls90有兩個(gè)清零端R0(1)、R0(2)和兩個(gè)置九端R9(1)、R9(2)。在此電路中僅使用其清零功能見(jiàn)表2：</p><p><b>　　表 2</b></p><p>　　當(dāng)R0(1) R

15、0(2)都接高電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)清零功能。當(dāng)R0(1) R0(2)都接低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。故將4個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的R0(1) R0(2)相連，由開(kāi)關(guān)S2控制，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和清零功能。</p><p>　　2.5 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路如圖5：</p><p><b>　　圖 5</b></p><p>　　當(dāng)S1打開(kāi)時(shí)，脈沖不可以通過(guò)與門，計(jì)數(shù)電路就會(huì)停止，

16、實(shí)現(xiàn)暫停功能，當(dāng)S1閉合時(shí)，恢復(fù)計(jì)數(shù)；當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，R0(1) R0(2)都接低電平，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。當(dāng)S1閉合，S2閉合時(shí)，R0(1) R0(2)都接高電平，實(shí)現(xiàn)清零功能。將S1和S2想與是為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)電路處于暫停狀態(tài)時(shí)不能使用清零功能。</p><p>　　2.6 總體電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　把三部分電路連接起來(lái)就得到了整個(gè)秒表的電路圖（如圖6）。</p>

17、<p><b>　　圖 6</b></p><p>　　首先S1為斷開(kāi)狀態(tài)，S2也為斷開(kāi)狀態(tài)，秒表顯示為四個(gè)0，即清零狀態(tài)；這時(shí)如果突然將S1閉合，則秒表開(kāi)始工作，如果再將S1斷開(kāi)的話，秒表就會(huì)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(kāi)關(guān)1、2均閉合清零，開(kāi)關(guān)2打開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí)：</p><p>　　開(kāi)關(guān)1、2均打開(kāi)時(shí)清零，此時(shí)閉合1繼續(xù)計(jì)時(shí)：</p><p>　　開(kāi)關(guān)1、2均閉合暫停，開(kāi)關(guān)2打開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí)</p><p><b>　　3 參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　（1）作者：合肥工業(yè)大學(xué)數(shù)字電路課程組編 《實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》

19、</p><p>　　（2）作者：西安電子科技大學(xué)出版社《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 </p><p>　　4實(shí)驗(yàn)總結(jié)和心得體會(huì)：</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，把我們?cè)谡n堂上學(xué)到的數(shù)字電路知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中。如各種常見(jiàn)芯片的功能，各種組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)，在此次設(shè)計(jì)中，當(dāng)然會(huì)遇到許多問(wèn)題，畢竟這是第一次做一個(gè)很實(shí)際的硬件的器件。</p>

20、<p>　　在進(jìn)行一個(gè)綜合性的硬件設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮問(wèn)題，如想用其他信號(hào)來(lái)控制一個(gè)信號(hào)，就要考慮到和這個(gè)信號(hào)直接或間接關(guān)系的信號(hào)，必須是最重要相關(guān)的信號(hào)，然后用真值表來(lái)解決他們的關(guān)系，通過(guò)門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)我們拿到一個(gè)課題時(shí)，一定要先仔細(xì)分析要求，然后做出總體設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)一步細(xì)化各單元電路，最后將整個(gè)電路組合在一起，畫(huà)出最終的邏輯電路圖。下來(lái)就是在實(shí)際動(dòng)手連接電路時(shí)的問(wèn)題，由于種種客觀方面的原因，導(dǎo)致我們連電路的時(shí)候要非常的仔

21、細(xì)，盡量一次成功，畢竟連好再回來(lái)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(guò)這幾天的設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，讓我真正理解了書(shū)本上知識(shí)，也讓我知道我們課本上的知識(shí)在實(shí)際中怎么應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)踐，相互關(guān)系。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)有了很大的興趣，現(xiàn)在我可以主動(dòng)的去學(xué)習(xí)，我明白自己該學(xué)習(xí)那個(gè)方面，重點(diǎn)是什么？我也掌握的了在理論中遇到問(wèn)題，應(yīng)該怎樣去解決，在實(shí)際中遇到迷團(tuán)應(yīng)該怎樣去檢查調(diào)試。&l