数字电子技术课程设计(数字秒表)

（3）一个单独的555时基电路，可以提供近15分钟的较准确的定时时间；
（4）555时基电路具有一定的输出功率，最大输出电流达200mA，可直接驱动继电器、小电动机、指示灯及喇叭等负载。
因此，555时基电路可用作：脉冲发生器、方波发生器、单稳态多谐振荡器、双稳态多谐振荡器、自由振荡器、内振荡器、定时电路、延时电路、脉冲调制电路、仪器仪表的各种控制电路及民用电子产品、电子琴、电子玩具等。
无论是进口或国产的时基555集成电路，还是用何种材料封装，其内部电路原理和管脚的功能则是完全一致的。其各管脚功能如下：
①脚接电源地线，即电源的负极；
②脚为低电位触发端，简称低触发端；
③脚为输出端，可将继电器、小电动机及指示灯等负载的一端与它相连，另一端接地或电源的正极；
④脚为低电位复位端；
⑤脚为电压控制端，主要是用来调节比较器的触发电位；
输入
输出
Cr
LD
S1
S2
CP
A
B
C
D
QA
QB
QC
QD
L
X
X
X
X
X
X
X
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计
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X
X
X
X
X
X
保
持
H
H
X
L
X
X
X
X
X
保
持
3、74LS247
74LS247为BCD码输入的四线-七段译码器，数码管采用共阳数码管。
十进制数
或功能
输入
/
输出
字形
单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。它的一路输出Q作为单稳太触发器的输入，另一跟路输出Q作为与非门5的输入控制信号。按动按钮开关K2（接地），则门1输出 =1；门2输出Q=0，K2复位后Q、 状态保持不变。再按动按钮开关K1；则Q由0变为1，门5开启，为计数器启动作为准备。 由1变0，启动单稳态触发器工作。基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。
四、各单元电路的集成电路及使用说明
1、74LS00
74LS00功能为四2 输入与非门
其真值表及管脚图为：
Inputs输入
Ouput输出
A
B
Y
L
L
H
L
H
H
H
L
H
H
H
L
2、74LS160
74LS160 十进制同步计数器(异步清除)其真值表如下( H:高电平，L:低电平，-:上升沿，X:任意，d0 ~d3 :A~D稳态输入电平)
二、设计框图及整机概述
本电路是RS触发器，单稳态触发器，时针发生器及计时器，译码显示单元电路共同组合的应用。U1A，U1B构成基本RS触发器，其作用是启动和停止秒表工作，按动K2，U1A-3为高电平，U1B-6为低电平，计数停止。按动K1，计数清零并开始计数。
三、各单元电路的设计方案及原理说明
1、基本ＲＳ触发器
课程设计报告书
题目：数字秒表
系别：电子与信息工程分院
专业：电子信息与工程
作者：学号：
指导老师：
20 年 月
一、设计任务…………………………………………………………2
二、设计框原理及整机概述 ………………………………………2
三、各单元电路的设计方案及原理说明……………………………2
四、各单元电路的集成电路及使用说明……………………………3
O
O
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灯测试
L
×
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×
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8
4、NE555
时基集成电路555并不是一种通用型的集成电路，但它却可以组成上百种实用的电路，可谓变化无穷，故深受人们的欢迎。
555时基电路具有以下几个特点：
（1）555时基电路，是一种将模拟电路和数字电路巧妙结合在一起的电路；
（2）555时基电路可以采用4．5～15V的单独电源，也可以和其它的运算放大器和TTL电路共用电源；
五、设计、安装及调试中的体会……………………………………6
六、对本次课程设计的意见及建议…………………………………7
附录……………………………………………………………………8
数字秒表
一、设计任务书
1．两个按钮，用1、2表示，在数字秒表计数时，开始，暂停和清零做用。
2．数码管显示计时时间。
3．微调电位器对秒表进行调试。
4、计数及译码显示
十进制加法计数器74LS160构成电子秒表的计数单元，如图中单元IV所示。其中计数器①接成十进制形式，对频率为100HZ的时钟脉冲进行十分频，在输出端QD取得周期为0.1S的矩形波脉冲，作为计数器②的时钟输入。计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，其输出端与译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1~0.9秒；1~9.9秒计时。
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
0
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H
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×
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4
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×
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5
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×
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6
7
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×
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L
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7
8
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×
H
L
L
L
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L
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L
⑤脚为高电位触发端，简称高触发端；
⑦脚为放电端；
⑧脚接电源正极。
用555时基电路可组成各种形式的自激式多谐振荡器，其基本电路如图a所示。当电路刚接通电源时，由于C来不及充电，555电路的②脚处于零电平，导致其输出③脚为高电平。当电源通过RA、RB向C充电到Vc≥Vcc时，输出端③脚由高电路平变为低电平，电容C经RB和内部电路的放电开关管放电。当放电到Vc≤Vcc时，输出端又由低电平转变为高电平。此时电容再次充电，这种过程可周而复始地进行下去，形成自激振荡。图(b)给出了输出端及电容器C上电压的波形。
L
L
L
L
8
9
H
×
H
L
L
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H
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×
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11
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×
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×
H
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13
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×
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H
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×
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×
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消隐
×
×
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脉冲消隐
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单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。
3、时钟发生器
图中单元III为用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。
调节电位器RW，使在输出端3获得频率为100HZ的矩形波信号，当基本RS触发器Q=1时，门5开启，此时50HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP2。
2、单稳态触发器
图单元II为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图17-2为各点波形图。
单稳态触发器的输入触发脉冲信号V1由基本RS触发器 端提供，输出负脉冲V0通过非门加到计数器的清除端R。静态时，门4应处于截止状态，故电阻R必须小于门的关门电阻ROFF。定时元件RC取值不同，输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电路的RP和CP。