数字秒表的设计与制作

数字秒表的设计与制作 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

电子技术综合课程

设计

课程：电子技术综合课程设计

题目：数字式秒表

所属院(系) 电气工程专业班级

姓名学号：

指导老师

完成地点

2011年 07 月 5 日

任务书

数字式秒表

一、任务和要求：

设计并制作一个数字式秒表，要求如下：

1、用三位数码管及一个LED发光二极管显示秒表计时，格式如下：

开机时数码管显示000，LED灯灭；当计时超过59秒时，LED灯亮；计到1分59秒时，过一秒，LED灯灭，同时数码管重新计时显示。计时最小单位为秒。

2、具有如下功能键：

开始/清零键：按第一下时计时开始，同时显示；按第二下，停止计时，恢复到初始状态；

固定显示键：按第一下时，显示固定，但计时仍继续；再按下时，显示从新时间开始。

3、要求自制秒信号源。

4、设计并制作本电路所用直流电源。

二、提示和参考文献

直流稳压电源见参考资料P23

《数字电子技术实验任务书》实验六

目录

一前言 (3)

二方案论证与对比选择 (4)

总体框图 (5)

方案一 (5)

方案二 (6)

三单元电路与总体电路设计 (6)

+5v电源设计 (7)

秒信号源设计 (8)

加法计数器电路设计 (9)

译码锁存电路设计 (10)

显示电路设计 (11)

手动复位开关设计 (12)

四软件仿真 (12)

Proteus软件的介绍 (12)

电源仿真 (13)

秒的信号源的仿真 (13)

总体电路图 (14)

五实验的装调和数据分析 (15)

电源的装调 (15)

整体电路的装调 (15)

数据分析 (16)

六总结与体会 (16)

七附录： (17)

整体电路图 (17)

集成电路芯片管脚图及其功能 (18)

元器件清单 (21)

参考文献 (22)

一前言

电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程，目的在于提高和增强学生对电子技术知识的综合分析与应用能力。它包括选择课程、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。通过课程设计实现以下三个目标:第一，让学生初步掌握电子线路的试验、设计方法，即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标；第二，课程设计为后续的毕业设计打好基础。

毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际运用，从已学过的定性分析、定量计算的方法，逐步掌握工程设计的步骤和方法，了解科学实验的程序和实施方法。第三，培养学生勤于思考的习惯，同时通过设计并制作电子产类品，增强学生这方面的自信心及兴趣。

本课程设计介绍的是数字逻辑电路中以计数器集成电路为基础的数字式秒表，以电路的基本理论为基础，着重介绍电路的设计装调及性能参数的调试方法。本课程设计应达到如下基本要求：

（1）综合运用电子技术课程中所学的理论知识独立完成一个数字式秒表的设计。

（2）通过查阅手册和参考文献资料，培养分析和解决实际问题的能力。

（3）熟悉常用电子元器件的型号和特性，并掌握合理选用的原则。

（4）能熟练掌握一种当前流行的EDA软件（电子电路设计分析自动化软件），例如：protues软件。

（5）掌握电子电路的安装和调试技能。

（6）熟悉各类数字电子仪器的使用方法。

（7）学会撰写课程设计论文。

（8）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度，培养团结合作的精神。

在数字式秒表电路的课程设计中，不仅得到了指导老师的关心和鼓励，而且得到了许多同学的无私帮助，在此表示衷心的感谢。同时，因设计者水平有限，设计论文中错误在所难免，恳请不吝指教。

二方案论证与对比选择

这次我们组设计的数字秒表实际上是一个计数及其一些简单的控制电路，对10HZ 频率的信号进行计数、锁存、清零及其显示。对10H Z时间信号必须做到准确稳定，通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。但是在要求不高的情况下也可用555定时器构成的信号源。再对该信号进行分频使之成为有用信号及10Hz信号，再用计数器对其进行计数，用译码显示电路进行显示，即可完成。

该系统是否能满足最终要求最重要的是信号源产生的信号是否稳定，所以方案有以下两种：

图1 数字式秒表组成框图

方案一

方案二

方案一与方案二的区别在于方案一的进位输出信号先通过74LS48进行译码，译码输出信号再经过74LS373锁存后送达数码管，而方案二则是将进位信号先通过

74LS373锁存器，再进行译码最后送到数码管显示。

单从设计角度来看，两者并无多大区别，但由于74LS373锁存器是8输入、8输出的，因此按照方案一的做法，就需要使用三只锁存器，而且有两只都只用了7个输入、输出端，不但线路连接复杂，而且所需芯片较多；第二种方案则不同，进位输出信号先经锁存时，一只74LS160只需要使用74LS373的4个输入、输出端，因此只需两只锁存器就可以完成这一功能，而且连线较方案一简单明了，因而选用方案二。

由于实验室没有CD4511，因此我们采用第二方案