电路CAD课程设计 三位数字显示器

太原理工大学现代科技学院电路CAD 课程设计

设计名称三位数字显示器

专业班级

学号

姓名

指导教师

太原理工大学现代科技学院 课程设计

太原理工大学现代科技学院

课程设计任务书

指导教师签名： 日期

专业班级

学生姓名 课程名称 电路CAD

设计名称 三位数字 显示器

设计周数

1.5周

指导教师

设计 任务 主要 设计 参数

设计任务：

1. 三位数字显示器

2. 实现九分五十九秒计时

设计参数：

脉冲频率:1.024kHz 的方波源

设计内容 设计要求

1．设计电路并绘制原理图；

2．对原理图进行规则检查并产生报告； 3．对原理图进行仿真； 4．生成网络表； 5．规划电路板； 6．设置布线规则； 7．绘制出PCB 板图； 8．写出设计报告

主要参考 资 料

[1]康华光，电子技术基础，北京，高等教育出版社，2003年 [2]何小艇，电子系统设计，杭州，浙江大学出版社，2001年6月

[3]徐志国，荀殿栋，数字电路设计实用手册，电子工业出版社，2003年4月 [4]陈大钦，电子技术基础实验，北京，高等教育出版社，2008年7月 [5]电子元件数据搜索引擎http ：/// [6]郑鹏思，林远长，董前程，等编著，Protel 99SE 入门与典型实例，北京，人民邮电出版社

[7]电路CAD 讲义．萧宝瑾．太原理工大学

学生提交 归档文件

见课程设计报告

三位数字显示器

摘要

随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。在秒表的设计上功能不断完善，在时间的设计上不断的精确，人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。电子秒表广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验，还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验，同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合，如测定短时间间隔的仪表。秒表有机械秒表和电子秒表两类。机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒，广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面。目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、电视、雷达、通信等各个领域。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电路课题设计的进行使我们有了这个非常好的机会。本设计就是利用所学到的电子元器件将脉冲源用数码管显示出来以制成简易的数字秒表。

关键词数字秒表计时

目录

1 设计任务与要求 (4)

1.1设计的目的及思想 (4)

1.2设计任务及主要技术要求 (4)

2 方案的论证及讨论 (4)

2.1 设计原理 (4)

3单元模块设计 (6)

3.2.1控制模块 (6)

3.2.2 分频模块 (7)

3.2.3计数器模块 (8)

3.2.4 译码器模块 (9)

3.2.5数码显示模块 (10)

3.2.6电路的特点及改进 (11)

3.2.7实验结果 (12)

4 原理图及元器件清单 (16)

5 结论与心得 (16)

致谢 (17)

参考文献 (17)

专业班级 学号 姓名 成绩

一、设计任务与要求

1. 设计的目的及思想

通过本课程设计计算、安装调试、资料整理、撰写报告等环节，初步掌握电子设计方法以

及完成数字秒表的电路设计。

数字式秒表，首先需要一个数字显示。按设计要求，须用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为9分59秒，则需要两个7段数码管[1]作为秒位和两个7段数码管作为分位。在选择译码器的时候，有多种选择，如74LS46，74LS47，74LS48等4-7线译码器[2]，本设计采用74LS48。秒表核心部分——计数器，使用四个74LS290计数器构成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。要求计数分辨率为1秒，而提供的是一个频率为1.024kHz 的方波源，所以必须使用分频器将该波源分频，分频器采用两个74LS161和一个74LS290。为了减小设计的误差，还需要设计在开关端设计消抖电路。

2. 设计任务及主要技术要求

利用计数、译码、显示等单元电路设计简易数字秒表。 技术要求： 1.现提供一个频率为1.024kHz 的方波源，要求设计一个秒表。 2.秒表时间范围是0～59分59秒。 3.要求时间用数码管显示出来。

二、方案设计与论证 方案

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设计原理

设计原理

图1 简易数字秒表原理总框架图

控制模块

分频模块

计数模块

优化与改进 译码模块

显示模块

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三、单元电路设计与参数计算

1 控制模块

图2 消抖控制开关

控制模块由两个机械开关和一个基本RS 触发器组成，并且基本RS 触发器与电阻相连具有消抖作用[3]，接在机械开关的后面，防止开关在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路。Vcc=5V

(a) (b)

图3 基本RS 触发器

(a)逻辑符号 (b)功能表

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