单片机电子秒表课程设计报告书

工业大学华立学院

课程设计

课程名称电子技术综合设计与实践题目名称数字电子秒表设计学生学部（系）机械电气学部

专业班级

学号

学生

指导教师

2011年12 月26 日

摘要：

采用现代数字电路设计方法和EDA技术，即自顶向下的设计方法，应用protues开发平台进行设计并仿真验证和硬件测试。从总体设计框图开始，将设计任务逐步分解，直到可以用标准的集成电路部件实现，然后将各部件联结成系统，通过protues集成开发平台进行设计的分析综合和时序仿真验证。最后，在分析时序仿真结果的基础上，对设计进行进一步的修改和完善，已达到对设计电路正确运行且学会运用protues电路设计与仿真的目的。

关键词：

555定时器；LED；暂停计时

目录

1 设计方案的选择 (1)

2 总体框架设计 (2)

3 分步电路设计 (3)

3.1控制电路的设计 (3)

3.1.1时钟发生单元 (3)

3.1.2计数器 (3)

3.2数码管显示电路 (4)

4调试中的问题 (4)

5硬件设计 (4)

6元器件的选择 (5)

7参考文献 (5)

8心得体会 (6)

1 设计方案的选择

如图1-1所示，要实现数字秒表的控制，则要求数字信号控制系统由NE555脉冲输出、计数器、译码器、数码管等几个部分构成。

图1-1 数字秒表框图

2 总体框架设计

电路总原理图如图2-1所示。图2-1中1单元NE555定时器构成了多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。图2-1中2单元为

①74LS161构成计数器

②74LS247构成译码器

③7段数码管显示数字。

图2-1电路总原理图

3 分步电路设计 3.1 控制电路的设计 3.1.1时钟发生单元

时钟发生器可以采用555定时器构成的多谐振荡器，

555定时器是一种性能较好的时钟源，且构造简单。采用555定时器构成的多谐振荡器作为电子秒表的输入脉冲源。如图3-1所示。

图3-1 555引脚连线图

3.1.2计数器

74LS161集成芯片为集成4位二进制同步加法计数器，具有异步置0、同步并行置数、计数及保持功能。它有同步置数控制端LD ，异步清零控制端CR ，工作模式控制端CTT 、CTP ，时钟输入端CP ，进位输出端CO ，并行数据输入端D0～D3，计数输出端QO ～Q3。各控制端控制权的优先级是CR 最高，LD 其次，最低CTT 、CTP 。74LS161的管脚图如图3-2所示。

图3-2 74LS161管脚图

R

4

DC

7

Q 3G N D

1

V C C

8

TR 2

TH

6

CV

5

U10

NE555

C1

10uF

R1

1k

C2

4.7uF

R2

2.4k

A 7QA 13

B 1QB 12

C 2QC 11

D 6QD 10BI/RBO

4QE 9RBI 5QF 15LT

3

QG 14

U14

74LS2471

2

3

U16:A

74LS00

3.2 数码管显示电路

数码管显示电路如图3-3所示。

图3-3 数码管显示电路

4调试中的问题

（1）时钟发生器的测试

用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节R1，使输出波形频率为50-60Hz，若无波形输出，检查555定时器。

（2）计数、译码、显示单元的测试

测量计数器功能和分频器功能，看输出频率是否为10倍关系，各段测量显示管的功能是否正常。

（3）电子秒表准确度的测试

利用电子钟或手表的计时对电子秒表进行校准，若时间不准，调节R1。5硬件设计

根据在PROTUES软件的成功访真，数字电子秒表的各个功能已经实现，为了使我们的结论得到进一步论证，我们进行了硬件搭接实验，在这次实验中我们更熟悉掌握了电路连接，也使我们学到了在连线过程中应注意些什么，为我们下一步的焊接打下了良好的基础。

在此实验过程中也遇到大大小小的问题：1）由于电路图比较复杂，线路烦

多，有一片子电源忘接；2）有的连接线路接口过松不小心被撞开。正是由于一些粗心的问题而使实验未能一次性成功，但在组员们的认真检查下把所有的问题找出来了，使实验成功完成。

我们详细记下了在实验过程中遇到的问题以此提醒自己以后不要在犯同样的错误。

6元器件的选择

元器件的选择见表6-1清单。

表6-1 元器件清单

7参考文献

[1]淑英. 数字电子技术及应用. ：机械工业，2007.

[2]陆应华. 电子系统设计教程. ；国防工业，2005.

[3]邱寄帆唐程山. 数字电子技术实验与综合实训. ；人民邮电出版发

行，2005.

[4]福安. 电子电路设计与实践. ；科学技术，2005.

[5]付家才. 电子实验与实践. ；高等教育，2004.

8心得体会