數(shù)字式秒表的課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題 目 數(shù)字式秒表 </p><p>　　學(xué)院（部） 電控學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　12 月 14 日至 12 月 24 日 共 2 周</p><p>　　指導(dǎo)教師（簽字） 肖梅 </p><p&g

3、t;<b>　　前言</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)是進(jìn)一步的數(shù)電學(xué)習(xí)，是數(shù)電知識(shí)在實(shí)際生活當(dāng)中的主要應(yīng)用之一，我們本著學(xué)以致用的原則，對(duì)學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的深化理解，以達(dá)到最終掌握的目的。因此本課程設(shè)計(jì)通過對(duì)所學(xué)電路的比較分析，選擇最優(yōu)方案，通過這個(gè)應(yīng)用實(shí)例，我們?cè)谡莆沼嘘P(guān)知識(shí)的過程當(dāng)中，即可以提高學(xué)習(xí)興趣，又可以對(duì)數(shù)字集成電路器件的使用形成一個(gè)完整的概念。</p>

4、<p>　　本課設(shè)中的各項(xiàng)模塊，沒有不以仿真軟件的結(jié)果為實(shí)際支撐，這樣做的目的可以鍛煉我們的動(dòng)手能力。在本次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們通過上網(wǎng)查詢我們這個(gè)題目的有關(guān)資料之外，還通過在圖書館找尋相關(guān)書籍，以及我們數(shù)電課本和數(shù)電實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書等眾多途徑獲得相關(guān)資料。首先，秒表的分辨率為0.01秒，故要獲得頻率為100 HZ的基準(zhǔn)毫秒脈沖；其次，分、毫秒計(jì)數(shù)器為100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，還要通過譯碼器對(duì)計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行譯碼，

5、再通過七段數(shù)碼管進(jìn)行最后的時(shí)間顯示。最后，用一個(gè)控制鍵實(shí)現(xiàn)秒表的啟動(dòng)/暫停/繼續(xù)計(jì)數(shù)功能，用另一個(gè)控制健實(shí)現(xiàn)秒表的清零功能。分別實(shí)現(xiàn)以上模塊功能，即可設(shè)計(jì)出符合要求的數(shù)字秒表。</p><p>　　在秒表的設(shè)計(jì)過程中，楊莎莎，李勇霞，羅天美為一組，羅天美負(fù)責(zé)獲取基準(zhǔn)脈沖的電路的設(shè)計(jì)，楊莎莎負(fù)責(zé)控制電路選擇這個(gè)模塊功能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，李勇霞同學(xué)負(fù)責(zé)計(jì)數(shù)□譯碼□顯示單元的設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)的整體框圖和最后的總圖連接由我們?nèi)斯?/p>

6、同討論決定。最終，經(jīng)過我們?nèi)说墓餐Γ瑢?shí)現(xiàn)了要求的功能的邏輯設(shè)計(jì)，盡管，在最終的仿真階段還有一些問題未能解決。</p><p>　　在此過程當(dāng)中，因?yàn)槲覀冎R(shí)有限，不免會(huì)有錯(cuò)誤出現(xiàn)，還望老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………5</p>&

7、lt;p>　　第一章 系統(tǒng)概述…………………………………………6</p><p>　　1.1 數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)意義…………………………6 </p><p>　　1.2 數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)要求與分析…………………6</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)方案論證……………………………………6</p><p>　　1.4 總

8、體設(shè)計(jì)方案框圖及分析………………………6</p><p>　　第二章 單元電路的設(shè)計(jì)與分析…………………………7</p><p>　　2.1 基準(zhǔn)脈沖的獲取…………………………………7</p><p>　　2.2 控制電路的選擇…………………………………12</p><p>　　2.3 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示單元的設(shè)計(jì)…………………14&l

9、t;/p><p>　　第三章 整體電路圖………………………………………19</p><p>　　3.1 總體電路圖………………………………………19</p><p>　　第四章 體會(huì)與收獲………………………………………19</p><p>　　4.1 遇到的問題及解決方案…………………………19</p><p>　

10、　4.2 心得體會(huì)…………………………………………20</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………21</p><p>　　元器件明細(xì)表………………………………………………21</p><p>　　鳴謝…………………………………………………………21</p><p>　　附圖……………………………………………………

11、……22</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是一個(gè)數(shù)字秒表，而秒表與普通的鐘表不同，它的目的是對(duì)從某一時(shí)刻到另一時(shí)刻的時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)時(shí)。</p><p>　　在翻閱相關(guān)資料后，我們把秒表的設(shè)計(jì)分成了三大部分：基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分；控制部分和計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分。</p><p>

12、　　基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分由石英振蕩器和由計(jì)數(shù)器組成的分頻器構(gòu)成。在石英振蕩器中，石英晶體的固有頻率是1M Hz，即振蕩器的輸出為1M Hz的矩形脈沖。而分頻器將1M Hz分頻為100 Hz的基準(zhǔn)脈沖。</p><p>　　控制部分可由基本RS觸發(fā)器和相應(yīng)的開關(guān)組成。</p><p>　　計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分中，將使用同步四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS161 來計(jì)數(shù)。74LS48是BCD-7段譯碼

13、器/驅(qū)動(dòng)器，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。</p><p>　　關(guān)鍵字：基準(zhǔn)脈沖 計(jì)數(shù) 譯碼 數(shù)字顯示</p><p><b>　　系統(tǒng)概述</b></p><p>　　數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)意義</p><p>　　秒表的數(shù)字化常給人們的生活帶來極大的方便，它廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。通過對(duì)</p>

14、<p>　　數(shù)字式秒表的設(shè)計(jì)，我們可以清楚的了解到它的工作原理，進(jìn)而也了解了數(shù)字鐘表的工作原理。</p><p>　　在秒表的設(shè)計(jì)中，我們對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》中所學(xué)到的知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)》。比如：555多諧振蕩器的應(yīng)用、計(jì)數(shù)器、譯碼及顯示器的應(yīng)用。</p><p>　　總之，數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)讓我們體會(huì)了學(xué)以致用的樂趣。</p><p>　　1.2 數(shù)

15、字式秒表的設(shè)計(jì)要求與分析</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求如下：</b></p><p>　　秒表的最大計(jì)時(shí)值為99分59.99秒；</p><p>　　6位數(shù)碼管顯示，分辨率為0.01秒</p><p>　　具有清零、啟動(dòng)計(jì)時(shí)、暫停及繼續(xù)計(jì)數(shù)等控制功能；</p><p>　　控制操作鍵不超過

16、二個(gè)。</p><p>　　首先，秒表的分辨率為0.01秒，故要獲得頻率為100 Hz的基準(zhǔn)毫秒脈沖；其次，分、毫秒計(jì)數(shù)器為100進(jìn)制計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器；最后，用一個(gè)控制鍵實(shí)現(xiàn)秒表的啟動(dòng)/暫停/繼續(xù)計(jì)數(shù)功能，用另一個(gè)控制健實(shí)現(xiàn)秒表的清零功能。分別實(shí)現(xiàn)以上模塊功能，即可設(shè)計(jì)出符合要求的數(shù)字秒表。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)方案論證</p><p>

17、　　即為數(shù)字式秒表，那么必須有數(shù)字顯示。按設(shè)計(jì)要求，須用數(shù)碼管來做顯示器。題目要求最大記數(shù)值為99分59.99秒，那則需要六個(gè)數(shù)碼管。要求計(jì)數(shù)分辨率為0.01秒，那么我們需要相應(yīng)頻率的信號(hào)發(fā)生器。選擇信號(hào)發(fā)生器時(shí)，有兩種方案：一種是用晶體震蕩器，另一種方案是采用集成電路555定時(shí)器與電阻和電容組成的多諧振蕩器。秒表核心部分使用六個(gè)74161計(jì)數(shù)器采用串聯(lián)方式構(gòu)成，這種連接方式簡(jiǎn)單，使用元器件數(shù)量少。因?yàn)閷?duì)秒表的精度要求高，故CP脈沖是由

18、石英振蕩器產(chǎn)生的，而沒有用555構(gòu)成的多諧振蕩器。</p><p>　　1.4總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析 </p><p>　　通過以上的分析，查閱相關(guān)資料后，得數(shù)字式秒表的原理方框圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 數(shù)字秒表的原理方框圖</p><p>　　本電路由啟動(dòng)、清零復(fù)位電路、多諧振蕩電路、分頻計(jì)數(shù)電路、譯碼顯示電路等組成

19、，整體上是按照基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分，控制部分和計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分這三大部分來設(shè)計(jì)的。</p><p>　　第二章 單元電路的設(shè)計(jì)與分析</p><p>　　2.1 基準(zhǔn)脈沖的獲取</p><p>　　1.方案一：由555構(gòu)成多諧振蕩器</p><p>　?、?55 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它的電源電壓范圍寬，可在 4

20、.5V~16V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流大約為 200mA，因而它的輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。 </p><p>　　555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列R如圖1.2 所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比

21、較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3。</p><p>　　圖1.2 555定時(shí)器電路結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　由圖1.2知，555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓

22、為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。</p><p>　?、朴?55定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖

23、1.3（a）所示，圖1.3(b)為其工作波形。</p><p>　　圖1.3 555構(gòu)成的多諧振蕩器</p><p>　　其工作原理如下：接通電源后，VCC經(jīng)R1、 R2給電容C充電。由于電容上電壓不能突變，電源剛接通時(shí)υC<VCC／3，所以555內(nèi)部比較器A1輸出高電平，A2輸出低電平，即RD=1，SD=0，基本RS觸發(fā)器置1，輸出端Q為高電平。此時(shí)Q=O，使內(nèi)部放電管截止。<

24、;/p><p>　　當(dāng)υC上升到大于Vcc／3時(shí)，RD=1，SD=1，基本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，即輸出端Q仍為高電平，當(dāng)VC上升到略大于2VCC／3時(shí)，RD =0，SD=1，基本RS觸發(fā)器置0，輸出端Q為低電平。這時(shí)Q=1，使內(nèi)部放電管飽合導(dǎo)通。于是電容C經(jīng)R2和內(nèi)部放電管放電，υc按指數(shù)規(guī)律減小。</p><p>　　當(dāng)υC下降略小于Vcc／3時(shí)，內(nèi)部比較器A1輸出高電平，A2輸出低電平，基本

25、RS觸發(fā)器置1，輸出高電平。這時(shí)，Q=0，內(nèi)部放電管截止。于是C結(jié)束放電并重新開始充電。如此循環(huán)不止，輸出端就得到一系列矩形脈沖，如圖1.3（b）所示。</p><p>　　由圖1.3（b）可見，υC將在Vcc／3和2VCC／3之間變化，因而可求得電容C上的充電時(shí)間和放電時(shí)間</p><p>　　充電時(shí)間 </p><p>&l

26、t;b>　　放電時(shí)間 </b></p><p>　　矩形波的振蕩周期…………………①</p><p>　　因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。</p><p>　　當(dāng)矩形波的頻率f=100 Hz時(shí)，振蕩周期T=0.01s。當(dāng)取C=0.1µF,R1=40千歐，若使T=0.01s，那么，R2≈51千歐。</p>

27、<p>　　取一固定電阻47千歐與一5千歐的電位器相串聯(lián)代替電阻R2。在調(diào)試電路時(shí)，調(diào)節(jié)電位器RP，使輸出脈沖周期為0.01s，即可獲得所需的基準(zhǔn)脈沖。</p><p>　　2．方案二：由石英晶體構(gòu)成的多諧振蕩器</p><p>　　在對(duì)頻率的穩(wěn)定性要求較高的電路中，應(yīng)采用頻率穩(wěn)定性很高的石英晶體振蕩器，圖1.4給出了兩種常見的石英晶體振蕩電路。</p><p

28、>　　圖1.4 石英晶體多諧振蕩器</p><p>　　石英晶體振蕩電路的諧振頻率由石英晶體的固有頻率決定，故圖 1.4中的兩電路輸出的波形的振蕩頻率均為1M Kz，電路中其它元器件對(duì)輸出波形頻率的影響極為有限。只是石英晶體振蕩器產(chǎn)生的頻率很高，要得到基準(zhǔn)毫秒脈沖，還需要用分頻電路。振蕩器輸出1M Kz信號(hào)，為了得到100 Hz的振蕩脈沖，可以進(jìn)行10 000分之一的分頻。</p><

29、p>　　3.兩種方案的比較與選擇</p><p>　　首先，555多諧振蕩器的振蕩頻率不可能是某一精確值，即它的振蕩頻率不可能達(dá)到100 Hz；其次，因?yàn)?55多諧振蕩器的振蕩，故頻率還受電阻R1、R2和電容C的影響，當(dāng)它們中的任一值變動(dòng)時(shí)，振蕩頻率就受到影響；最后，上述555振蕩電路中的振蕩頻率是由門電路輸入電壓上升到轉(zhuǎn)換電平所需要時(shí)間來決定的，由于受電源電壓、溫度變化以及某些干擾因素的影響，門電路的轉(zhuǎn)換

30、時(shí)間不可能十分精確和穩(wěn)定，可見，上述振蕩電路的振蕩頻率極不穩(wěn)定。</p><p>　　而石英晶體振蕩器則可以克服以上缺點(diǎn)。石英晶體多諧振蕩器是一種產(chǎn)生高穩(wěn)定度的脈沖振蕩器，它有極高的頻率穩(wěn)定性，而且品質(zhì)因數(shù)又高，因此它有極好的選頻特性。當(dāng)外加電壓頻率等于石英晶體的固有頻率f0時(shí)，它的阻抗最小，頻率為f0的電壓信號(hào)最容易通過，并在電路中形成正反饋而使電路振蕩。石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率只取決于石英晶體的固有頻率f

31、0，而與外接的R、C元件無關(guān)。此外，石英晶體振蕩器的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率易調(diào)整。但是，石英晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩脈沖的頻率過高，為了的到基準(zhǔn)脈沖，還需要外加分頻電路，555多諧振蕩器則不需如此。</p><p>　　在電子秒表的設(shè)計(jì)中，選擇了方案二。盡管方案二需要使用分頻電路，增加了電路中使用的元件數(shù)，但秒表的計(jì)時(shí)一定要可靠、精準(zhǔn)，與555多諧振蕩器相比，石英晶體振蕩器在振蕩頻率的穩(wěn)定性上剛好符合設(shè)計(jì)需要。</

32、p><p><b>　　4.分頻電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于要求得到的基準(zhǔn)脈沖的頻率是100 Hz，而石英晶體振蕩器產(chǎn)生的頻率過大，需要進(jìn)行分頻。</p><p>　　分頻電路有多種選擇方案，可以使用專用的分頻器，也可通過觸發(fā)器進(jìn)行分頻，還可以用計(jì)數(shù)器分頻，本次設(shè)計(jì)中用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC160對(duì)1M Kz進(jìn)行分頻，因?yàn)槭侨?0

33、000分之一，所以使用了4個(gè)計(jì)數(shù)器，盡管用74HC160較多，有點(diǎn)浪費(fèi)，但其在電路中的連接方式較為簡(jiǎn)單。</p><p>　　74HC160是同步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它有異步清零、同步置數(shù)等功能。圖1.4為它的邏輯符號(hào)圖。</p><p>　　圖1.5 74HC160的邏輯方框圖</p><p>　　74HC160的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表和時(shí)序波形圖分別如表1.1和圖1.6所示。

34、</p><p>　　表1.1 74HC160的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表</p><p>　　圖1.6 74HC160的時(shí)序波形圖</p><p>　　通過對(duì)表1.1和圖1.6的分析，可以看出，從CP端輸入十個(gè)矩形脈沖，而從74HC160的進(jìn)位輸出端知輸出一個(gè)矩形脈沖，可見，當(dāng)把前一個(gè)74160的進(jìn)位輸出端作為下一個(gè)74160的脈沖輸入端，即可達(dá)到十分頻的目的。由于晶體振蕩器

35、的輸出為1M Kz的脈沖信號(hào)，為了得到100 Hz的振蕩脈沖，要進(jìn)行10 000分之一的分頻，故需要四個(gè)74160來對(duì)振蕩輸出脈沖進(jìn)行分頻。基準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生電路如圖1.7所示。</p><p>　　圖1.7 基準(zhǔn)脈沖的產(chǎn)生電路</p><p>　　2.2控制電路的選擇</p><p>　　1.啟動(dòng)和暫?？刂崎_關(guān)</p><p>　　啟動(dòng)和暫停

36、控制開關(guān)是由基本RS觸發(fā)器構(gòu)成的。基本RS觸發(fā)器是由兩個(gè)與非門交叉耦合而成的，是TTL觸發(fā)器的最基本組成部分，其邏輯圖如圖1.8所示，它能夠存儲(chǔ)1位二進(jìn)制信息，但存在 R+S =1的約束條件。</p><p>　　基本RS觸發(fā)器的用途之一是作無抖動(dòng)開關(guān)。例如觸發(fā)器是具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件，是時(shí)序邏輯電路的基本器件之一。在圖1.9（a）所示的電路中通過希望在開關(guān)S閉合時(shí)，A點(diǎn)電壓的變化是從+5V到0V的清

37、楚躍遷，但是由于機(jī)械開關(guān)的接觸抖動(dòng)，往往在幾十毫秒內(nèi)電壓會(huì)出現(xiàn)多次抖動(dòng)，相當(dāng)于連續(xù)出現(xiàn)了幾個(gè)脈沖信號(hào)。顯然，用這樣的開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)直接作為電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可能導(dǎo)致電路產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，這在有些情況下是不允許的。為了消除開關(guān)的接觸抖動(dòng)，可在機(jī)械開關(guān)與驅(qū)動(dòng)電路間接入一個(gè)基本RS觸發(fā)器（如圖1.10所示），把帶RS觸發(fā)器的無抖動(dòng)的開關(guān)稱為邏輯開關(guān)。</p><p>　　而本設(shè)計(jì)電路中使用的即為圖1.10（a）中所示的開關(guān)。在

38、秒表的設(shè)計(jì)電路圖中，啟動(dòng)和暫?？刂崎_關(guān)電路如下圖1.11所示。</p><p>　　圖1.11 控制電路</p><p>　　由圖1.11知，當(dāng)開關(guān)J1和開關(guān)J2都打開時(shí)，基本RS觸發(fā)器的兩輸入端都是1，觸發(fā)器輸出保持原狀態(tài)不變。當(dāng)開關(guān)J1閉合是，Q輸出1，基準(zhǔn)脈沖可以輸入到計(jì)數(shù)單元，秒表起動(dòng)計(jì)時(shí)；當(dāng)開關(guān)J2閉合是，Q輸出0，基準(zhǔn)脈沖無法輸入到計(jì)數(shù)單元，秒表暫停計(jì)時(shí)。若要繼續(xù)計(jì)時(shí)，合上開關(guān)

39、J1即可。</p><p><b>　　2.清零開關(guān)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　清零功能的實(shí)現(xiàn)相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單。把計(jì)數(shù)單元的所有74LS161的清零控制端Rd連接在一起，通過一個(gè)開關(guān)接地，需要清零時(shí)，閉合開關(guān)就行。</p><p>　　2.3 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示單元的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.

40、計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　基準(zhǔn)脈沖經(jīng)過6級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”十分位、百分位，“秒”個(gè)位、十位，“分” 個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)。由數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)要求知，“毫秒”“分”計(jì)數(shù)器為100進(jìn)制，“秒”計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制。</p><p>　?、倜氡碇械挠?jì)數(shù)器是由74LS161構(gòu)成的。74LS161是集成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器具有同步預(yù)置、異步清零、計(jì)數(shù)和保持四種功能，且有

41、進(jìn)位信號(hào)輸出端，可串接計(jì)數(shù)使用。它的引腳圖和邏輯功能表分別見圖1.12和表1.2。</p><p>　　圖1.12 74LS161引腳圖</p><p>　　表1.2 74LS161邏輯功能表</p><p>　　將74LS161構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器可采用以下兩種反饋方法：</p><p><b>　　（1）反饋清零法</b&g

42、t;</p><p>　　反饋清零法是利用反饋電路產(chǎn)生一個(gè)給計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)，使計(jì)數(shù)器各輸出端為零（清零）。反饋電路是組合邏輯電路，計(jì)數(shù)器輸出部分或全部作為其輸入，在計(jì)數(shù)器一定的輸出狀態(tài)下即時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，使計(jì)數(shù)電路同步或異步地復(fù)位。反饋清零法構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖1.13所示。</p><p>　　圖1.13 反饋清零法構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p><

43、b>　?。?）反饋置數(shù)法</b></p><p>　　反饋置數(shù)法是將反饋邏輯電路產(chǎn)生的信號(hào)送到計(jì)數(shù)電路的置位端，在滿足條件時(shí)，計(jì)數(shù)電路輸出狀態(tài)為給定的二進(jìn)制碼，否則置數(shù)端無效，電路處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。反饋置數(shù)法構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖1.14所示。</p><p>　　圖1.14 反饋置數(shù)法構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　②100

44、進(jìn)制計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　由74161構(gòu)成的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖1.15所示。</p><p>　　圖1.15 100進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由圖1.15 知，100進(jìn)制計(jì)數(shù)器中，由74161構(gòu)成的個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器均是10進(jìn)制的，即上述100進(jìn)制計(jì)數(shù)器是由兩個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)而成的。</p><p><

45、;b>　?、?0進(jìn)制計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　由74161構(gòu)成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器如圖1.16所示。</p><p>　　圖1.16 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由圖1.16知，上述60進(jìn)制計(jì)數(shù)器也是用乘數(shù)法構(gòu)成的，它是由一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)而成。</p><p><b>　　2.

46、 譯碼顯示電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中選用的74LS48是BCD碼七段譯碼器兼驅(qū)動(dòng)器，輸出端（Ya－Yg）為高電平有效，可驅(qū)動(dòng)共陰極LED顯示器，其外引線排列圖和功能表分別如圖1.17和表1.3所示。</p><p>　　圖1.17 74LS48 外引線排列圖 </p><p>　　表1.3 74LS48功能表</p&

47、gt;<p>　　顯示器采用七段發(fā)光二極管顯示器，它可直接顯示出譯碼器輸出的十進(jìn)制數(shù)。七段發(fā)光顯示器有共陽和共陰兩種接法。與74LS48譯碼器配套的顯示器為共陰型。七段顯示器的外引線排列圖和7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)分別如圖1.18、圖1.19所示。</p><p>　　圖1.18 七段顯示器的外引線排列圖 圖1.19 7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部

48、分的總電路圖如下圖1.20所示。</p><p>　　圖1.20 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分的電路圖</p><p>　　第三章 整體電路圖</p><p>　　3.1 總體電路圖</p><p><b>　　總體電路圖見附圖。</b></p><p>　　第四章 體會(huì)與收獲</p>

49、<p>　　4.1 遇到的問題及解決方案</p><p>　　問題1 最初設(shè)計(jì)中，在暫停/繼續(xù)計(jì)時(shí)控制電路中使用了兩個(gè)開關(guān)，在清零電路中又用了一個(gè)開關(guān)，未能達(dá)到設(shè)計(jì)中“控制按鍵不超過兩個(gè)的要求”。</p><p>　　解決方法：在暫停/繼續(xù)計(jì)時(shí)控制電路中使用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，即所謂的乒乓開關(guān)。不過使用乒乓開關(guān)從一個(gè)接點(diǎn)轉(zhuǎn)向另一個(gè)接點(diǎn)時(shí)會(huì)花費(fèi)時(shí)間，就是說當(dāng)你想停止計(jì)數(shù)是并不能立

50、即停止計(jì)數(shù)。</p><p>　　問題2 在顯示單元的調(diào)試過程中，開始時(shí)，七段數(shù)碼管無顯示。</p><p>　　解決方法：在同學(xué)的幫助下，才明白，原來是共陰極數(shù)碼管的接地端不對(duì)，multisim仿真元件使用的不熟練。</p><p>　　問題3 整體電路的仿真調(diào)試失敗。</p><p>　　解決方法：將各個(gè)模塊分開調(diào)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基準(zhǔn)脈沖單

51、元無調(diào)試結(jié)果，雖請(qǐng)教同學(xué)，但讓沒有解決；由于時(shí)間問題，也未能找老師答疑。很有可能是分頻部分懸空的管腳太多，影響了調(diào)試結(jié)果。</p><p><b>　　4.2 心得體會(huì) </b></p><p>　　剛拿到課程設(shè)計(jì)課題時(shí)感到很迷茫、無措，因?yàn)檫@是第一次做數(shù)字式秒表設(shè)計(jì)。初步了解了所做課程設(shè)計(jì)的要求后，我在圖書館查閱了很多關(guān)于電子設(shè)計(jì)的書籍，也在網(wǎng)上搜了很多相關(guān)方面的資

52、料，對(duì)設(shè)計(jì)方案有了初步的想法，決定用模塊化設(shè)計(jì)，即秒表的設(shè)計(jì)分成了三大部分：基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分；控制部分和計(jì)數(shù)、譯碼、顯示部分。一步步實(shí)現(xiàn)一個(gè)個(gè)模塊的功能，就能設(shè)計(jì)出所要求的產(chǎn)品。這樣，設(shè)計(jì)變得細(xì)化而簡(jiǎn)單。由于我們是以組選做這個(gè)設(shè)計(jì)的，在同本組隊(duì)員討論后，我的方案被采納了，我很欣慰。由于我們知識(shí)有限，本次設(shè)計(jì)的電路一定還存在一些漏洞和不足之處，但我相信在以后的設(shè)計(jì)中我們經(jīng)過努力一定能夠做得更好！</p><p>　

53、　通過與本組人員商討后，我選擇了基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分的設(shè)計(jì)，其它的模塊部分有我的另外兩個(gè)隊(duì)友完成。</p><p>　　我雖然了解基準(zhǔn)脈沖產(chǎn)生部分的原理，但在具體的電路實(shí)現(xiàn)中我還是遇到不少問題，因?yàn)槲乙紤]采用不同的設(shè)計(jì)方案，還要比較它們的優(yōu)劣，最終進(jìn)行調(diào)試。在這短暫的兩周時(shí)間里，完成這一工作也非易事。在查閱了大量的資料后，我才發(fā)現(xiàn)這個(gè)單元的實(shí)現(xiàn)部分的電路或多或少我都接觸過，只是了解的不夠細(xì)致，我很欣喜。盡管有一些知

54、識(shí)沒有接觸過，我通過網(wǎng)上也搜到了相關(guān)的資料。最后，就是我對(duì)電子設(shè)計(jì)中常用的繪圖軟件和仿真軟件的使用方法很生疏。由此，我想到自己在課余時(shí)間里應(yīng)該學(xué)一些有電子有關(guān)的知識(shí)，通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)自主學(xué)習(xí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，真是“書到用時(shí)方恨少”！</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，我也深深體會(huì)到了設(shè)計(jì)過程的辛苦與甘甜。首先，我花了一兩天時(shí)間在圖書館里翻閱相關(guān)資料；其次，我經(jīng)常在網(wǎng)上搜閱資料，網(wǎng)上的資料浩如煙海，找到自己需

55、要的東西也不易；最后，我們隊(duì)友之間還要經(jīng)常在一起討論設(shè)計(jì)方案。這一過程真的好辛苦，以前可沒有這種感受，不過，這一過程同時(shí)也是甘甜的，因?yàn)槲覍W(xué)到了好多知識(shí)，感到很充實(shí)，將自己所學(xué)知識(shí)用于實(shí)物制作也感到很自豪。</p><p>　　總之，這次的課程設(shè)計(jì)，它鍛煉了我找尋資料的能力，鍛煉了我自主解決問題的能力，</p><p>　　更鍛煉了我的動(dòng)手能力。它讓我體會(huì)到了隊(duì)友合作的重要性，更讓我真實(shí)的

56、體會(huì)到了學(xué)與用的不可分割性。學(xué)習(xí)知識(shí)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，這個(gè)過程也就是我們不斷的遇到問題、解決問題。通過我們解決問題，就可掌握新的知識(shí)。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)對(duì)我來說是一個(gè)難得的歷練機(jī)會(huì)，盡管它很短暫，但我收獲頗多，讓我明白了以后怎樣學(xué)習(xí)知識(shí)，也為以后設(shè)計(jì)制作打下了基礎(chǔ)。由于所學(xué)知識(shí)有限，我所設(shè)計(jì)的電路部分還存在很多問題，調(diào)試結(jié)果未能達(dá)到要求。</p><p>　　最后還要感謝在本次

57、設(shè)計(jì)中我的隊(duì)友和給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，他們的幫助讓我很快能找到問題的關(guān)鍵，讓我事半功倍。</p><p><b>　　一.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.湯山俊夫（日） 彭軍 譯 《數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作》 科學(xué)出版社 ISBN 7-03-014689-1</p><p>　　2.林濤（主編） 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 清華

58、大學(xué)出版社 ISBN 978-7-302-12064-3</p><p>　　3.姚福安 《電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐》 山東科學(xué)技術(shù)出版社 ISBN 7-5331-2956-3</p><p><b>　　二．元器件明細(xì)表</b></p><p><b>　　元器件明細(xì)表</b></p>