數(shù)電課程設(shè)計--數(shù)字秒表報告

1、<p>　　數(shù)字電子課程設(shè)計報告</p><p>　　題目名稱：電子秒表電路 </p><p>　　姓 名: </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　班 級： </p><p>　

2、　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2012年6月</b></p><p>　?。?）計時范圍：0～59秒</p><p>　?。?）顯示分辨率為1s。</p><p>　?。?）用按鈕開關(guān)控制工作狀態(tài)，即：暫停、清零。</p><p>　　本身帶有，工作時指示燈

3、亮。</p><p><b>　　二、元件清單：</b></p><p><b>　　詳細(xì)設(shè)計：</b></p><p><b>　　秒脈沖的產(chǎn)生</b></p><p>　　CD4060由一振蕩器和14級二進(jìn)制串行計數(shù)器位組成，振蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RC或晶振電路，CR為高電平時

4、，計數(shù)器清零且振蕩器使用無效。所有的計數(shù)器位均為主從觸發(fā)器。在CP1(和CP0)的下降沿計數(shù)器以二進(jìn)制進(jìn)行計數(shù)。在時鐘脈沖線上使用斯密特觸發(fā)器對時鐘上升和下降時間無限制。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率信號經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。

5、石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡單、頻率易調(diào)整。如晶振為32768 Hz，通過15次二分頻后可獲得1Hz的脈沖輸出，電路圖如圖2-1所示。</p><p><b>　　秒計數(shù)器的設(shè)計</b></p><p>　　十進(jìn)制同步加法計數(shù)器CD4518</p><p>　　CD4518/CC4518是二、十進(jìn)制（8421編碼）同步加計數(shù)器

6、，內(nèi)含兩個單元的加計數(shù)器，其功能表如真值表所示。每單個單元有兩個時鐘輸入端CLK和EN，可用時鐘脈沖的上升沿或下降沿觸發(fā)。由表可知，若用ENABLE信號下降沿觸發(fā)，觸發(fā)信號由EN端輸入，CLK端置“0”；若用CLK信號上升沿觸發(fā)，觸發(fā)信號由CL℃K端輸入，ENABLE端置“1”。RESET端是清零端，RESET端置“1”時，計數(shù)器各端輸出端Q1～Q4均為“0”，只有RESET端置“0”時，CD4518才開始計數(shù)。</p>

7、<p>　　CD4518采用并行進(jìn)位方式，只要輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元Q1翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)Q1為1，Q4為0時，每輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元Q2翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)Q1=Q2=1時，每輸入一個時鐘脈沖Q3翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1時，每輸入一個時鐘脈沖Q4翻轉(zhuǎn)一次。這樣從初始狀態(tài)（“0”態(tài)）開始計數(shù)，每輸入10個時鐘脈沖，計數(shù)單元便自動恢復(fù)到“0”態(tài)。若將第一個加計數(shù)器的輸出端Q4A作為第二個加計數(shù)器的輸入端ENB

8、的時鐘脈沖信號，便可組成兩位8421編碼計數(shù)器，依次下去可以進(jìn)行多位串行計數(shù)。</p><p>　　引腳功能： 引腳符號功能</p><p>　　1 9CLOCK時鐘輸入端</p><p>　　7 15RESET消除端</p><p>　　2 10ENABLE計數(shù)允許控制端</p><p>　　3 4 5 6Q1A-Q

9、4A計數(shù)輸出端</p><p>　　11 12 13 14Q1B-Q4B計數(shù)輸出端</p><p><b>　　8 VSS地</b></p><p><b>　　16VDD電源正</b></p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　

10、圖2-2為秒計數(shù)譯碼電路，秒計數(shù)器為M=60的計數(shù)器，即顯示00～59，采用中規(guī)模集成電路雙十進(jìn)制計數(shù)器至少需要2片，因?yàn)?0 < M < 100。它的個位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制。本電路采用兩片CD4511實(shí)現(xiàn)。當(dāng)個位計數(shù)至1010時，通過 74HC00 二輸入與非門連至清零端達(dá)到清零，當(dāng)達(dá)到0000時，產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計數(shù)至0110時清零。</p><p>　　CD4511是一個用于驅(qū)動共

11、陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點(diǎn)：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動LED顯示器。</p><p>　　CD4511 是一片 CMOS BCD—鎖存/7 段譯碼/驅(qū)動器，引腳排列如圖 2 所示。其中a b c d 為 BCD 碼輸入，a為最低位。LT為燈測試端，加高電平時，顯示器正常顯示，加低電平時，顯示器一直顯示數(shù)碼“8

12、”，各筆段都被點(diǎn)亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時使所有筆段均消隱，正常顯示時， B1端應(yīng)加高電平。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點(diǎn)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)越過十進(jìn)制數(shù)9(1001)時，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時鎖存，低電平時傳輸數(shù)據(jù)。a～g是 7 段輸出，可驅(qū)動共陰LED數(shù)碼管。另外，CD4511顯示數(shù)“6”時，a段消隱；顯示數(shù)“9”時，d段消隱，所以顯示6、9這兩個數(shù)時，字形不太美觀 圖3是 CD451

13、1和CD4518配合而成一位計數(shù)顯示電路，若要多位計數(shù)，只需將計數(shù)器級聯(lián)，每級輸出接一只 CD4511 和 LED 數(shù)碼管即可。所謂共陰 LED 數(shù)碼管是指 7 段 LED 的陰極是連在一起的，在應(yīng)用中應(yīng)接地。限流電阻要根據(jù)電源電壓來選取，電源電壓5V時可使用300Ω的限流電阻。</p><p><b>　　CD4511引腳圖</b></p><p>　　其功能介紹如

14、下：             BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。            LT：3腳是測試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時

15、，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。             LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。       

16、;     A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。             a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。</p><p>　?。?）完整的設(shè)計電路</p><p>　　四、設(shè)計的結(jié)果與分析：&l

17、t;/p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到了老師的要求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字秒表功能。</p><p><b>　　五 、設(shè)計總結(jié)：</b></p><p>　　（1） 實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中遇到了很多意想不到的問題，從一開始的設(shè)計原理圖到最后的電路板焊接，一直都是在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題中度過。還好自己一路

18、堅持了下來，把問題一一解決。</p><p>　　設(shè)計的時候，畫原理圖經(jīng)常會連錯線，元件的位置擺放得不好，經(jīng)常出現(xiàn)線交叉的情況，這樣就要從整個原理圖出發(fā)去放置元件，以及連線。剛開始不知道數(shù)碼管的管腳排列的順序，問了好幾個人，再加上自己用萬能表測了才搞清楚。</p><p>　　還有其它的問題，比如，仿真時候，元件的值選多少；焊板時燙到了，怎么辦；調(diào)試時，數(shù)碼管沒反應(yīng)，又該怎么辦……<

19、/p><p>　　其實(shí)這些都不是問題，只要我們有耐心，夠細(xì)心，都可以把它們解決。</p><p><b>　　（2 ） 設(shè)計體會</b></p><p>　　以前看別人的一個電子秒表賣十幾塊錢，心里面有點(diǎn)憤憤不平，現(xiàn)在，自己做過一個電子秒表，才發(fā)現(xiàn)，其中的不容易，還有艱辛。其實(shí)做其他的事情也是一樣，都會經(jīng)過很多的困難，才能成功。突然想起一句話“不經(jīng)