数字电路课程设计报告.docx

设计题目一、数字秒表 二、汽车尾灯控制器成绩课程设计主要内容设计题目一 数字秒表1、设计说明2、设计内容3、设计要求4、设计分析6、单元电路设计与整体实验电路设计题目二 汽车尾灯控制器1设计说明2 设计内容及要求3. 设计方案设计心得与体会参考文献指导教师评语建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。签名： 2010 年 月 日设计题目一 数字秒表1、设计说明 在体育比赛、时间准确测量等场合通常要求计时精度到1%秒（即10 ms）甚至更高的计时装置，数字秒表是一种精确的计时仪表，可以担当此任。本课题的设计任务设计一个以数字方式显示的计时器，即数字秒表。2、设计内容（a）进行数字秒表需求分析，定义信号及属性。（b）设计和分析电路原理、计算参数，画出电路原理图。（c）安装电路，并调试。3、设计要求a) 量程99.99 s，计时精度1%秒，计时结果动态显示，十进制格式。b) 设置启动、清除信号，清除信号使输出结果，使电路复位到初始状态。c) 设置暂停、停止信号，暂停、停止时均保持当前结果，直到清除信号有效时止。4、设计分析 本设计数字秒表由4个部分组成：精确的时钟源、十进制计数器、译码器、七段码。 时钟源产生符合精度要求的基准时钟，本设计中取10毫秒即可，在本次课程设计中试验箱可以直接提供使用；但是提供的是1khz的，所以必要先进行一次十分频。 十进制计数器需要4个，分别对应4个十进制位，输出为bcd码，我们使用74ls90的十进制计数功能，输出bcd码交由译码器译码由数码管显示。但是本实验箱中所用的的数码管已经经过译码，不需要译码器。采用七段码显示器则译码器完成bcd到七段码的译码，由4位显示电路动态显示结果。设计的总的结构图如下图所示。同时，在试验中需要控制高低电平，故使用两个逻辑开关实现控制功能。基准时钟电路输入控制逻辑译码驱动电路显示电路高位计数器低位计数器 四无5、实验电路器材 74ls90五片，74ls08一片，试验箱一台，带有七段译码器的显示器4个。74ls90芯片简单介绍74ls90是二，五，十进制异步计数器。异步计数器如果设定初态，在每个脉冲的作用下是按顺序变化的（态序）。二进制计数器的每一状态相当一最小项，当最后一个脉冲到来后，电路返回原状态。本设计中的74ls90有实现十分频和计数两个用途。74ls90引脚图如1所示，其bcd十进制计数时序如表1所示。cpaq3q2q1q001234567890000000011000011110000110011000101010101表 1 74ls90 bcd十进制计数时序图1 74ls90 引脚图图2 七段译码器引脚图七七段译码器简单介绍计算机输出的是bcd码，七段显示器就是将bcd码转换为七段字型数码管所需要的代码，从而显示出十进制数字。本实验中所提供的显示其已经经过译码，只需要正确将之接入即可使用。七引脚图如图2 所示。图 3 分频电路图6、单元电路设计与整体实验电路分频、进位功能的实现：本实验设计时钟脉冲源采用电路板上的1000hz脉冲，为了达到10 ms精度要求，需要用一片74ls90芯片将直接输入的1000hz脉冲源分频成100hz。后四片74ls90芯片再逐次进行10h、1hz、0.1hz的分频工作，以实现计数功能；同时，着4片74ls90芯片组成十进制计数器与四个终端显示由七段译码显示器连接，显示电路输出结果。 分频电路如图3 计数电路： 此电路需要4个十进制计数器，4个计数器由低位到高位连接起来，每一级的输入脉冲是前一级的十分之一，输出则需要正确连接七段码显示电路，其电路如图4。 图 4 计数电路图（注：12，9，8，11脚分别接数码管）计数、清零功能的实现：将ckb与q0相连，时钟脉冲从cka输入，构成8421bcd码十进制计数器。74ls90有两个清零端r0(1)、r0(2)和两个置九端r9(1)、r9(2)。在此电路中仅使用其清零功能见表2：r0(1) r0(2) r9(1) r9(2)q3 q2 q1 q011 0 x11 x 0x x 1 10 0 0 00 0 0 01 0 0 1x 0 x 00 x 0 x0 x x 0x 0 0 x计数表 2图2 译码显示电路图图 5 开关驱动电路开关驱动电路整体电路图（如图 6所示）该秒表调节首先将s1置为闭合状态，s2置为闭合状态，秒表显示为四个0，即清零状态；这时如果突然将s2断开，则秒表开始工作，如果再将s1断开的话，秒表就会暂停；要想将秒表清零，先把s1闭合，再将s2闭合即可。图 6 整体电路图设计题目二汽车尾灯控制器1设计说明汽车通常用尾灯来指示当前的运行状态，如左转弯、右转弯、刹车、夜间行驶、安全停车等状态。有限个状态可用有限个灯的组合来表示，如左转弯时左边灯闪亮，右转弯时右边灯闪亮，夜间行车时两边要有灯常量，紧急停车左右灯同时闪烁，安全停车所有灯全灭。本课程设计就是为了完成汽车尾灯控制器的设计。3 设计内容及要求（1） 进行控制器需求分析，定义信号及属性。（2） 设计灯位置，数量及变化规律。（3） 设计和分析电路原理，画出电路原理图。 ( 4) 利用multisim软件对电路进行仿真测试； (5) 安装电路并调试。（6）实验设计要求能反映出左转弯、右转弯、夜间行车、紧急停车、夜间停车和安全停车等状态。（6）灯的闪烁频率符合人的视觉习惯，1-2hz左右。3. 设计方案实验设计原理：汽车尾灯控制器由时钟发生电路、分频电路、译码电路、开关驱动电路及终端显示电路五部分组成。本实验设计时钟脉冲源采用电路板上的1000hz脉冲，74ls90具有分频功能，分频电路由三片74ls90芯片组成，最终分频为1hz。74ls738芯片及四个与门组成译码电路，74ls138芯片a0、a2输入端接入输入脉冲，a2端接低电平输出端， y0、y1 、y4、y5分别与四个与门与led灯相接。开关驱动电路由与门、或门、非门、与非门等门电路连接而成。 表2-1 74ls1 3 8功能表：s1、s2 、s3为选通端，s1为高电平有效（s2 + s3）为低电平有效。 【注】图2-1 74ls138内部逻辑图 图2-2 74ls138管脚图 总体电路设计： （1）汽车尾灯控制器电路全图图2-3 电路仿真全图（2）开关驱动电路，74ls138译码、显示电路 图2-4 开关驱动电路 cp脉冲图2-5 74ls138译码、显示电路开关控制cp使能信号s1s0脉冲ga00110101xxxcp0110111cp表2-2 s1、s0、cp、g、a逻辑功能表 电路中逻辑开关s1接低电平，逻辑开关s2接高电平时，74ls138输出端15、14在cp脉冲的作用下循环为高电平、低电平，因此使d1、d2灯循环闪烁，以表示汽车左转弯。电路中逻辑开关s1接高电平，逻辑开关s2接低电平时，74ls138输出端11、10在cp脉冲的作用下循环为高低电平，因此使d3、d4灯循环闪烁，以表示汽车右转弯。电路中逻辑开关s1、s2同时接高电平时，a端信号为cp脉冲，输出端15、14、11、10均为高电平，此时d1、d2、 d3、d4灯同时闪烁，以此表示紧急停车。（3）夜间行车电路控制图 逻辑开关s3接高电位、s4接低电位时 d5、d6灯同时闪烁，表示夜间停车 逻辑开关s3、s4同时接高电位时d5、d6 灯长亮，表示夜间行车。 设计心得与体会通过这次数电课程设计，我充分认识到了理论联系实践的重要性。理论学习是学习的基础，只有牢固的掌握了理论知识，才能在实践过程中灵活的运用各种元器件，才能顺利的完成设计任务。对我自己而言，由于理论知识掌握的不够牢固，在设计开始时，不能独立自主第设计出实验电路，只能借鉴别人的电路；当然，这也许跟这次课程设计的时间短有关系，但是这却真正的暴露出了我学习中存在的不足。在理论学习的过程中也需要加强理论与实践的联系，也就是说要加强自己的动手能力，特别是在实验课程中应当特别注意。需要在实验课程中学会基本电路的连接方法、如何快而准确连接电路元件以及如何快速排除故障。这些都是我在平时学习中的不足，在以后的学习过程中一定要注意。可喜的