课程设数字秒表的设计

数字秒表的设计一、设计任务设计要求：（1）5V电源供电。（2）数码管显示时间范围为：059秒。 （3）可自动复位和手动复位，能实现手动调整时间。二、设计方案：1、方框图：功能说明：此电路是由8421码十进制计数电路，译码电路，数码显示电路，自动脉冲产生电路与门电路，手动复位电路，手动脉冲产生电路和电源电路八部分组成。数字秒表电路是利用8421码十进制计数电路的计数功能，同时利用译码驱动电路，驱动数码显示电路发光显示数字。其中，自动脉冲产生电路同与门电路组合可以实现059的循环计数，手动脉冲产生电路同与门电路组合可以选择059的任意数值，手动复位电路实现手动清零。三、 电路设计与分析1、8421码十进制计数电路和与门电路，自动脉冲产生电路，手动脉冲产生电路，自动脉冲产生电路及手动复位电路。A、8421码十进制计数电路采用集成异步十进制计数器74LS90。74LS90是二一五一十进制计数器，将输入时钟脉冲CLK接于CLK0端，并将CLK1端与Q0端相连，便构成8421码集成异步十进制计数器。74LS90的逻辑图如下：二一五一十进制计数器74LS90逻辑图集成异步十进制计数器74LS90的电路图如下：74LS90的功能表如下：四、数学分析：（1） 列出逻辑方程组 列出时钟信号的逻辑表达式 CLK1=Q0 ； CLK2=Q2 ； CLK0=CLK 激励方程组 L0=K0=1 ； J1=+ ；K1=1 ; J2=J1=1 ; J3= ; K3=1 （2） 列出状态表：B、秒表的个位是通过将该位计数器的Q3与十位计数器的CLK0相连实现逢9向十位进1的逻辑功能。C、秒表的十位通过将计数器的Q1、Q2相连和MR1，MR2相连，实现逢6清零的功能（祥见 74LS90功能表），其中的与门电路用74LS08实现，其内部逻辑图如下所示：D、自动脉冲产生电路由函数信号发生器给出，可以实现059的循环计数。E、手动脉冲产生电路可以选择059的任意数值，其电路图如下所示：每按下开关就有一个脉冲产生，C2起防抖作用。F、手动复位电路可以实现手动清零，其电路图如下所示：当按下开关时个位和十位制零。（2）译码驱动电路和数码显示电路译码驱动电路采用74LS47译码器，数码显示电路采用七段码共阳数码官，两者组成了七段显示驱动器，其电路图如下所示：译码驱动电路的设计需要用一只数码管的基本单位是PN结，加正向电压时，就能发出清晰的光线。单个PN结可以封装成发光二极管，多个PN结可以组成分段时封装半导体数码管。半导体数码管将十进制数码分成七段，每段为一个发光二极管。在共阳极半导体数码管的七段输入引脚上分别接入相应的高低电平，观察数码管所显示的十进制数，并观察各段的亮暗关系。电阻起到限流的作用。8421 BCD码 二一十进制译码器真值表：输入8421代码输出对应段亮暗显示字型DCBAabcdefg000000000010000110011111001000100102001100001103010010011004010101001005011011000006011101011117100000000008100100011009（3）电源电路此电路由直流稳压电源给出+5V电压。五、 整机电路图与防真波形图电路总体设计图：六、 焊接与调试a) 焊接（或插接）调试及性能检测首先，对元件进行合理布局，然后按照原理图连接各元气件，连接导线按块进行。焊接完毕后，通电进行调试。调试，观察手动脉冲产生电路，自动脉冲产生电路和手动复位电路能否均正常工作。若不能正常工作，需根据电路原理分析非电路进行检查维修，直到电路能够正常工作为止。b) 性能指标测量记录在调试过程中，通过测量，电路中各个元器件的性能指标均合格。七、 元器件清单：（1）按钮2个（2）数码管 2个 （3）74LS08与门 1个（4）无极电容：82PF 1个 （5）74LS47七段译码器 2个 （6）74LS90十进制计数器2个（7）电解电容10F/25V 1个（8）电阻：200 14个，10K 2个 二极管 2个八、 总结通过本次课程设计，我们对数字秒表电路的工作原理有了较深入的认识和了解。经过多次通电调试及维修，实现了电路的手动复位，手动调整时间和自动计数功能。整个设计工作包括设计方案的制定，电路分析与设计，整机电路图的制定及仿真和焊接调试及性能