数字签名实验

课程名称：数字电子技术课程设计主题：电子秒表电路学生姓名：专家：类别：学位：指导教师：日期：年月日电子秒表电路一、设计任务和要求设计数字秒表，用于短时间的测量，被要求适用于田径比赛等竞技场的合计。(1)计时范围：010分钟(2)显示分辨率为1s/10。(3)用一个按钮开关控制3个动作状态，即归零计时停止二、方案设计与论证实验要求设计短时测量用的电子秒表，可以根据学到的知识知道主题的要求，电路分为3个部分，分别是计数脉冲发生电路、计数电路和状态控制电路。 回路的框图如下图所示从上面的电路框图，我们研究得出以下两个方案方案1，在555计时器中，所述多振动器电路向所述计数电路提供计数脉冲，并且调节外围电阻器R1和R2以及电容器c的值，由此产生10Hz计数脉冲(即具有0.1秒周期的信号)。 用74LS160计数器制作3级计数电路，分别是十进制的0.1秒计数电路、60进制的秒计数电路、十进制的分计数电路。 在74LS160中生成三进制计数电路，并且结合74 ls 139的双线4线解码器生成状态控制电路，将计数电路切换到三种状态：清零、计数和停止。方案2，用水晶晶体构成水晶振动脉冲发生器。 计数电路是74LS160串联构成的600进制计数器，最大可计数600秒(10分钟)的控制很方便，控制电路也是同样的方案。最终方案：方案一。 由于对方案2的石英振荡电路不熟悉，方案2的计数与人的一般想法不符，因此选择方案1作为最终方案。3 .单元电路设计和参数计算根据以上的讨论，该提案由计数电路、状态控制电路、计数脉冲产生电路这3个单元构成。 以下是单个单元的设计和参数计算。(1)计数脉冲产生电路555计时器无论是数字电子还是模拟电子都是重要的应用，容易使用，因此只需连接少量的电阻电容等周边元件即可构成施密特触发电路、单稳态电路、多振荡器电路，因此在本提案中最终采用了555计时器作为计数脉冲产生电路。555计时器菜单：通过分析以上功能表，可以使用以下典型的多振动电路。电容器c充电时间t1=(r1r2) cln (VCC-vt-/(VCC-vt )=(r1r2) cln 21放电时间t2t2=R2Cln(0-Vt )/(0-Vt-)=R2Cln2 2电路振荡周期T=t1 t2=(R1 2R2)Cln2 3由于设计要求秒表的分辨率为0.1秒，因此在此设振荡周期T=0.1S如果从3式中假定C=3uFr 12 r2=t/cl n2=0.1/(310-6 ln2)48090最终设定为R1=8090、R2=20K、C=3uF(2)包括具有2)74LS160和139的双线4线解码器的状态控制电路74LS160菜单CLKRDLD欧盟ET动作模式0归零啊10预设数量1101保持110保持(c=0)啊1111计数74HC139真值表的双曲馀弦值输出gA1A0Y3Y2y1.y1Y0111110001110001110101010110110111从上面的菜单可以设计以下控制电路电子秒表有归零、计数、停止三种状态。 因为该方案使用74LS160来配置一个三进制计算电路，74160采用异步调零方案，所以可以在计数器的第四种状态中即0011处通过一个与门将一个接地电位解释为控制器的调零信号，该控制器由0000、0001表示另一方面，控制计数电路的计数脉冲由常开开关接通VCC构成，每次按下开关时，计数器接收一个下降沿，跳转到另一个状态。(3)由74-160构成的计数电路由于74LS160是十进制计数器，因此采用异步调零方法。 在设计要求中，由于0.1秒计数和分钟计数部分都是十进制，因此只要用控制电路的清除信号来清除0.1秒计数部分和分钟计数部分即可，并且在每次0.1秒计数电路和分钟计数电路达到10时，或者在每次接收到控制电路的清除信号时，清除该清除信号。秒计数部需要自身的60进制归零信号和控制电路的归零信号，因此U3和U4通过异门接收这2个归零信号，当秒计数达到60或控制电路发送归零信号时，秒计数电路被归零。 秒计数电路的60进制归零信号在10位为6时发出。同时，针对所有74LS160计数器的ET侧(在该图中为ENT侧)，通过控制电路的74139解码器输出进行控制，在ET为0时保持，ET为1时计数，并且在计数状态与保持状态之间转换计数电路。计数电路各部分的放大图如下所示0.1秒计数电路分计数电路秒计数电路四、总电路的工作原理和部件一览表1 .电子秒表整体电路2 .电路的完整工作过程的说明(整体工作原理)在全部电路通电时，控制电路的计数器的初始状态从0000到0001到0010，因此经由2线式的4线式解码器，与被解码的解码器的输出端子y3 y2 y1 y 0对应的状态是HHHL、HHLH、HLHH(H是高电位，l是地电位)。 因为所有计数器ET的端子连接到74HC139的端子Y1，所以Y3连接到0.1秒计数电路和分钟计数电路的清除端子，并且Y3也通过反相器连接到秒计数电路的清除端子的nor门。在电路通电后，控制电路的计数器尚未动作，输出状态为0000，解码器Y0为低电位，Y3、Y2、Y1为高电位，所有计数电路的所有计数器ET端为1，同时计数电路的所有计数器零端为高电位，秒表电路进入计时状态。 0.1秒计数电路每10次使秒计数电路前进1，秒计数电路每60次使分计数电路前进1。当按下开关J1时，控制电路接收下降脉冲，控制电路的输出状态变为0001，解码器的输出端子Y3Y2Y1Y0的电位变为HHLH，计数电路内所有计数器的ET端子为0，同时所有计数器的复位端子为1，计数电路为保持状态。再按下J1开关，控制电路接收下降脉冲，控制电路的输出状态为0010，解码器的输出端子Y3Y2Y1Y0电位为HLHH，计数电路的所有计数器清除端子为0，清除动作结束。按下开关后，控制电路在0000、0001、0010之间循环，计数电路在归零、计数、保持之间循环。2 .组件列表元件名称型号主要参数数量备注十进制计数器74LS160异步清零5双线四线译码器74CH1391555定时器1或门74LS021非门74LS041门74LS081与非门74LS001电阻3静电电容2五、仿真调试与分析实验整体的设计和仿真在Multism11.0中进行。 对于较大的电路，设计和调试电路应分模块进行。 首先，调试计数电路。 0.1秒计数电路、秒计数电路、分计数电路分别为10进制、60进制、10进制计数电路。 当调试开始时，将秒计数电路清零49，然后在设计开始时发现使用10位5来解释清零信号，因此当10位进入5时将该清零49，最后使用10位6来解释清零信号。 困难的部分是秒计数部分。 因为秒计数部由2个74LS160构成，所以零集合将自己的60进制零复位和控制电路的零复位信号多次认真考虑，最终将2输入nor门连接到秒计数电路的零复位端子，输入端子分别与从控制电路发送来的零集合连接应注意，74160为异步归零方案，在60进制归零时对应于10位6 (即，6 )的二进制0110应该在“与”门将高电势转换成归零信号而不是59。控制电路部的调试。 首先，创建分别控制电子秒表的3个状态的3进制计数器。 原本打算通过从逻辑门直接解密与这三种状态相对应的控制信号来控制计数电路，但是之后由于觉得由解码器变得简单了因此将状态切换到解码器。 因为控制电路计数器只有三个状态，所以其低2比特仅需要被发送到解码器的a和b输入级。 此外，可以由解码器的输出端Y2、Y1和Y0分别控制计数电路。脉冲发生电路调试。 最初在数字电子技术基本教程的例题中计算了产生10HZ脉冲的电路，但在multisim11.0中描绘了电路时，发现计数电路不能驱动，即计数电路不能计数。 随后，在网上查看第一个资料，知道是multisim11.0的限制，不能在555计时器中产生低频方波脉冲。 因此，实验模拟中使用的参数1Kz的参数报告了10Hz脉冲发生的计算式和R1、R2、c的参数得出理论值。六、结论和体会在复杂的电路设计中，首先将电路分为模块，考虑