电子秒表计时电路的设计

1、电子秒表的设计电子秒表的设计摘要摘要: :目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能强，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展，尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电路课题设计的进行使我们有了这个非常好的机会，通过这种综合性训练，我们的动手能力、实际操作能力、综合知识应用能力得到了更好的提升。本次毕业设计的题目是电子

2、秒表.电子秒表是用于测量较短且较精确的时间,它在体育运动项目上有着广泛的应用.本次设计中应用了多种数字电路中的单元电路,如基本 RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器,译码显示器等.我相信通过本次实验,将进一步加深对各数字单元电路的理解,同时也对基础电子设计有一定的了解,为今后的学习和工作打下一定的基础。关键词关键词:电子秒表;基本 RS 触发器;单稳态触发器;时钟发生器;计数器;译码显示器The Design of Digital StopwatchAbstract: Current digital electronics technology has been widely use

3、d in computers, automatic control, electronic measuring instruments, TV, radar, communications and other fields. For example, in the modern measurement technology, digital measuring instrument is not only accurate than analog gauges, powerful, and easy measurement of automation and intelligence. Wit

4、h the integration of technology, particularly in large-scale and ultra large scale integrated circuit development, application of digital electronic technology will be more widely infiltrated into all sectors of the national economy, and will have more profound impact. With modern society, the rapid

5、 development of electronic technology, requires us to integrate theory with practice, digital circuit design the project so that we have this great opportunity, through this comprehensive training, our ability, practical skills, ability of comprehensive knowledge applications get better promotion. T

6、he course design is the subject of electronic stopwatch. Stopwatch is a shorter and more accurate for measuring time, it projects in sports has been widely used. The design of the application of a variety of digital circuit elements in the circuit, such as basic RS flip-flop, one-shot, the clock gen

7、erator and counter, decoder display. I believe that through this experiment, will further deepen the understanding of the digital cell circuits, but also on the basis of a certain electronic design understanding for future study and work to lay a certain foundation. Keywords: electronic stopwatch, t

8、he basic RS flip-flop, one-shot, the clock generator, counters, decoding display 目目 录录1 1 电子秒表介绍电子秒表介绍.1 12 2 电子秒表功能要求及元器件介绍电子秒表功能要求及元器件介绍.3 32.1 电子秒表基本功能.32.2 元器件介绍 .32.2.1 74LS00 与非门 .32.2.2 基本 RS 触发器.42.2.3 555 定时器 .52.2.4 555 多谐振荡器 .72.2.5 74LS90 计数器 .82.2.6 单稳态触发器.103 3 电路设计电路设计.1 11 13.1 电路设计方

9、案.113.1.1 工作原理.113.1.2 计数器工作波形图 .113.2 核心电路设计 .133.2.1 计数器设计.133.2.2 主控电路设计.134 4 PCBPCB 板的制作板的制作 .1 15 54.1 PCB 板设计的设计原则7.154.1.1 布局.154.1.2 布线.154.1.3 焊盘.164.2 PCB 板电路抗干扰措施.164.2.1 电源线设计.164.2.2 地线设计.164.3 制板 .164.4 焊接的基本常知识 .174.5 元器件的安装 .185 5 系统测试系统测试.1 19 95.1 基本 RS 触发器的调试 .195.2 555 多谐振荡器的调试.

10、195.3 计数器的调试 .195.4 译码器的调试 .205.5 电子秒表的整体调试 .205.6 系统的功能.205.7.1 设计小结.215.7.2 设计收获及体会.215.7.3 改善设计的建议.21参考文献参考文献.2 23 3致谢致谢.2 24 4附录附录 1 1 电子秒表装配图电子秒表装配图.2 25 5附录附录 2 2 电子秒表电子秒表 PCBPCB 版图版图.2 26 6附录附录 3 3 电子秒表实验原理图电子秒表实验原理图.2 27 7附录附录 4 4 电子秒表电路板实图电子秒表电路板实图.2 28 811 1 电子秒表介绍电子秒表介绍电子秒表是一种较先进的电子计时器，目前

11、国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准，采用6 位液晶数字显示时间。电子秒表的使用功能比机械秒表要多， 它不仅能显示分、秒，还能显示时、日、月及星期，并且有1l00s的功能。一般的电子秒表连续累计时间为59min 59.99s，可读到1l00s，平均日差 0.5s。 电子秒表配有三个按钮，如图所示。图中为秒表按钮， 为功能变换按钮， 为调整按钮，基本显示的计时状态为 “时” 、 “分” 、 “秒” 。 电子秒表的基本使用方法如下： (1) 在计时器显示的情况下，将按钮 按住 2s，即可出现秒表功能，如图（a）所示。按一下按钮 开始自动计秒，再按一下 按钮，停止计秒，显示出所

12、计数据，如图（ b）所示。按住 两秒，则自动复零，即恢复到图（a）所示状态。 图 1.1 电子秒表(2) 若要纪录甲、乙两物体同时出发，但不同时到达终点的运动，可采用双计时功能方式。即首先按住 两秒钟，秒表出现如图（ a）所示的状态。然后按一下 ，秒表开始自动计秒。待甲物体到达终点时再按一下 ，则显示甲物体的计秒数停止，此时液晶屏上的冒号仍在闪动，内部电路仍在继续为乙物体累积计秒。把甲物体的时间记录下后，再按一下 ，显示出乙物体的累积计数。待乙物体到达终点时，再按一下 ，冒号不闪动，显示出乙物体的时间。这时若要再次测量就按住 两秒，秒表出现 (a)所示的状态。若需要恢复正常计时显示，可按一下

13、，秒表就进入正常计时显示状态，在图(c)中显示出 9h 17min 18s。(3) 若需要进行时刻的校正与调整，可先持续按往 ，待显示时、分、秒的计秒数字闪动时，松开 ，然后间断地按 ，直到显示出所需要调整的正确秒数时为止。如还需校正分，可按一下 2，此时，显示分的数字闪动，再间断地按 ，直到显示出所需的正确分数时为止。时、日、月及星期的调整方法同上。32 2 电子秒表功能要求及元器件介绍电子秒表功能要求及元器件介绍2.12.1 电子秒表基本功能电子秒表基本功能 电子秒表通过十分巧妙的设计仅用 8 块数字芯片便实现了其计数功能。结构简单成本低廉。电子秒表的显示是由 2 位 LED 数码管组成，

14、能够显示 0S-9.9S。当需要计时的时候只需要按下计时按钮就可以计时，当需要暂停与清零时也可以通过控制按钮就可以实现。2.22.2 元器件介绍元器件介绍2.2.12.2.1 74LS0074LS00 与非门与非门（一）电路组成 与非门 74LS00 是一种四 2 输入的与非门，其内部有四个两输入端的与非门，其电路图和引脚及其真值表如图 2.1 所示 在图 2.1 中,引脚 7 和 14 分别接地(GND)和电源(+5V 左右)。图 2.1 74LS00 与非门电路图和引脚以及真值表（二）工作原理1 1.输入有低电平时 设输入端 A 为低电平 0.35V，B 为高电平 3.4V。由图2.2 可

15、知，与 A 端相连的肖特基二极管 VD3 正偏，流过 R1 的 IR1 通过 VD3 流入A 输入端。假设 UVD3=0.35，则 UB2=0.7V，三极管 V2、V5、V6 截止，UC2 约为5V 左右。V3 和 V4 导通，输出高电平 UOH=UC2-UBE3-UBE4=5-0.7-0.7=3.6V。考虑到 R4 上存在着电压，应产生一定的电流，V3的基极也有一定的电流，在 R2上会产生一定的压降，实际的输出高电平约为 3.4V。在此状态下，输出管 V54截止，故称截止状态或关门状态。此时，V3 和 V4 导通，从输出端看进去的等效电阻是很R120kR28kR5120kR44kR31.5k

16、R63kVD1VD5VD6VD4VD3VD2V2V6V3V4V5+VCCABY图 2.2 74LS00 与非门工作原理小的，相当于射极跟随器的输出电阻。2. 输入全为高电平时 输入全为高电平 3.4V，VD3、VD4截止，电源电压VCC 通过电阻 R1向 V2注入基极驱动电流，使 V2饱和，V2导通后，就向 V5的基极注入电流，使 V5管工作于抗饱和状态，故输出低电平 UOL=0.35V。这时，UE2=0.7V，UC2=UE2+UCES2=1V，UC2这个电压不足以使 V3和 V4都导通,所以 V4截止,输出端和电源之间可看成开路,减少了电路功耗.此时,输出管 V5饱和导通,故称为导通状态或开

17、门状态。由以上分析可知，当电路的任一输入端有低电平时，输出为高电平；当输入全为高电图平时，输出为低电平，即偶 0 或 1，全 1 出 0。电路输出与输入为与非逻辑关系，即 Y=AB2.2.22.2.2 基本基本 RSRS 触发器触发器用集成与非门构成的基本 RS 触发器属于低电平直接触发的触发器,有直接置位和复位的功能。本次设计所用的基本 RS 触发器构成图如图2.3K2Q15图 2.3 基本 RS 触发器结构图基本 RS 触发器的一路输出 Q1 作为单稳态触发器的输入,另一路输出 Q2 作为多谐振荡器输出端的控制信号。R SQ1 Q21 00 10 11 01 1保持0 0禁止表 2.1 基

18、本 RS 触发器的功能表根据基本 RS 触发器的功能表（表 2.1）可知，当按动按钮开关 S2 到接地时，则门 1 的输出 Q1=1（高电平） ，门 2 的输出 Q2=0（低电平） ，S2 复位后Q1、Q2 的状态保持不变。再按动按钮开关 S1，则 Q2 由 0 变为 1，为计数器启动作好准备。Q1 由 1 变为 0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。该基本 RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。2.2.32.2.3 555555 定时器定时器2555 定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和 CMOS 型两类，其应用非常广泛。之所以称为 555

19、，是因为该集成电路内部有三个 5K 的分压电阻。图 2.4 是 555 定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器 A1、 A2，一个 RS 触发 器，一个放电三级管和三个5K 电阻的分压器而构成。K2K1Q1 Q261 脚：外接电源负端 VSS或接地，一般情况下接地。2 脚：低触发端。 3 脚：输出端 Vo。TL123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:22-Jun-2005Sheet of File:E:书书书书书书书书书书书书书书.ddbDrawn By:5K5K5K+-TQ&Q+-AASRV1V21DQVTHTLVR

20、CCVSS1284563712CD图 2.4 555 定时器内部组成框图4 脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、DRDRTLTH 处于何电平，时基电路输出为“0” ，该端不用时应接高电平。 5 脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只 0.01F 电容接地，以防引入干扰。6脚：TH 高触发端。 7 脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。8 脚：外接电源 VCC，双极型时基电路 VCC的范围是 4.5 16V，CMOS 型时基电路 VCC的范围为 3 18V。一般用 5V。555 定时器的

21、功能见表 2.2清零端DR高触发端TH低触发端TLQn+1放电管T功能00导通直接清零1CCV32CCV310导通置 01CCV32CCV311截止置 11CCV32CCV31Qn不变保持7表 2.2 555 定时器的功能表由于 555 定时器有着特定的功能，它可构成多种数字元件，例如 555 单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器等，因此 555 定时器在电子技术领域得到了广泛的应用。2.2.42.2.4 555555 多谐振荡器多谐振荡器3 本次设计中所用的多谐振荡器是由 555 定时器构成，其电路图如图2.5对于 555 多谐振荡器，当电源接通后，电容 C 被充电，VC 上升，当 VC

22、上升到 2/3VCC 时，触发器被复位，同时放电 BJT T 导通，此时 V0 为低电平，电容 C 通过 R2 和 T 放电，使 VC 下降。当下降到 1/3VCC 时， 图 2.5 555 定时器电路图触发器又被置位，V0 翻转为高电平。电容器放电所需时间为：TPL=R2Cln2=0.7R2C （2-1）当放电结束时，T 截止，VCC 将通过 R1、R2 向电容 C 充电，VC 由 1/3VCC上升到 2/3VCC 所需的时间为： TPH=（R1+R2）C ln2=0.7（R1+R2）C （2- Vo82）当 VCC 上升到 2/3VCC 时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一

23、个周期性的方波，其频率为： F=1/（TPL+TPH）=1.43/（R1+2R2）C （2-3）在本次设计中，555 多谐振荡器为计数器（1）提供频率为 50HZ 的矩形脉冲信号。2.2.52.2.5 74LS9074LS90 计数器计数器74LS90 计数器是一种异步的二-五-十进制加法计数器，它既可以作为二进制的计数器，又可以作为五进制和十进制的加法计数器。在本次设计中它既被用来构成五进制计数器（1） ，又被用来构成十进制计数器（2）与计数器（3） 。图 2.6 为 74LS90 的引脚排列图。 图 2.6 为 74LS90 的引脚排列图通过不同的连接方式，74LS90 可以实现 4 种不

24、同的逻辑功能；而且还可以借助 R0（1） 、R0（2）对计数器清零，借助 R9（1） 、R9（2）将计数器置 9，表 2.3 为其功能表。其具体功能如下：（1） 当计数器脉冲从 CK1 输入，QA 作为输出端，为二进制计数器。（2） 当计数器脉冲从 CK2 输入，QD QC QB 作为输出端，为异步五进制加法计数器。9（3） 若将 CK2 和 QD 相连，计数脉冲由 CP1 输入，QA QB QC 和 QD 作为输出端，则构成异步 8421 码十进制加法计数器。表 2.3 74LS90 计数器功能表4（4） 若将 CK1 和 QA 相连，计数脉冲由 CP2 输入，QA QB QC 和 QD 作

25、为输出端，则构成异步 5421 码十进制加法计数器。（5） 清零、置 9 功能。a 异步清零：当 R0（1） 、R0（2）均为“1” ，且 R9（1） 、R9（2）中有“0”时，可以实现异步清零功能，即 Q3Q2Q1Q0=0000。 输入 输出 清 0 置 9 时钟R0（1）R0（2）R9（1）R9（2）CKA CKBQD QC QB QA 功能 1 1 0 X X 0 X X 0 0 0 0 清 00 X X 0 1 1 X X 1 0 0 1 置 9 1 QA 输出 二进制计数 1 QD QC QB 输出 五进制计数 QAQD QC QB QA 输出 8421BCD 码 十进制计数QD Q

26、D QC QB QA 输出 5421BCD 码 十进制计数0 XX 00 X X 0 1 1 不变 保持10 b 置 9 功能：当 S9（1） 、S9（2）均为“1” ，且 R0（1） 、R0（2）中有“0”时，可以实现置 9 功能，即 QAQBQCQD=1001。 74LS90 计数器除了有以上功能外还有分频作用。因 74LS90 计数器可以构成二、五、十三种计数器，即可实现二分频、五分频和十分频。 2.2.62.2.6 单稳态触发器单稳态触发器图 2.7 为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图 2.8 为各点波形图。单稳态触发器的输入触发脉冲信号 V1 由基本 RS 触发器 端提供，输

27、出负脉冲 V0 通过非门加到计数器的清除端 R。静态时，门 4 应处于截止状态，故电阻 R 必须小于门的关门电阻 ROFF。定时元件 RC 取值不同，输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电路的 RP 和 CP。单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。图 2.7 单稳态触发器11 图 2.8 单稳态触发器各点波形图3 3 电路设计电路设计3.13.1 电路设计方案电路设计方案 根据题目的要求，主要设计一个计数系统、译码驱动、数码显示系统、控制系统、一个稳压电源。其主要核心技术在于产生秒信号的计数脉冲与计数器之间的级联。其组成原理框图如图 3.1 所

28、示，原理图见附录三。数码管数码管数码管译码驱动器译码驱动器译码驱动器计数器3计数器2计数器1控制端频率振荡源稳压电源 3.1 电路组成原理框图3.1.13.1.1 工作原理工作原理 电子秒表是由频率振荡源产生 50HZ 的脉冲信号经控制端送入 0.01S 位计数器开始计数，而 0.01S 计数器位的构成是五进制计数器当其记满 5 个脉冲时自动归零，同时也会产生一个进位脉冲 0.1S 位计数器 0.1S 位就开始工作，而120.1S 位计数器的构成是十进制计数器当其记满 10 个脉冲自动归零，同时也会产生一个进位脉冲 1S 位计数器 1S 位就开始工作它的构成也是一个十进制计数器。当其记满后会自

29、动归零。3.1.23.1.2 计数器工作波形图计数器工作波形图 计数器工作波形图5如图 3.2 所示。13图 3.2 计数器工作波形图3.23.2 核心电路设计核心电路设计 3.2.13.2.1 计数器设计计数器设计 在这里 74LS90 计数器(1)接成五进制的形式所构成，它是用来将由多谐振荡器产生的 50HZ 的矩形方波进行计数。用来记录秒表的 0.01S 位。见图 3.36图 3.3 计数器级联图 计数器（2）是由 74LS90 计数器接成十进制形式构成的，它是用来记录秒表的 0.1S 位，并用译码显示器来显示。由于计数器（2）是十进制，当其计数14到 9 的时候，就会产生进位信号，而该

30、进位信号就作为计数器（3）的输入信号。计数器（3）也是由 74LS90 计数器接成十进制形式构成的，只是它是作为秒表的高位计数单位，即最小计数单位为 1 秒，并用译码显示器来显示。当其计数到 9 的时候就会返回到 0，此时计数器就会重新开始计数，秒表也会重新开始显示时间。 3.2.23.2.2 主控电路设计主控电路设计 （1）基本 RS 触发器与单稳态触发器之间的联接。 基本 RS 触发器通过其输出端的复位和置零来控制单稳态触发器是否工作。当其输出端 Q1 为高电平时，单稳态触发器不能被触发，即停止工作；当其输出端 Q1 由高电平变为低电平时，单稳态触发器能被触发，即开始工作。 （2）基本 R

31、S 触发器与 555 多谐振荡器之间的联接。由于多谐振荡器属于自激型的振荡器，不需要外界的触发信号就能产生矩形脉冲方波。基本 RS 触发器与多谐振荡器之间的联接是通过用一个与非门将两者的输出端相连，因此只有当基本 RS 触发器的输出为高电平时，与非门才能打开，此时多谐振荡器所产生的信号才能通过与非门输出去。在这里基本 RS 触发器就起到了控制多谐振荡器输出的作用。154 4 PCBPCB 板的制作板的制作4.14.1 PCBPCB 板设计的设计原则板设计的设计原则774.1.14.1.1 布局布局 首先，要考虑电气要求、散热、封装尺寸等。在确定 PCB 尺寸后再确定特殊元件的位置。最后，根据电

32、路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。 1 尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。 2 某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方 3 重量超过 15g 的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。 4 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机

33、内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。16 5 应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置 4.1.24.1.2 布线布线 1 输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。2 印制摄导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为 0.05mm、宽度为 1 15mm 时通过 2A 的电流，温度不会高于 3，因此导线宽度为 1.5mm 可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选 0.020.3mm 导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线尤其是电源线和地线。导线的最小间

34、距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至 58mm。3 印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。4.1.34.1.3 焊盘焊盘焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D 一般不小于(d+1.2)mm，其中 d 为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。4.24.2 PCBPCB 板电路抗干扰措施板

35、电路抗干扰措施4.2.14.2.1 电源线设计电源线设计 根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。4.2.24.2.2 地线设计地线设计8 地线设计的原则是： 1 数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而租，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。172 接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，

36、使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在 23mm 以上。3 接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成团环路大多能提高抗噪声能力。4.34.3 制板制板对于手工自制印刷电路板，按板面的实际设计尺寸剪裁敷铜板可用钢锯沿边线锯开，将敷铜板表面处理后，直接在铜箔面涂保护层。表面处理 可用水砂纸去氧化层和油污。然后将打印好 PCB 转印纸铺在敷铜板上通过热压机将 PCB印在敷铜板上，然后在板子放入配好的三氯化铁溶液中，浓度在 2842%之间，不断摇晃，加速反应。待把能看见的铜都腐蚀完了之后把扳子从三氯化铁溶液中取出来用清水洗净，用砂纸将没有被腐蚀的铜表面沙干净。然后再

37、把已经配好的松香酒精溶液立即涂在洗净晾干的印制电路板上，使它分布均匀且很薄，再加热烘干到不粘手为止。最后在钻孔，完成制板的最后工作。4.44.4 焊接的基本常知识焊接的基本常知识9首先是选择电烙铁。对于小型的电子制作项目，20W 的烙铁就能满足要求。如果初学焊接时使用大功率烙铁，很容易烫坏元件。 再次，注意焊锡与助焊剂的选用。千万不要使用酸性助焊剂，否则对烙铁头和电路板都有腐蚀作用。最好使用含松香芯的焊锡丝，用松香或松香酒精溶液作助焊剂。砂纸打磨是重要的过程，否则更难上锡甚至上不上锡。正确的方法是用细砂纸轻磨几下，再用烙铁头磨蹭引脚。如果引脚只有少数部位能上锡，这种元器件就得用砂纸多磨几下引脚

38、，否则会成为虚焊的隐患。 搪锡后，将引脚插入通孔，用镊子夹住引脚根部，再用烙铁接触引脚和通孔。一旦焊锡流满通孔，应立即移开烙铁。此时应注意：第一，烙铁应与引脚接触；第二，焊接的时间要短，一般不宜超过三秒；第三，撤离烙铁后千万不可晃动引脚，必须要焊锡凝固后再松开镊子。焊接质量可从焊锡是否填满通孔、18焊点是否圆滑光亮来判断。对于焊点周围的松香焊渣，可用乙醇擦去，千万不要使用含有氯化物的溶剂、汽油或肥皂水。手工焊接对焊点的要求1.电连接性能良好；2.有一定的机械强度；3.光滑圆润。造成焊接质量不好的常见原因1.焊锡用量过多，形成焊点的锡堆积；焊锡过少，就不足一包裹焊点。2.冷焊。焊接时烙铁温度过低

39、或加热时间不足，焊锡未完全熔化，浸润，焊锡表面不光亮（不光滑） ，有细小裂纹（如同豆腐渣一样！） 。 3.夹松香焊接。焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香，造成电连接不良。 4.焊锡的连桥。指焊锡量过多，造成元器件的焊点之间短路。这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。 5.焊剂过量。焊点周围松香残渣很多。当少量松香残渣留时，可以用电烙铁再轻轻加热一下，让松香挥发掉，也可以用蘸有无水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊剂。 6.拖尾：即焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖。是由于加热温度时间过长或焊剂过多掌握不当，以及烙铁离开焊点时角度不当造成的。 7.虚焊：焊点表面好像很饱满，实际上和焊盘

40、并没有接触，造成虚焊，一般不易查出，所以在焊接中一定要注意。4.54.5 元器件的安装元器件的安装在安装元件时，我们应该对元件进行检测使它能达到电路所需的要求，应尽量避免装错元件不然调试时会出现很多麻烦，然后仔细对照原理图和元件装配图进行安装。 ，再进行元器件的安装焊接，在安装焊接时应注意避免虚焊、假焊现象，并且要注意掌握焊接时间。如果焊接时间过长就有可能将元器件损坏。195 5 系统测试系统测试由于整个电路系统是由多个小模块构成，因此在对整个系统调试之前，应先对各个小模块进行调试。因整个系统都是数字电路，因此可以用 ISIS 仿真软件（ISIS 仿真软件是一种既能画图又能仿真的软件，它是通过

41、高低电平的显示来进行调试。 ）来对其进行调试。5.15.1 基本基本 RSRS 触发器的调试触发器的调试10 基本 RS 触发器是由集成与非门构成，可以根据其功能进行调试。其功能表如表 3.1。由基本 RS 触发器的功能表可以看出，基本 RS 触发器属于低电平触发。当输入端 R、S 分别为“1” 、 “0”时，输出端 Q1、Q2 就分别为“0” 、 “1” ；当输入端 R、S 分别为“0” 、 “1”时，输出端 Q1、Q2 就分别为“1” 、 “0” ；当输入端R、S 都为“1”时，输出端 Q1、Q2 保持不变。通过 ISIS 仿真软件，这些情况都能进行测试。当基本 RS 触发器正常工作时，在

42、触发器的各输入或输出端都能用红色的小点（代表高电平“1” ） 、绿色的小点（代表低电平“0” ）来显示，这样就能直观的测试基本 RS 触发器的工作是否正常。5.25.2 555555 多谐振荡器的调试多谐振荡器的调试20 本次设计用的多谐振荡器是由 555 构成的可调频振荡器，由于其本身就具有自激功能，不需要外界的触发，因此在调试时可以用一个示波器来观察其输出波形，并测试波形的频率，要求得到频率为 50HZ 的方波。该多谐振荡器的可调频是通过调节电阻 R1 来实现的，根据其频率公式（公式 3.4）就可看出只要 R1、R2、C 的参数取得恰当，就可以获得频率为 50HZ 的方波信号。5.35.3

43、 计数器的调试计数器的调试 本次设计中用的三个计数器都是由 74LS90 构成，可以根据其功能表（表3.3）来对其进行调试。具体调试情况如下：（1）将计数器（1）接成五进制形式，R0（1） 、R0（2） 、R9（1） 、R9（2）接逻辑开关输出插口，CP2 接单次脉冲源，CP1 接高电平“1” ，QD QCQBQA 接实验设备上的输入端 D、C、B、A，按表 3-2 测试其逻辑功能。（2）将计数器（2）及计数器（3）都接成 8421 码十进制形式，同时 R0（1） 、R0（2） 、 R9（1） 、R9（2）接逻辑开关输出插口，CP2 接单次脉冲源，CP1 接高电平“1” ，QD QCQBQA

44、接实验设备上的输入端 D、C、B、A，按表 3-2 测试其逻辑功能。 （3）将计数器（1） 、 （2） 、 （3）级联，按表 3.3 测试其逻辑功能。5.45.4 译码器的调试译码器的调试74LS248 有以下一些特征：（1）A、B、C、D 为 BCD 码的输入端。 （2）a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 为译码显示器的输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极 LED 数码管。（3）LT 为测试输入端，当 LT=“1”时，译码输出全为“1” 。（4）BI 为消隐输入端，当 BI=“1”时，译码输出全为“0” 。根据 74LS248 的以上这些特征以及参照其功能表（表 3.4）对其进行调试，

45、在调试的过程中可以借助 LED 数码管的显示功能，这样可以直观的观察74LS248 是否正常工作。215.55.5 电子秒表的整体调试电子秒表的整体调试各单元模块调试正常后，按方案的连接方式将各模块的实际电路在 ISIS 软件上连接起来，进行电子秒表的总体调试。先按一下按钮开关 K2，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关 K1，则计数器清零后便开始计时，观察数码管显示计数情况是否正常，如不需要计时或暂停时，按一下开关 K1，则计时立即停止，但数码管保留所计时之值。对于电子秒表的准确精度，可以利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行测试。5.65.6 系统的功能系统的功能本次设计的电子秒表系统是用于测量较短而且较精确的时间，它具体有以下一些功能：（1）整个系统由两个开关（S1、S2）控制。（2）系统在应用之前能清零，即电子秒表开始计时之前，显示器应显示零。（3）如果不需要计时或需要中途暂停计时，则秒表能及时停止计时，但能保留停止计时之前所计的时间。（4）电子秒表的计时范围在：0S 到 9.9S 之间。5.7.15.7.1 设计小结设计小结本次课程设计的题目是电子秒表。在选定这个题目后我们并没有立即