课程设计电子秒表

1、课程设计方案题目：电子秒表班级：电气1403班成员：邹世琦侯宇琦郭星刘斌史豪坤李梦滢2016年5月一、设计任务利用CC7107 A/D 转换器设计制作3 位直流数字电压表二、设计要求及指标1绘出三位半直流数字电压表的电路接线图2阐明组装、调试步骤3说明调试过程中遇到的问题和解决的方法三、实验仪器与器材1、直流稳压电源2、CD4511BCD七段锁存-译码-驱动器3、MC1403基准电源4、共阴极LED显示器5、多谐振荡器6、石英晶振7、电压表、电流表、电阻、电容若干四、数字电子秒表设计4.1电子秒表的基本组成和工作原理电子秒表电路的基本组成框图如图所示，它主要由多谐振荡器、计数器、译码器和数码显

2、示器4个部分组成。图1.1 电子秒表电路的基本组成电子秒表设计电路总图如图1.2所示，图中由定时器555构成方波振荡器，用来产生50Hz的矩形波。第I块计时器作5分频使用，将555输来的50Hz的脉冲变为0.1秒的计数脉冲加给计数器。第II、第III块计数器 Q0与CP2相连，脉冲从CP1输入，都以接成十进制计数电路，其中第II块是每0.1秒进位，第III块是每秒进位。两片CD4511是译码器，将计数器输来的8421BCD码为十进制数分别去驱动两个数码管，使之相应的显示。开关S1闭合开始计数，断开停止计数；开关S2断开秒表清0，闭合可以计数。图1.2电子秒表设计电路总电路图4.2发生电路NE5

3、55定时器是电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。利用闭合回路的反馈作用可以产生自激震荡。TTL电路延迟时间短，难以控制频率。电路接入RC回路有助于获得较低的震荡频率，由于门电路的作用时间极短，TTL电路自有几十纳秒，所以想获得稍低一些的震荡频率是很困难的，而且频率不易调节。在电路中接入RC电路可以有助于获得较低的震荡频率，而且通过改变R,C的数值可以和容易实现对频率的调节。图1.3NE555电路图及管脚图4.3计数电路要实现 0.1 秒计数，须设计一个 10 进制计数器；要实现秒计数，须再设计一个 10 进制计数器；这里也选用 74LS90 实现。二五十进制加法计数器74LS90

4、构成电子秒表的计数单元，其中计数器接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端QD取得周期为0.1S的矩形波脉冲，作为计数器的时钟输入。计数器及计数器接成8421码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.10.9秒计时。74LS90功能表如下：输    入输  出功    能清  0置  9时    钟QD  QC  QB  QAR0(1)、R0(2)S9(1)、S9(2)CP1 

5、60;  CP2110××0×     ×0000清    00××011×     ×1001置    90     ××     00     ××     0

6、60;    1QA   输  出二进制计数1     QDQCQB输出五进制计数    QAQDQCQBQA输出8421BCD码十进制计数QD     QAQDQCQB输出5421BCD码十进制计数1     1不   变保   持74LS90功能：通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0（1）(2管脚)、R0

7、（2）（6管脚）对计数器清零，借助S9（1）（6管脚）、S9（2）（7管脚）将计数器置9。其具体功详述如下：（1）计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。（2）计数脉冲从CP2输入，QD、QC、QA作为输出端，为异步五进制加法计数器。（3）若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。（4）若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，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”；S9（1）、S9（2）中有“0”时，

8、实现异步清零功能，即QDQCQBQA=0000。b) 置9功能当S9（1）、S9（2）均为“1”；R0（1）、R0（2）中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA =1001。本设计采用的是74LS90的五分频和十进制计数功能。其中，74LS90（1）是对50Hz的脉冲信号进行五分频，实现输入为10Hz（0.1s），74LS90（2）、74LS90（3）实现十进制计数。4.4译码显示电路(1)码驱动及显示单元计数器实现了对时间的累计以 8421BCD码形式输出，用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流。本设计用的 CD4511是用于驱动共阴LED显示器

9、的BCD-84217段译码器。(2)半导体数码管（数码显示器）现在的许多电器设备上都有显示十进制字符的字符显示器，以直观的显示出电器设备的运行数据。目前广泛使用的字符显示器是七段字符显示器，或称七段数码管。常见的七段数码管有液晶显示数码管和半导体数码管两种。图1.4 CD4511电路图五、数字电压表的安装与调试1、数码显示部分的组装和调试用检查动态显示的方法分别检查数码管的显示数及选通情况2、标准电压源的连接和调整 插上基准电源，用标准数字电压表检查输出是否为2.5v，然后调整电位器，使其输出电压为2.00v，调整结束后去掉电源线3、总装测试的方法与步骤（1）接线：按照设计电路接好线路，并插上芯（2）通电显示检查：接通+5v、-5v电源及地线，此时显示器将显示“000”值，否则，应依次检测电源正负电压，用示波器测量，观察波形，判别故障所在（3）电压粗测调节输入电压的高低。4位输出显示数码应相应变化，然后进入下一步精调（4）测量基准校准:用示波器测量输入