数字秒表电路报告

1、课程名称：数字电子技术课程设计标题：电子秒表电路学生姓名：专业：班级级别：号码：讲师：日期：年月日电子秒表电路一、设计任务和要求需要设计一个用于短时测量的数字秒表，该秒表适用于田径比赛和其他场地总数。(1)定时范围：010分钟(2)显示分辨率为1s/10。(3)用按钮开关控制三种工作状态，即清除时间和停止二、方案设计与论证实验需要设计一个用于短时测量的电子秒表。根据所学的相关知识和本课题的要求，电路应分为三个部分，即计数脉冲产生电路、计数电路和状态控制电路。电路框图描述如下：根据以上电路框图，我们讨论以下两种方案方案1，555定时器用于构成多谐振荡器电路，为计数电路提供计数脉冲。通过调整外围电

2、阻器R1和R2以及电容器C的值，振荡电路可以产生10Hz的计数脉冲(即，周期为0.1秒的信号)。74LS160计数器分为三级计数电路，即十进制0.1秒计数电路、60秒计数电路和十进制分钟计数电路。74LS160作为三值计数电路，74139双线四线译码器作为状态控制电路，使计数电路可以在清零、计数和停止三种状态之间切换。方案2，应时晶体振荡器的脉冲发生器由应时晶体组成。计数电路是由74LS160串联而成的600位计数器，最多可计数600秒(10分钟)，控制方便，控制电路与第一种方案相同。最终计划：计划一。由于我不熟悉方案2的应时晶振电路，方案2的计数不符合人们的一般思维方式，所以选择方案1作为最

3、终方案。3.单元电路设计和参数计算根据以上讨论，该方案包括三个单元：计数电路、状态控制电路和计数脉冲产生电路。设计了以下装置并分别计算了参数。(1)计数脉冲发生电路由于555定时器在数字电子和模拟电子领域都有重要的应用，而且使用简单，只需连接几个外围器件如电阻和电容，就可以构成施密特触发器电路、单稳态电路和多谐振荡器电路，因此在本方案中最终选择555定时器作为计数脉冲发生电路。555定时器菜单：通过对上述功能表的分析，可以使用以下典型的多谐振荡器电路。电容器c的充电时间t1=(R1 R2)Cln(Vcc-Vt-)/(Vcc-Vt)=(R1 R2)Cln 2 1放电时间t2t2=R2Cln(0-

4、Vt )/(0-Vt-)=R2Cln2电路振荡周期T=t1 t2=(R1 2R2)Cln2 3因为设计要求秒表的分辨率为0.1秒，所以这里应该设置振荡周期T=0.1S。根据等式3，假设C=3uF，则：R1 2R 2=T/Cln2=0.1/(310-6 LN2)48090最终值为R1=8090，R2=20，C=3uF(2)由2)74LS160和139个二线和四线解码器组成的状态控制电路菜单74LS160CLK注册营养师身份证EP和工作模式0设置为010预设号码1101保持110保持(c=0)1111数数74HC139真值表投入输出G第一等的A0Y3Y2Y1Y0111110001110001110

5、101010110110111根据上述功能表，可以设计以下控制电路：电子秒表有三种状态：清零、计数和停止。在该方案中，74LS160用于形成三值计算电路。因为74160采用异步置零模式，计数器的第四状态0011被用于将通过与非门的地电位解释为控制器的清零信号，这使得控制器在0000、0001和0010之间循环，对应于秒表的三种控制状态。控制计数电路的计数脉冲由连接到VCC的常开开关形成。每次按下开关，计数器都会接收到下降沿，从而跳到另一个状态。(3)由74160组成的计数电路由于74LS160是十进制计数器，因此采用异步调零。根据设计要求，0.1秒计数部分和分钟计数部分都是十进制的，所以0.1

6、秒计数部分和分钟计数部分只需要被控制电路的清零信号清零，每当0.1秒计时电路和分钟计数电路达到10或从控制电路接收到清零信号时，都会被清零。而第二计数部分需要自己的60位清零信号和控制电路的清零信号来置零，所以U3和U4使用或非门来接收这两个清零信号，只要第二计数达到60或控制电路发送清零信号，第二计时电路就会清零。当10位为6时，发送第二计数电路的60位清零信号。同时，所有74LS160计数器的ET端(图中的ENT端)由控制电路的74139解码器的输出控制，当ET为0时保持，当ET为1时计数，计数电路在计数状态和保持状态之间变化。计数电路下面是每个部分的大图0.1秒计数电路子计数电路秒计数电

7、路四、总回路工作原理及元件清单1.电子秒表通用电路2.电路完整工作过程的描述(一般工作原理)在整个电路上电后，由于控制电路的计数器的初始状态是从0000，然后是0001到0010，经过双线和四线解码器，解码后解码器输出端Y3Y2Y1Y0的对应状态是HHHL、HHLH和HLHH(H代表高电位，L代表地电位)。由于所有计数器ET端都连接到74HC139的Y1端，Y3连接到0.1秒计数电路和分钟计数电路的清零端，Y3也通过反相器连接到第二计数电路的清零端的或非门。电路上电后，控制电路的计数器未开始工作，输出状态为0000，解码器Y0为低电位，Y3、Y2、Y1为高电位，所有计数电路的计数器ET端均为1

8、，计数电路的计数器复位端均为高电位，秒表电路进入计时状态。0.1秒计数电路每10秒向第二计数电路前进1，而第二计数电路每60秒向分钟计数电路前进1。当开关J1被按下时，控制电路接收到下降沿脉冲，控制电路的输出状态变为0001，解码器输出端Y3Y2Y1Y0的电位为HHLH，计数电路所有计数器的ET端为0，所有计数器的清零端为1，计数电路处于保持状态。再次按下J1开关，控制电路接收到下降沿脉冲，控制电路的输出状态变为0010，解码器输出端Y3Y2Y1Y0的电位为HLHH，计数电路的所有计数器清零端均为0，完成清零动作。如果再次按下开关，控制电路将在0000、0001和0010之间循环，计数电路将在

9、清零、计数和保持之间循环。2.组件列表组件名称模型主要参数量评论十进制计数器74LS160异步清除5双线和四线解码器74CH1391555定时器1或非门74LS021非门74LS041与门74LS081与非门74LS001抵抗3电容2V.模拟调试与分析整个实验设计和仿真都是用Multism11.0来完成的。要设计和调试一个相对较大的电路，需要对电路进行模块划分。首先，对计数电路进行调试。0.1秒计数电路、第二计数电路和分钟计数电路分别是十进制计数电路、60十进制计数电路和10十进制计数电路。在调试开始时，发现第二计数电路在49被清除。后来，人们发现当设计开始时，清零信号被翻译成十位数字5，所以

10、当达到十位数字5时，它将在49被清零。最后，清晰的信号被翻译成十位数字6。更难的部分是第二计数部分。由于第二计数部分由两个74LS160组成，调零应考虑其自身的60位调零和控制电路的调零信号。经过多次模拟和仔细考虑，最终确定第二计数电路的调零端与双输入或非门相连，输入端与控制电路发送的调零信号相连，调零端由与门转换。还应注意，74160是一种异步调零模式。当清零60位时，应使用对应于6的二进制0110通过与门将高电位转换为置零信号，而不是用59解码。控制电路调试。首先，应该制作一个三元计数器来控制电子秒表的三种状态。起初，我想直接使用逻辑门来转换这三种状态的相应控制信号，以控制计数电路。后来，

11、我认为使用解码器更简单，所以我转而使用解码器。因为控制电路的计数器只有三种状态，它只需要把它的低两位发送到解码器的A和B输入部分。然后，解码器的输出端Y2、Y1和Y0分别控制计数电路。脉冲发生电路的调试。最初，根据数字电子技术基本教程的例子计算产生10HZ脉冲的电路，但是在用multisim11.0绘制电路之后，发现计数电路不能被驱动，即计数电路不能计数。后来，在查阅了网上的第一批数据后，我意识到这是multisim11.0的局限性，它不能用555定时器产生低频方波脉冲。因此，报告给出了10Hz脉冲产生的计算公式以及R1、R2和c的理论值六.结论和经验对于复杂的电路设计，首先要把电路分成模块，然后考虑每个模块要实现的功能，然后根据所学的知识设