1、實驗九、綜合設計-數字秒表一、實驗目的1了解數字計時電路的基本設計方法。2進一步熟悉中規模集成電路和半導體顯示器件的簡單應用。3通過對數字秒表的設計，進一步掌握數字電路的設計、調試方法。二、實驗儀器與器材1數字電路實驗裝置及相應元、器件：CC7555，C036，C180（CC4518），CT4003（CC14547），BS205（BS207），電阻，電容等。2萬用表3雙蹤示波器三、預習要求1數字秒表的基本工作原理和設計方法。2集成555定時器、計數器、譯碼器和數碼管的功能及外部引線排列。四、實驗原理 數字秒表是一種簡單的秒計時器，可實現手控記秒、停擺和清零功能。該計時器的原理框圖如圖9-1所示

2、。它由秒信號發生器、秒計數器、控制電路、譯碼電路、數碼顯示器等五部分組成。秒信號發生器產生標準的秒脈沖信號，秒脈沖送入計數器計數，計數結果通過譯碼電路和數碼顯示器顯示時間。各部分電路及工作原理分析如下。圖9-1 圖9-21秒信號發生器及其控制電路電路如圖9-2所示。其中由集成555定時器組成的多諧振蕩期作為秒信號發生器，輸出頻率的脈沖信號，為定時元件，根據公式選擇其參數值。由門1，2構成的基本RS觸發器及開關，電阻，組成控制電路，為555定時器提供控制信號A，并能消除開關抖動造成的誤差。當開關置“1”端時，A為高電平，振蕩器工作；當置“0”時，A端為低電平，振蕩器停振，同時控制秒計數器復零，以

3、備下一次使用時從0開始計數。2秒計數器秒計數器是六十進制計數器，可由兩塊十進制計數器反饋歸零來實現。其電路如圖9-3所示。圖中十進制計數器選用C180，與非門3，4構成反饋支路，來自控制電路的信號A接至門4的輸入端，控制計數器的工作狀態。當A為高電平時，門4的狀態受門3控制，計數器按六十進制計數；當A為低電平時，門4輸出高電平，計數器復零。由門5，6和開關組成實現計數器“停擺”功能的控制電路。當為高電平時，秒信號輸入計數器計數；當為低平時，門6被封鎖，計數器保持已計數狀態。門5是為保證秒信號的下降沿觸發計數器而設置的。 圖9-33譯碼顯示器譯碼顯示器是將BCD碼譯成7線輸出以推動顯示電路工作，

4、顯示電路則將譯碼輸出信號進行顯示，其電路如圖9-4所示。圖中譯碼器CT4003與LED數碼管BS205為共陰極接法，CT4003的輸入端A，B，C，D接秒計數器的輸出端，輸出端ag的狀態與輸入端的數碼相對應，高電平有效。當ag中的某幾個信號為高電平時，BS205的相應段亮，輸出低電平時相應段不亮。圖中電源電壓使用5V，譯碼與顯示電路直接連接；若電源電壓升高，需在CT4003輸出端與LED輸入端間接入電阻，其阻值隨電壓的變化而不同（10V時用1），以保證LED數碼管每筆電流值在1015范圍，避免由于電壓升高而使數碼管電流過大而損壞。 圖9-4五、設計任務1參考圖9-2、9-3、9-4設計數字秒表電路，計算并選擇合適的元、器件，畫出整機電路原理圖。2對照集成電路管腳的排列及功能，畫出整機接線圖。六、實驗內容與步驟1按照整機接線圖在實驗裝置上安裝好元、器件并連線，檢查無誤后接通電源。2功能調試（1）秒計數：將開關接地，接高電平，顯示器顯示六十進制的時間計數數字，數字秒表工作正常。否則存在某些故障，應分別檢查各級電路的輸入輸出狀況，直到排除故障為止。（2）停擺：開關不動，將接地，計數器停止計數，數碼管保持原狀態，顯示某一數字。（3）清零：開關接高電平，秒信號發生器停振，計數器清零，顯示器顯示0。3校時將秒表的計時速度與手表對照，調節電位器，使兩者基本同速。七、實驗報告