1、自主設計實驗報告學院：機電工程學院姓名：孔德智學號：1100800719兩位數字秒表設計1.實驗目的1.進一步提高獨立分析問題和解決問題的能力。 2.掌握數字系統的分析和設計方法。 3.對數字集成電路的綜合應用有進一步的認識和理解。2.總體設計方案或技術路線本實驗要用同步加法計數器74LS161構成60進制加法計數器，并用555產生脈沖信號，共同構成=時鐘信號生成的設計和計數器的設計。555定時器簡介：555定時器是一種模擬電路和數字電路相結合的中規模集成器件，它性能優良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩態觸發器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發器。因此集

2、成555定時被廣泛應用于脈沖波形的產生與變換、測量與控制等方面。下圖為用555定時器設計的多諧振蕩器的電路圖及其電路產生的波形。由多諧振蕩器原理，結合上圖可知其振蕩周期。為電容充電時間，為電容放電時間。充電時間 放電時間 矩形波的振蕩周期555組成的多諧振蕩器實際電路參數的選擇：由于實際電路所給的器件有限，其R1 = R2 =500 K，RC振蕩器電容為1uF ，五號管腳所接的Cs為10PF。所以其振蕩周期為T =1.5*0.7=1.05s，所以其周期為約為1s.74LS161簡介：74LS161 為可預置的4 位二進制同步計數器,它可以靈活的運用在各種數字電路，以及單片機系統種實現分頻器等很

3、多重要的功能其管腳圖如下：本次試驗設計要設計60進制加法計數器，其大于一個74LS161的計數范圍需要進行級聯。借助Cr對計數器清零，可以實現60進制的計數。由于74LS161為異步加法計數器故需在低位的QC、QB 和高位的QB、QA 進行與運算后進行與非運算后作為清零信號，于是得到下圖的計數器。實驗方案：由于74LS161直接清零方式為異步清零，這種清零方式會導致清零的不可靠，需要對清零進行一定的改進，使不可靠清零變成可靠清零。74LS161的預置是同步的。當置入控制器LOAD 為低電平時，在CLOCK上升沿作用下，輸出端QAQD 與數據輸入端AD 相一致。由此我們可以通過采用預置的方式，確

4、保其清零的可靠性。此秒表不僅能夠實現60進制的計數功能，還能實現實時暫停、恢復與停止。3.實驗電路圖4. 儀器設備名稱、型號555定時器、 74LS161計數器 * 2、 74LS00N5.理論分析或仿真分析結果實驗成功，得到想要的結果，能夠實現60進制的秒表計數功能6.詳細實驗步驟及實驗結果數據記錄（包括各儀器、儀表量程及內阻的記錄）實驗步驟：（1）按數字電子秒表設計電路圖搭接好設計電路；（2）用示波器觀察555第3管腳輸出的矩形脈沖，調電路中的RP使555輸出沖為T為1s左右；（3）S1閉合，檢查第塊計數器QD端應有周期為0.1秒的脈沖輸出，S1斷開QD端無脈沖輸出；（4）S2斷開秒表應清

5、為00，S2接通（S1閉合），秒表應開始計數。7.實驗結論 實驗成功，能夠達到預期目標，從555輸出周期為1s左右的方波脈沖，低位計數器計數，顯示器顯示“9”后，高位顯示“1”的同時低位顯示“0”，以此循環計數，到達59后置零重新開始計數。8.實驗中出現的問題及解決對策在第一次試驗中，低位的“9”及進位同時發生，即高位的“1”和低位的“9”會同時發生；經過改進后在從低位到高位的進位處加了一個非門，使得高位的“1”和低位的“0”同時出現，即高位延后了一個脈沖，得到想要的結果。9.本次實驗的收獲和體會、對電路實驗室的意見或建議可以看到設計的電路能夠完成設計題目的基本要求，而其改進方法，主要是在同步

6、計數器在進位時的不可靠而加以改進，采用非門的方式，使進位達到想要的結果，改進的電路也達到了實驗預先的期望，提高了進位的可靠性。通過此次設計，加深了對555定時器的工作原理及由其構建電路的認識，掌握如何用其搭建多諧振蕩器。對計數器有了進一步的理解，尤其對異步清零來說，確保其清零的可靠性是相當有必要的，而本實驗采用的同步置數也讓我有了更深的體會，同時對進位的探究與實驗讓我對電路的設計其有了進一步的理解。10參考文獻康華光.2000年. 電子技術基礎 數字部分（第四版）. 北京：高等教育出版社. 王慧玲.2003年. 電工電子實驗與實訓. 北京：機械工業出版社.吳建強.2004年. 電工學新技術實踐. 北京：機械工業出版社.鄧玉元 蔣卓勤.