學(xué)院:理工學(xué)院專業(yè):電子信息工程班級(jí):1001學(xué)號(hào):1010720102學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:王連勝2012年9月3日數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告電子秒表一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)一個(gè)電子秒表，電子秒表的計(jì)時(shí)與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致。多功能電子鐘設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)一個(gè)具有時(shí)、分、秒的十進(jìn)制數(shù)字顯示的計(jì)數(shù)器。二、方案設(shè)計(jì)與論證通過(guò)一個(gè)RS觸發(fā)器完成啟動(dòng)和停止秒表的工作，設(shè)計(jì)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為計(jì)數(shù)器提供清零信號(hào)時(shí)鐘發(fā)生器提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)使用異步計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，最后通過(guò)帶有譯碼器的數(shù)碼管顯示數(shù)值.三、單元電路設(shè)計(jì)與電路原理單元1：RS觸發(fā)器上圖中單元I為用集成與非門(mén)構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。屬于低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器，有直接復(fù)位、置位功能。它的一路輸出Q作為與非門(mén)5的輸入控制信號(hào)。按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)SW2（接地），則門(mén)1輸出Q’=1，門(mén)2輸出Q=0，此時(shí)門(mén)5輸出為1，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；SW2復(fù)位后Q和Q’的狀態(tài)保持不變。按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)SW1，則Q由0變?yōu)?，門(mén)5啟動(dòng)，為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)做好準(zhǔn)備。基本RS觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動(dòng)和停止秒表的工作。單元2：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理圖中單元2為與非門(mén)構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)負(fù)脈沖信號(hào)ui由按鍵單元1提供，SW2不按下ui=1，SW2按下ui=0，產(chǎn)生負(fù)脈沖；輸出負(fù)脈沖u0通過(guò)非門(mén)加到計(jì)數(shù)器的清除端R0。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電子秒表中的職能是為計(jì)數(shù)器提供清零信號(hào)單元3：時(shí)鐘發(fā)生器原理圖中單元3為用555定時(shí)器構(gòu)成的多些振蕩器，是一種性能較好的時(shí)鐘源。調(diào)節(jié)電位器RW，使在輸出端3獲得頻率為50Hz的矩形波信號(hào)，當(dāng)基本RS觸發(fā)器Q=1時(shí)，門(mén)5啟動(dòng)，此時(shí)50Hz脈沖信號(hào)通過(guò)門(mén)5作為計(jì)數(shù)脈沖加于計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)輸入端CP2。單元4：計(jì)數(shù)器二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元，如原理圖中單元IV所示。其中計(jì)數(shù)器1接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為50Hz的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行5分頻，在輸出端QD取得周期為0.1s的矩形脈沖，作為計(jì)數(shù)器2的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器2以及計(jì)數(shù)器3接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與譯碼顯示單元的相應(yīng)輸入端連接，可顯示0.1~0.9秒，10~99秒的計(jì)時(shí)。四、總原理圖及元器件清單1．總原理圖2．元件清單元件序號(hào)型號(hào)功能數(shù)量備注17SEG-BCD數(shù)碼管42555定時(shí)器137400與非門(mén)347404非門(mén)257490異步計(jì)數(shù)器46CAP電容47POT-HG電位器18SW-SPST開(kāi)關(guān)2五、電路功能測(cè)試結(jié)果實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)的次序，將各單元電路逐個(gè)進(jìn)行連接和調(diào)試，即分別測(cè)試基本RS觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時(shí)鐘發(fā)生器以及計(jì)數(shù)器的邏輯功能，待各個(gè)單元電路工作正常后，再將有關(guān)電路逐級(jí)連接進(jìn)行測(cè)試……，直到測(cè)試電子秒表整個(gè)電路的功能。這樣的測(cè)試方法有利于檢查和排除故障，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。1.基本RS觸發(fā)器的測(cè)試基本RS觸發(fā)器功能表輸入輸出SRQQ’00110110100111112.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的測(cè)試(1).靜態(tài)測(cè)試。用直流數(shù)字電壓表測(cè)量A、B、D、F各點(diǎn)電位值。記錄之。接高A2.26B0D0.42FSHL接低A2.26B0D0.42FSHL(2).動(dòng)態(tài)測(cè)試。輸入端接1KHz連續(xù)脈沖源，用示波器觀察并描繪D和F點(diǎn)波形，如單穩(wěn)輸出脈沖持續(xù)時(shí)間太短，難以觀察，可以適當(dāng)加大微分電容C(如改成0.1uF)待測(cè)試完畢，再恢復(fù)4700pF。3．時(shí)鐘發(fā)生器的測(cè)試用示波器觀察E點(diǎn)輸出電壓波形并測(cè)量其頻率，調(diào)節(jié)電位器Rw，使輸出矩形波頻率為50Hz。4．電子秒表的整體測(cè)試各單元電路測(cè)試正常后，按原理圖把幾個(gè)單元電路連接起來(lái)，進(jìn)行電子秒表的總體測(cè)試。先按下按鈕開(kāi)關(guān)S2，此時(shí)電子秒表不工作，再按下按鈕開(kāi)關(guān)S1，則計(jì)數(shù)器便開(kāi)始計(jì)時(shí)，觀察數(shù)碼管顯示技術(shù)情況是否正常，如不需要計(jì)數(shù)或暫停計(jì)數(shù)時(shí)，按下開(kāi)關(guān)S2，計(jì)數(shù)立即停止，但數(shù)碼管保留所計(jì)數(shù)之值。5.電子秒表準(zhǔn)確度的測(cè)試?yán)秒娮隅娀蚴直淼拿胗?jì)時(shí)對(duì)電子秒表進(jìn)行校準(zhǔn)。6.電路改進(jìn)（1）將參考電路中單穩(wěn)觸發(fā)器觸發(fā)器部分改成用555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)參考電路中的顯示部分沒(méi)有用顯示譯碼器，將參考電路中的顯示部分加入顯示譯碼器。將參考電路中的計(jì)數(shù)器改成用同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160來(lái)實(shí)現(xiàn)（參考電路中的計(jì)數(shù)器1可以用十進(jìn)制）結(jié)論與心得通過(guò)此次試驗(yàn)使我了解了電子秒表的基本原理，每一部分的基本功能和具體構(gòu)造，熟練掌握了proteus軟件的使用方法，這次實(shí)驗(yàn)使我們能夠?qū)?shū)本上學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際操作結(jié)合起來(lái)，雖然遠(yuǎn)離看似簡(jiǎn)單，但是實(shí)際的操作并沒(méi)有想象的那么容易，一個(gè)端口沒(méi)有接上或者是一個(gè)數(shù)值的錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差。雖然在此期間也遇到了許多的困難，但是通過(guò)自己查找資料結(jié)合以前所學(xué)的知識(shí)加上老師的指導(dǎo)，我們都克服了這些問(wèn)題，雖然最后在使用74LS160改進(jìn)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)的設(shè)計(jì)不是很完美，但總體上還是完成了試驗(yàn)任務(wù)。通過(guò)這次測(cè)試技術(shù)的實(shí)驗(yàn),使我學(xué)到了不少實(shí)用的知識(shí),更重要的是,做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,思考問(wèn)題的方法,才是真正使我們受益匪淺的。三亞學(xué)院課程設(shè)計(jì)考核表分院理工分院專業(yè)電子信息工程班級(jí)1001課程設(shè)計(jì)題目電子秒表學(xué)生姓名學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)時(shí)間2012年9月3日至2012年9月7日同組人序號(hào)姓名學(xué)號(hào)本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)使用proteus軟件的模擬實(shí)現(xiàn)了電子秒表的基本功能，包括基本的啟動(dòng)、暫停、清零。在隨后的附加實(shí)驗(yàn)中成功使用了555定時(shí)器構(gòu)成了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，使用了譯碼器247和不帶譯碼器的數(shù)碼管替代了原先的帶有譯碼器的數(shù)碼管。但是在使用74LS160替代異步計(jì)數(shù)器的時(shí)候出現(xiàn)了一些問(wèn)題例如前一位到九就