数字式秒表课程设计
- 格式:doc
- 大小:252.00 KB
- 文档页数:11
数电秒表课程设计摘要一、课程目标知识目标:1. 理解数字电路基础知识,掌握秒表电路的基本原理。
2. 学会分析秒表电路图,识别并运用其中的基本电子元件。
3. 掌握秒表的计数、计时功能,理解其工作过程。
技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能独立完成秒表的组装与调试。
2. 培养学生问题解决能力,能针对秒表电路故障进行排查和维修。
3. 培养学生团队协作能力,分组进行项目实践,共同完成秒表设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱科学,对数字电路产生浓厚的兴趣。
2. 培养学生积极探究、勇于创新的精神,敢于面对挑战。
3. 培养学生具备良好的责任心和职业道德,遵循实验室规章制度,爱护设备。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识,以动手实践为主。
学生特点:学生在本年级已具备一定的数字电路基础,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:教师需结合学生特点,采用引导式教学,充分调动学生的积极性和主动性,注重培养学生的实践能力和团队协作精神。
通过课程目标的实现,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,提高学生的综合素质。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材内容,组织以下教学模块:1. 数字电路基础知识回顾:复习触发器、计数器等基本元件的工作原理,为秒表电路设计打下基础。
2. 秒表电路原理讲解:详细讲解秒表电路的设计思路、工作原理,包括时钟信号、分频器、计数器、显示部分等。
3. 秒表电路图分析:分析教材中提供的秒表电路图,识别各部分电路的功能,学会运用基本元件组成秒表电路。
4. 秒表组装与调试:根据教材步骤,分组进行秒表的组装,学会使用工具和仪器,调试电路,确保秒表正常运行。
5. 故障排查与维修:针对秒表电路可能出现的故障,教授学生排查方法,培养学生解决问题的能力。
6. 项目实践:以小组为单位,完成一个具有计时、计数功能的秒表设计,锻炼学生团队协作能力和实践操作能力。
教学内容安排与进度:1. 数字电路基础知识回顾(1课时)2. 秒表电路原理讲解(1课时)3. 秒表电路图分析(1课时)4. 秒表组装与调试(2课时)5. 故障排查与维修(1课时)6. 项目实践(3课时)教学内容与教材章节关联:1. 数字电路基础知识回顾:教材第3章2. 秒表电路原理讲解:教材第4章3. 秒表电路图分析:教材第5章4. 秒表组装与调试:教材第6章5. 故障排查与维修:教材第7章6. 项目实践:综合运用教材第3章至第7章的知识。
c51数字秒表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解C51单片机的基本原理,掌握数字秒表的硬件设计及编程方法。
2. 学生能够运用C语言编写程序,实现秒表的启动、停止、计时的功能。
3. 学生了解数字秒表在实际应用中的重要性,如时间测量、实验数据记录等。
技能目标:1. 学生能够运用所学的C51知识,设计并实现一个具有基本功能的数字秒表。
2. 学生通过实际操作,提高动手实践能力,培养解决实际问题的能力。
3. 学生能够运用所学知识,对数字秒表进行调试和优化,提高程序运行效率。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对单片机编程的兴趣,提高学习主动性和积极性。
2. 学生通过合作完成任务,培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在解决问题的过程中,培养坚持不懈、勇于探索的精神。
本课程针对高年级学生,结合C51单片机课程内容,注重理论与实践相结合。
课程设计旨在帮助学生巩固所学知识,提高动手实践能力,培养解决实际问题的能力。
通过数字秒表的设计与实现,让学生充分体会单片机编程的乐趣,激发学生的学习兴趣,为后续课程学习打下坚实基础。
同时,课程强调团队协作和情感态度的培养,使学生在学习过程中形成积极向上的人生态度。
本章节教学内容主要包括以下几部分:1. C51单片机原理回顾:复习C51单片机的硬件结构、工作原理及编程基础,重点掌握I/O口编程、定时器/计数器等知识点。
2. 数字秒表的硬件设计:介绍数字秒表的硬件组成,包括单片机、时钟电路、显示电路等,分析各部分功能及相互关系。
3. 数字秒表的编程实现:学习如何使用C语言编写程序,实现数字秒表的功能。
内容包括:- 定时器/计数器的配置与使用;- 按键扫描程序编写;- 数码管显示程序编写;- 秒表功能模块设计(启动、停止、计时)。
4. 教学案例分析与实践:结合教材案例,分析数字秒表的设计过程,引导学生动手实践,完成一个具有基本功能的数字秒表设计。
5. 调试与优化:介绍程序调试方法,指导学生运用调试工具,对数字秒表程序进行调试和优化,提高程序运行效率。
数字电子技术课程设计报告课程设计(大作业)报告课程名称:数字电子技术设计题目:数字秒表院系:信息技术学院班级:设计者:学号:指导教师:**设计时间:2015.12.14--2015.12. 18 信息技术学院昆明学院课程设计(大作业)任务书目录一、设计目的 (1)二、设计要求和设计指标 (1)三、设计内容 (1)3.1电子秒表工作原理 (1)3.1.1总体设计 (2)3.1.2 脉冲电路设计 (2)3.1.3总清零控制电路 (6)3.1.4时间计数单元 (6)3.1.5分频电路 (8)3.1.6码驱动及显示单元 (9)3.1.7多功能数字秒表电路的组合 (10)3.2仿真结果与分析 (12)3.2.1 时钟发生器的测试 (12)3.2.2 计数、译码、显示单元的测试 (13)3.2.3 整体测试 (13)3.2.4 电子秒表准确度的测试 (14)四、本设计改进建议 (14)五、总结 (15)六、主要参考文献 (16)一、设计目的1、学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示器等单元电路的综合应用。
2、学习电子秒表的调试方法。
3、秒表由五位七段LED显示器显示,其中一位显示“min”,四位显示“s”,其中显示分辨率为0.01s,计时范围为0~9分59秒99毫秒;具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等功能;控制开关为两个;启动(继续)/暂停计时开关和复位开关。
二、设计要求和设计指标制作一个数字秒表,将单个数字秒表组合设计成可以同时对多人进行计时的多人数字秒表。
电子秒表的工作原理就是不断输出连续脉冲给加法计数器,而加法计数器通过译码器来显示它所记忆的脉冲周期个数。
1.时钟发生器:利用石英震荡555定时器构成的多谐振荡器做时钟源,产生脉冲。
2.记数器:对时钟信号进行记数并进位,百分之一秒和十分之一秒以及个位秒之间10进制,十位秒为六进制; 本设计采用可预置的十进制同步加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元。
西课程设计数字秒表一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字秒表的基本概念,掌握其计时原理。
2. 学生能运用数学知识,解读数字秒表上的时间显示,进行简单的时间计算。
3. 学生了解数字秒表在日常生活和科学实验中的应用。
技能目标:1. 学生能熟练操作数字秒表,进行准确计时。
2. 学生能通过数字秒表进行简单的数据收集和分析,提高实验技能。
3. 学生能运用所学的数字秒表知识,解决实际问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对科学实验的兴趣,激发探索精神。
2. 培养学生严谨、细致的科学态度,提高合作意识。
3. 增强学生对时间观念的认识,培养珍惜时间的价值观。
课程性质:本课程为科学实验课,结合数学知识,旨在让学生通过实际操作,掌握数字秒表的使用方法,提高实验技能。
学生特点:六年级学生具备一定的数学基础,对新事物充满好奇,有较强的动手能力,但需引导培养严谨的科学态度。
教学要求:结合学生特点,注重实践操作,强调知识的应用,提高学生的实验技能和解决实际问题的能力。
在教学过程中,关注学生的情感态度,培养合作精神。
通过本课程的学习,使学生达到课程目标所设定的具体学习成果。
二、教学内容1. 数字秒表的基本概念与功能- 介绍数字秒表的组成、工作原理及特点- 学习数字秒表的计时功能,包括启动、停止、计次、分段计时等2. 数字秒表的操作与实践- 指导学生掌握数字秒表的操作方法- 安排实际操作练习,让学生熟练使用数字秒表进行计时3. 时间计算与分析- 结合数学知识,学习数字秒表上的时间显示解读- 进行简单的时间计算,如加减乘除、平均速度等4. 数字秒表在实际应用中的使用- 分析数字秒表在日常生活和科学实验中的应用案例- 设计实践活动,让学生运用数字秒表解决实际问题5. 教学内容的安排与进度- 第一课时:数字秒表的基本概念与功能- 第二课时:数字秒表的操作与实践- 第三课时:时间计算与分析- 第四课时:数字秒表在实际应用中的使用本教学内容依据课程目标,注重科学性和系统性,结合课本章节,安排合理的教学进度。
基于EDA的数字秒表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解EDA(电子设计自动化)的基本概念,掌握数字秒表的基本原理;2. 学生能描述数字秒表的电路结构,了解各个部分的功能和相互关系;3. 学生能掌握数字秒表设计中所涉及的数字逻辑,如计时、清零、启动/停止等功能的实现。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,使用EDA工具进行数字秒表的电路设计和仿真;2. 学生能够分析并解决数字秒表设计过程中遇到的问题,提高实际操作能力;3. 学生能够通过小组合作,完成数字秒表的调试与优化,提高团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过本课程的学习,培养对电子设计的兴趣和热情,提高探究精神;2. 学生能够认识到科技发展对日常生活的影响,增强社会责任感和创新意识;3. 学生在小组合作中学会尊重他人意见,培养良好的沟通能力和团队精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标将分解为以下具体学习成果:1. 学生能够独立完成数字秒表的电路设计和仿真;2. 学生能够通过小组合作,完成数字秒表的调试与优化,并撰写实验报告;3. 学生能够对课程中所学知识进行总结,以口头或书面的形式进行分享。
二、教学内容本课程教学内容依据课程目标,紧密结合教材,制定以下详细教学大纲:1. 数字电路基础知识回顾- 复习数字逻辑基础,强调触发器、计数器等基本组件的工作原理。
2. EDA工具介绍- 介绍EDA软件的使用方法,如Multisim、Proteus等。
3. 数字秒表的原理与设计- 讲解数字秒表的电路结构,分析各部分功能;- 引导学生理解秒表的计时原理,探讨如何实现启动、停止、清零等功能。
4. 电路设计与仿真- 指导学生使用EDA工具进行数字秒表的电路设计;- 教学过程中,针对设计过程中可能遇到的问题进行讲解和指导。
5. 小组合作调试与优化- 学生分组进行电路调试,优化设计;- 引导学生学会分析问题、解决问题,提高实际操作能力。
plc数字秒表课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习PLC数字秒表的相关知识,使学生掌握PLC的工作原理、编程方法和应用技巧。
在知识目标方面,学生需要了解PLC的基本组成、工作原理以及数字秒表的编程方法。
在技能目标方面,学生需要能够熟练使用PLC编程软件进行数字秒表的编程,并能够独立完成数字秒表的调试和运行。
在情感态度价值观目标方面,通过本课程的学习,使学生培养对PLC技术的兴趣和热情,提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括PLC的基本组成、工作原理、编程方法和数字秒表的应用。
具体包括以下几个部分:1.PLC的基本组成:介绍PLC的硬件结构和软件系统,使学生了解PLC的各个部分及其功能。
2.PLC的工作原理:讲解PLC的工作过程,包括输入输出处理、存储器功能、程序执行等,使学生掌握PLC的工作原理。
3.编程方法:介绍PLC编程的基本方法,包括指令的使用、程序的结构、编程技巧等,使学生能够熟练使用PLC编程软件进行编程。
4.数字秒表的应用:讲解数字秒表的功能、编程方法和应用案例,使学生能够掌握数字秒表的编程和应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体包括以下几种方法:1.讲授法:教师通过讲解PLC的基本组成、工作原理、编程方法和数字秒表的应用等内容,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:教师通过分析实际案例,使学生了解PLC在实际工程中的应用,提高学生的实际操作能力。
3.实验法:学生通过动手实验,验证PLC编程的正确性,培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
4.讨论法:教师学生进行小组讨论,分享学习心得和经验,提高学生的沟通能力和团队协作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的PLC教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:提供相关的PLC技术参考书籍,丰富学生的知识体系。
数字逻辑课程设计_秒表一、教学目标本课程旨在让学生掌握秒表的基本原理和使用方法,培养学生的数字逻辑思维和实际操作能力。
具体目标如下:1.知识目标:学生能够理解秒表的工作原理,包括时间计算、计数器等基本概念。
2.技能目标:学生能够熟练使用秒表进行时间测量和计数,并能进行简单的故障排查和维修。
3.情感态度价值观目标:通过学习秒表,培养学生对科学技术的兴趣和好奇心,提高学生的问题解决能力和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.秒表的基本原理:介绍秒表的工作原理,包括时间计算、计数器等基本概念。
2.秒表的使用方法:教授学生如何正确使用秒表进行时间测量和计数,包括操作步骤和注意事项。
3.秒表的故障排查和维修:培养学生对秒表故障的识别和解决能力,包括常见故障的原因和维修方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法:1.讲授法:教师通过讲解秒表的基本原理和使用方法,让学生掌握相关知识。
2.讨论法:学生分组讨论秒表的使用心得和故障解决经验,促进学生之间的交流和合作。
3.案例分析法:教师提供一些实际的案例,让学生分析并解决秒表的使用问题,培养学生的实际操作能力。
4.实验法:学生在实验室进行秒表的操作和实践,加深对秒表的理解和掌握。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选择合适的秒表教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:提供一些相关的参考书籍,供学生进一步深入学习。
3.多媒体资料:制作一些教学视频和演示文稿,帮助学生更好地理解秒表的工作原理和使用方法。
4.实验设备:准备一些秒表和相关实验设备,让学生进行实际操作和实验。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果,本课程将采用以下评估方式:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现,评估其学习态度和理解能力。
单片机数字秒表课程设计一、课程目标单片机数字秒表课程设计旨在通过实践操作,使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三方面得到全面发展。
1. 知识目标:(1)掌握单片机的基本原理和结构;(2)了解数字秒表的工作原理;(3)熟悉C语言编程和单片机编程环境。
2. 技能目标:(1)能够运用所学知识设计并实现一个简单的数字秒表;(2)培养动手实践能力,提高问题解决能力;(3)提高团队协作和沟通表达能力。
3. 情感态度价值观目标:(1)激发学生对单片机及电子技术的学习兴趣,培养科技创新精神;(2)培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯;(3)增强学生的自信心和成就感,培养克服困难的意志。
课程性质:本课程为实践性课程,注重理论联系实际,强调动手能力培养。
学生特点:本课程针对初中年级学生,他们在前期的学习中已具备一定的电学基础和编程知识,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:教师需结合学生特点,以引导为主,注重启发式教学,充分调动学生的积极性和主动性,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 单片机原理及结构:涉及单片机的内部组成、工作原理、引脚功能等,对应教材第二章内容。
2. 数字秒表原理:介绍数字秒表的基本工作原理,包括计时、计数、显示等,对应教材第四章内容。
3. C语言编程:复习C语言基础知识,重点掌握数组、循环、函数等编程技巧,对应教材第五章内容。
4. 单片机编程环境:学习如何使用编程软件(如Keil)进行程序编写、编译和下载,对应教材第六章内容。
5. 实践操作:设计并实现一个简单的数字秒表,分小组进行实践操作,培养动手能力。
教学大纲安排如下:第一周:回顾单片机原理及结构,学习数字秒表原理;第二周:复习C语言基础知识,学习单片机编程环境;第三周:编写数字秒表程序,进行调试;第四周:分组实践,完成数字秒表的设计与制作。
教学内容具有科学性和系统性,确保学生在掌握理论知识的基础上,通过实践操作提高综合能力。
数字秒表课程设计及仿真一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字秒表的基本原理,掌握其计时功能的工作机制。
2. 学生能描述数字秒表电路的组成,包括时钟电路、触发器、计数器等关键元件。
3. 学生能够运用所学知识,分析并解释数字秒表中时间测量的精度和误差来源。
技能目标:1. 学生能够运用仿真软件设计并搭建一个简单的数字秒表电路模型。
2. 学生通过实际操作,学会设置数字秒表,进行时间的测量和记录,掌握基本的时间计算方法。
3. 学生能够利用仿真工具对数字秒表电路进行调试,解决简单的故障问题。
情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,培养对电子科技的兴趣,增强对科学探究的热情。
2. 学生能够在小组合作中发展团队协作精神,学会相互尊重和交流分享。
3. 学生通过实际操作和问题解决,培养面对挑战的积极态度和解决实际问题的自信心。
课程性质:本课程属于电子技术实践课程,结合理论教学与实际操作,强调知识的应用与创新。
学生特点:考虑到学生年级特点,课程设计将结合学生的好奇心和动手能力,通过形象直观的仿真实验,激发学生的学习兴趣。
教学要求:教学过程中应注重理论与实践相结合,强调知识的应用和技能的培养,通过课程学习,使学生能将所学知识内化为解决实际问题的能力。
教学评估将基于学生在课程中的具体学习成果进行。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 数字秒表基本原理:介绍数字秒表的计时原理,分析时钟电路、触发器、计数器等关键元件的工作原理。
2. 数字秒表电路组成:详细讲解数字秒表的电路结构,包括时钟电路、控制电路、显示电路等组成部分。
3. 仿真软件应用:教授学生如何使用仿真软件,搭建数字秒表电路模型,并进行调试。
4. 实践操作:指导学生进行数字秒表的设置、时间测量和记录,以及基本的时间计算方法。
5. 故障分析与解决:教授学生如何分析数字秒表电路中的常见故障,并运用所学知识解决问题。
教学内容安排如下:第一课时:数字秒表基本原理及电路组成1. 介绍计时原理和关键元件2. 分析电路结构及工作原理第二课时:仿真软件应用与实践操作1. 搭建数字秒表电路模型2. 进行仿真调试和实际操作第三课时:故障分析与解决1. 分析常见故障及其原因2. 解决实际问题,提高操作技能教学内容与教材关联性:本课程内容紧密联系教材中关于数字电路、计时器等方面的知识,确保学生所学内容的科学性和系统性。
吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院微机原理课程设计报告设计题目:数字秒表的设计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:设计时间:数字秒表设计报告一、课程设计目的通过该设计,掌握8255并行接口芯片、8253定时计数芯片的使用和数码管的使用,并掌握相应的程序设计和电路设计的技能。
是对8255并行接口芯片章节理论学习的总结和补充,为后续的硬件课程的学习打下基础。
二、课程设计的内容及要求利用8253计数器2和计数器1,实现1Hz信号的产生,然后计数器采用硬件触发选通方式计数,CPU读取计数结果,并转换为读秒计数,并把读秒计数的结果用数码管显示出来(2位)。
三、总体设计方案设计一个利用微机原理与接口技术完成秒表的设计方案, 该方案主要是选择8253A的计数器2与计数器1产生一个1Hz的中断脉冲,其输出端与不可屏蔽中断请求信号端相连接。
利用1.19318MHz脉冲方波输入CLK2,设置CLK2的初值为59659,将CLK2的输出端连接到CLK1,设置CLK1的初值为20,将OUT1连接到8086CPU 的NMI端。
将NMI端有一个低电平信号输入时,8086CPU将产生中断进行秒计数。
8086通过8255A将PA口作为段选信号输出端,将PB口作为片选信号输出端。
图3.1 方案设计框图此方案的核心内容是利用微机原理与接口技术完成秒表的设计方案,该方案主要是选择8253A的计数器2和计数器1进行1s的定时,其输出于OUT1与8086的NMI相连,当定时到1s的时候产生一个中断信号,在中断服务程序进行秒的计数,并送入相应的存储单元;8255的A口接七段数码管的段选信号,B口接七段数码管的位选信号,秒的数值通过对8255的编程可以显示在七段数码管上面。
该方案是利用微机接口技术的典范案例,就可行性而言,也是行之有效的。
四、硬件系统设计8086简介Intel 8086拥有四个16位的通用寄存器,也能够当作八个8位寄存器来存取,以及四个16位索引寄存器(包含了堆栈指标)。
南通大学 《电子技术》课程设计报告
题 目 数字式秒表 学院(部 计算机科学与技术学院 专 业 计算机科学与技术 学生姓名 王骏 6 月 27 日至 7 月 1 日 共 1 周
指导教师(签字) 一.内容摘要 本设计所实现的数字式秒表是电子设计技术中最基本的设计实验之一。该数字计数系统的逻辑结构较简单,是由控制电路,复位电路,0.01秒脉冲发生器,译码显示电路构成的。 其中控制电路是由基本R-S触发器以及电阻,开关组成的电路部分。 复位电路是由直流电源,电阻以及开关组成的电路部分。 多谐振荡器是由555定时器以及其外围电路组成的电路部分,它和分频器一起用来
产生0.01秒的脉冲。
二.技术要求 1.秒表最大计时值为99分59.99秒; 2. 6位数码管显示,分辨率为0.01秒; 3 .具有清零,启动计时,暂停及继续计数等控制功能;
4.控制操作间不超过二个。
三.方案论证与选择 1. 数字式秒表,就需要显示数字。根据设计要求,要用数码管来做显示器。题目要求最大记数值为99分59.99秒,则需要一个8段数码管作为秒位(有小数点)和五个7段数码管作为分秒位。要求计数分辨率为0.0 1秒,那么我们需要相应频率的信号发生器。 选择信号发生器时,有两种方案:一种是用晶体振荡器,另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。石英晶振荡器精度很高,一般都需要多级分频。 秒表核心部分——计数器,此次选择74LS160计数器。它具有同步置数和异步清零功能。主要是利用它可以十分频的功能。 计数脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器,产生100赫兹脉冲。如果精度要求高,也可采用石英振荡器。 在选择译码器的时候,有多种选择,如74LS47,74LS48等4-7线译码器。如果选择7447,则用来驱动共阳极数码管;如果选择7448,则用来驱动共阴极数码管。在选择数码显示管时,可以利用六个数码管;也可以借鉴简易数字频率计中的四位数码
管来显示后四位,再用两个数码管显示分钟的两位。本次设计中选择前一种方法。
(一)控制电路 图(1) 控制电路 控制电路是由一个基本R-S触发器,机械开关,电阻以及5伏电源组成。主要实现秒表的停止和开始计数功能。开始,停止功能可以只用一个机械开关实现,之所以用此电路代替机械开关,是因为利用此电路的锁存功能,防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路,影响秒表正确计数显示。
(二)0.01秒脉冲发生电路
。 图(a) 555组成的占空比可调的多谐振荡器 图(b)工作波形 图(2)0.01秒脉冲发生电路 555组成的多谐振荡器可以用作各种时钟脉冲发生器,图(a)为脉冲频率可调的矩形脉冲发生器,调节Rp可得到任意频率的脉冲信号,由于电容C充放电回路的时间常数不等,所以(a)输出波形为矩形脉冲,矩形脉冲的占空比随频率变化而变化。
该电路是由555定时器以及外围的电阻,电容组成的。 其中从555定时器构成的多谐振荡器OUT引脚出来的频率是100赫兹。 555定时器的参数:T=0.01s,f=100Hz =1/0.695(R1+ 2R2)C 在图中R3+Rp=R1,R5=R2 经过计算并实际调整,方案为R3=130千欧,R5=5.1千欧,Rp=10千欧,c=100微法。在实践中,如果用示波器观察到频率不正确,可调整Rp来改变频率,减小误差。
(三)复位电路
图(3) 复位电路 该复位电路由机械开关,电阻,以及电源组成。输出线1接在74160的复位端。当需要复位时,合上开关,从输出线1即可输出复位信号(即清零信号), 复位电路的基本功能是:提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤销复位信号。为可靠起见,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防开关分-合过程中引起的抖动而影响复位。 另外复位电路主要完成清零功能
(四)译码显示电路
图 (4)显示电路 图中从下往上依次是6个计数器74LS1600,4线-7线译码器/驱动器74LS47,共阳数码管。 1.计数器 74LS160的管脚图及功能表如下:
图7 为74LS160管脚图及功能表 74LS160为异步清零计数器,即RD端输入低电平,不受CP控制,输出端立即全部为“0”,
1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 74LS160 RD CP D1 GND EP VCC D0 15 16 D2 D3
LD ET Q3 Q2 Q1 Q0 CO RD LD ET EP CP D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 × × × × × × × × 0 0 0 0 1 0 × × ↑ D C B A D C B A 1 1 0 × × × × × × 保 持 1 1 × 0 × × × × × 保 持 1 1 1 1 ↑ × × × × 计 数
74LS160功能表 功能表第一行。74LS160具有同步预置功能,在RD端无效时,LD端输入低电平,在时钟共同作用下,CP上跳后计数器状态等于预置输入DCBA,即所谓“同步”预置功能(第二行)。RD和LD都无效,ET或EP任意一个为低电平,计数器处于保持功能,即输出状态不变。只有四个控制输入都为高电平,计数器(161)实现模10加法计数,Q3 Q2 Q1 Q0=1001时,RCO=1。 8421码加权计数器:,QD、QC、QB、QA输出见计数器工作波形图:
本次试验中74160的级联图 图(5) 2.译码器电路 译码器电路是将数码转换为一定的控制信号。在此由7447集成元件构成,它能将一个二进制数码转换为输出端的电平信号以控制显示器。
下图为7447的管脚图: LT’,RBI’接逻辑开关,D,C,B,A接8421码拨开开关,a,b,c,d,e,f,g七段分别接显示器对应的各段。地线,电源线接好后,若线路无误后,接通电源就开始实验论证:
(1) LT’=0,其余状态为任意态,这时LET数码管全亮。 (2) 再用一根导先把0电平接到BI’/RBO’端,这时数码管全灭,不显示,这说明译码器显示是好的。
(3) 断开BI’/RBO’与0电平相连的导线,使BI’/RBO’悬空。且使LT’=1,这时按动8421码拨码开关,输入D,C,B,A四位8421码二进制数,显示器就显示相应的十进制数。
(4) 在(3)步骤后,仍使LT’=1,BI’/RBO’接LED发光二极管,此时若RBI’=1按动拨码开关,显示器正常显示工作。若RBI’=0,按动拨码开关8421码输出为0000时,显示器全灭,这时BI’/RBO’端输出为低电平即LED发光二极管全灭这就是“灭零”功能。 3.七段数码管(LED):
7段数码管又分共阴和共阳两种显示方式。如果把7段数码管的每一段都等效成发光二极管的正负两个极,那共阴就是把abcdefg这7个发光二极管的负极连接在一起并接地;它们的7个正极接到7段译码驱动电路74LS48的相对应的驱动端上(也是abcdefg)。此时若显示数字1,那么译码驱动电路输出段bc为高电平,其他段扫描输出端为低电平,以此类推。如果7段数码管是共阳显示电路,那就需要选用74LS47译码驱动集成电路。共阳就是把abcdefg的7个发光二极管的正极连接在一起并接到5V电源上,其余的7个负极接到74LS47相应的abcdefg输出端上。 无论共阴共阳7段显示电路,都需要加限流电阻,否则通电后就把7段译码管烧坏了。限流电阻的选取是:5V电源电压减去发光二极管的工作电压除上10ma到15ma得数即为限流电阻的值。发光二极管的工作电压一般在1.8V--2.2V,为计算方便,通常选2V即可。发光二极管的工作电流选取在10-20ma,电流选小了,7段数码管不太亮,选大了工作时间长了发光管易烧坏。对于大功率7段数码管可根据实际情况来选取限流电阻及电阻的瓦数。 下图是八段数码管(LED)的示意图,图中引脚6为VCC的为共阳数码管,引脚6为GND的为共阴数码管。 abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp91234567abcdefg8dp9GNDabf
cgdedp
....
本设计采用阳数码管与74LS47匹配,同时并入一个四输入内置译码器的7段数码管,以验证译码部分的功能(注:验证成功后,两种组合数码管可以只保留一个)。
在本次设计中,数码管与7447连接图
图(6)在本次设计中,数码管与7447连接图 四.电路图及电路工作原理 总电路图
1 各部分工作原理如下: 控制电路:它是由两个74LS00集成与非门元件构成的基本R-S触发器,接在机械开关K的后面,防止开关K在打开和闭合时一些假信号窜入逻辑电路。用来控制秒表的开始,暂停。 复位电路:作为清零复位用。它是由电源,开关和一个电阻组成的电路。 0.1秒脉冲发生器电路:它由555集成定时器元件和外围的电阻和电容等元件构成的多谐振荡器。调节滑动电阻的数值,可以改变脉冲发生器的输出频率。 计数器电路:从进位制来分,有二进制计数器,十进制计数器等多种形式。在此采用的74LS160十位二进制计数器,即8421编码方式。 译码器电路:是将数码转换为一定的控制信号。在此由74LS47集成元件构成,它能将十个二进制数码转换为输出端上的电平信号以控制显示器。 显示器电路:有辉光数码管和荧光数码管等多种显示电路。此次设计中采用的是共阳极七段LED显示器。
2. 电路工作原理:
在仿真软件上接通电源 1.合上复位电路的开关,是电路在工作之前先清零。电子秒表处于复位状态。 2.当第一次按动开关K,产生第一个单脉冲作为基本RS触发器的时钟,使三状态控制电路的输出端Q1产生高电平,经与非门后,使0.01秒脉冲进入计数器计数,并译码、显示出来。 3.当第二次按动开关K,产生第二个单脉冲使三状态控制电路输出端Q1输出低电平Q2输出高电平,关闭与非门,使计数停止。 4.当需要复位清零时,按动复位电路的开关K。电路即处于复位状态。 5.再按动控制电路开关K时,电子秒表又进入计数状态。
五.课设存在的问题及解决 本设计采用EDA电路仿真对设计电路进行了调试。运用软件Multisim。在调试的过程中