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三位数字显示电容测试表电路模块设计广大电子爱好者都有这样的体会，中、高档数字万用表虽有电容测试挡位，但测量范围一般仅为1pF~20µF，往往不能满足使用者的需要，给电容测量带来不便。
本电路介绍的三位数显示电容测试表采用四块集成电路，电路简洁、容易制作、数字显示直观、精度较高，测量范围可达1nF~104µF。
特别适合爱好者和电气维修人员自制和使用。
电路工作原理：该电容表电路由基准脉冲发生器、待测电容容量时间转换器、闸门控制器、译码器和显示器等部分组成。
待测电容容量时间转换器把所测电容的容量转换成与其容量值成正比的单稳时间td。
基变容二极管C 值准脉冲发生器产生标准的周期计数脉冲。
闸门控制器的开通时间就是单稳时间td。
在td 时间内，周期计数脉冲通过闸门送到后面计数器计数，译码器译码后驱动显示器显示数值。
计数脉冲的周期T 乘以显示器显示的计数值N 就是单稳时间td，由于td 与被测电容的容量成正比，所以也就知道了被测电容的容量。
图2 中，集成电路IC1B 电阻R7~R9 和电容C3 构成基准脉冲发生器（实质上是一个无稳多谐振荡器），其输出的脉冲信号周期T 与R7~R9 和C3有关，在C3 固定的情况下通过量程开关K1b 对R7、R8、R9 的不同选择，可得到周期为11µs、1.1ms 和11ms 的三个脉冲信号。
IC1A、IC2、R1~R6、按钮AN 及C1 构成待测电容容量时间转换器（实质上是一个单稳电路）。
按动一次AN，IC2B 的10 脚就产生一个负向窄脉冲触发IC1A，其5 脚输出一次单高电平信号。
R3~R6 和待测电容CX 为单稳定时元件，单稳时间td=1.1（R3~R6）CX。
IC4、IC2C、C5、C6、R10 构成闸门控制器和计数器，IC4 为CD4553，其12 脚是计数脉冲输入端，10 脚是计数使能端，低电位时CD4553 执行计数，13 脚是计数清零端，上升沿有效。
《 3位半数字显示温度计》设计报告设计时间：班级：姓名：报告页数：工业大学课程设计报告设计题目_______学院专业班学号(合作者号 )成绩评定_______教师签名_______一、设计任务与要求:设计任务：LM35，A/D转换器、数字显示器设计一个日常温度数字温度计。
课程目标：•1、加深对以上三门课程所学容的理解；•2、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题；•3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。
•4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风。
标及技术要求：•①温度显示围：0℃~50℃；•②数字显示分辨率：0.1℃；•③精度误差≤0.5℃；•④电路工作电源可在5~9V围工作.二、设计方案及比较（设计可行性分析）：方案思路一------基于LM35芯片以51单片机作为核心的三位半数字显示温度计：外接一个温度采集LM35,根据采集器的输出参数特性利用TX-1C开发板编程相关程序直接处理温度信息并将处理结果显示在开发板自带的液晶屏上方案思路二------基于LM35芯片以ICL7106作为核心的三位半数字显示温度计:1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分2. 模数转换部分: 用ICL7106芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7106将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7106自带的BCD译码器输出液晶屏所需输入信号3. 液晶屏显示部分：液晶屏ICL7106对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压表的测量值以达到温度信号的3位半数字显示效果.方案思路三------基于LM35芯片以ICL7107作为核心的三位半数字显示温度计:1. 模拟信号采集部分：LM35采集温度信息转化为可处理的模拟信号并将该信号输入至数模转换部分2. 模数转换部分: 用ICL7107芯片以及相关原件组成的外围电路组成一个直流电压测量电路或一个数字电压表，利用ICL7107将模拟部分输出的模拟信号转换为数字信号,并通过7107自带的BCD译码器输出数码管所需输入信号3. 数码管显示部分：液晶屏ICL7107对应的输出接口输入显示信号，显示该数字电压表的测量值以达到温度信号的3位半数字显示效果.多方案的分析以及最优方案的选择与取舍:方案一的核心是单片机的实践使用,但考虑到本次课程设计的学习重点包括了学习查阅相关工作手册以懂得IC芯片的使用方法，电路仿真,CAD软件的使用，掌握一定的电子安装工艺，以及常用电子元器件的技术参数选择等，殊认为虽然选择方案一也能学习到很多，但选择方案二或方案三则更能体会到本次课程设计中包含的精髓.方案二与方案二的区别在于ICL7107以及ICL7106芯片的选择以及相对应显示原件的不同.ICL7107对应的编码输出驱动的是数码管，而ICL7106对应的面码输出驱动的是液晶显示屏.除此之外7107与7106芯片的功能和外围电路几近相同.而液晶屏幕与数码管相比,能耗更低，显示更丰富.但考虑到三位半数字显示温度计无需过多显示方式，而且液晶显示为背光显示，在光线强度较高的情况下，显示效果较差,考虑到该温度计在日常使用中经常会遇到日光照射的情况，所以最终选择的显示原件是LED数码管,对应的数模转换芯片为ICL7107，即方案选择为“案思路二------基于LM35芯片以ICL7107作为核心的三位半数字显示温度计:”三、系统设计总体思路1.确定了方案选择后便确定了LM35.ICL7107以及共阳数码管的选用了.根据前期的准备以及预设计方案就可以得到大致的原理框图.2.之后便是根据原理框图，参考各芯片的工作手册设计芯片的偏置电路，外围电路参数与各个部分之间的衔接方式.作出电路原理图.并在电脑上使用Multism(protues)仿真修改得到最终电路原理图3.根据电路原理图购买相关元器件以及万用板，根据实际购得的大小以及所需孔数设计电路布线图.4.根据布线图焊接电路板.5最终调试产品并做最终修改.四、系统原理框图及工作原理分析系统原理框图:工作原理分析:温度传感器将感受到外界的温度经传感器部电路处理后输出一个与外界摄氏温度成线性比例的电压信号。
文档大全沈阳航空航天大学课程设计三位数字显示计时器定时器设计班级学号学生姓名指导教师文档大全沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称电子线路课程设计课程设计题目三位数字显示计时器定时器设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计一个三位数字显示计时器、定时器电路，技术指标如下：①计时、定时能够任意启停，保持计时、定时结果；②开机自动复位；③最大显示时间为9分59秒；④设置时间，定时报警；二、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年五、按照要求撰写课程设计报告文档大全成绩评定表： 序号 评定项目 评分成绩 1 设计方案正确，具有可行性，创新性（15分）2 设计结果可信（例如：系统分析、仿真结果）（15分）3 态度认真，遵守纪律（15分）4 设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（25分） 5答辩（30分）总分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：2016年 12月 31日文档大全一、概述此次课设题目为及时定时系统，计时器和定时器在人们日常生活中有着广泛的应用， 本次课程就是设计利用555定时器以及数字逻辑芯片和数码管实现数字电子计时器和定时器功能，能够满足基本的功能要求，电路要求由可控脉冲发生器、计数电路，显示数码管电路以及报警电路组成。
旨在通过这次课程设计实现知识的活学活用，能够将知识运用到实践中去，数字电路分为组合电路和逻辑电路，而本次课设则是基于对逻辑同步或者异步知识的掌握，能够根据题目选用相应的芯片，设计相应的电路，是本次实验最大的目的。
二、方案论证方案一：使用数字电路的原理设计本方案，方案一利用555定时器以及数字逻辑芯片和数码管实现数字电子计时器和定时器功能，电路要求由可控脉冲发生器、计数电路，显示数码管电路以及报警电路组成。
数字式红外测速仪（一）设计目的1、在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。
2、利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，逐步积累掌握实际电子制作经验。
3、巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。
（二）技术要求与指标1、用红外线发光二极管，光敏三极管作为速度转换装置2、测速范围：10~990转/分。
3、三位数字显示，显示不允许闪烁（三）设计原理及步骤红外发光二极管固定于旋转物体（假设为汽车车轮）定轴上，在转轴上安装一遮光板，板上打一个小孔（或者打多个小孔），当转轮旋转时，发光二极管、小孔、光敏三极管在一条直线上，即有红外光通过，其他时间则由于挡板作用，没有光通过，光敏电阻接收红外光转化为一个脉冲，产生一个脉冲说明转一圈。
这样只需要测量一分钟内光敏三极管输出脉冲个数，就知道转速了，两者等价.即转速n=脉冲频率f*601、方案对比（方案一）测速仪原理框图（方案二）测速仪原理图红外光方案一简便快捷，方案二较为繁琐。
设计选为方案一。
2、各部分电路图（1）光电转换电路模拟图图一光电转换电路模拟图当发光二极管照到转轴的反射膜上时，光敏三极管导通，此时输出一个高电平计数脉冲，传给寄存译码显示电路，计数一次。
注：无法给出真实红外脉冲，用模拟脉冲替代红外脉冲。
（2）1s脉冲定时电路-555定时器图二555定时器该555定时器用于定时，以计数。
（3）计数电路图三三位十进制计数器该电路组成十进制计数器，将接收图一模拟红外脉冲，并向下级电路输出进位脉冲，触发下级电路。
（4）锁存显示电路图四锁存显示电路图当上图计数到1s时，给出一个高电平，从而产生一个上升沿，触发三片74LS273将图三中三片74LS160计的1s内的次数存进来，并传到下级译码输出。
3、红外测速仪总电路图图五红外测速仪总电路图（四）所用器件：555多谐振荡器一片，74LS160D计数器三片，74LS273D型锁存器三片，DCD HEX型数码管三片，HG11红外发光二极管一个，3DU5C光敏三极管一个，与门，非门，及与非门若干，电阻电容开关若干，直流电源若干（五）设计总结：（1）设计中遇到的问题及解决办法1.在做定时模块电路时，555多谐振荡器，电阻的调节，电容的匹配，在计算及调试上存在困难，通过多次模拟仿真。
课程设计报告课程设计名称：三位数字显示计时定时器设计专业班级： 0212112****：**学号： ********* 同组人员：****：***课程设计时间： 2周目录1 设计任务、要求以及文献综述 (1)2 原理叙述和设计方案 (1)2.1 设计方案选择和论证 (1)2.2 电路的功能框图及其说明 (1)2.3 功能块及单元电路的设计、计算与说明 (2)2.4 总体电路原理图 (4)3 电路的仿真与调试 (4)3.1 电路仿真 (4)3.2 调试中出现的问题及解决方法 (5)4 制作与调试 (6)4.1元件清单、实物照片 (6)4.2制作与调试过程中遇到的问题及解决办法 (7)5心得体会 (8)6 参考文献 (8)附录 (8)三位数字显示计时定时器设计1 设计任务、要求以及文献综述3位数字显示计时定时器是一个典型的利用数字系统的例子。
所谓数字系统，是指由若干数字电路及逻辑部件组成并且能够进行采集、加工、处理及传送数字信号的设备。
一个完整的数字系统通常由输入电路、输出电路、控制电路、若干个子系统和时基电路等部分组成。
设计要求如下：1、计时功能。
能任意启停，保持计时结果；2、开机自动复位；3、最大计时显示为9分59秒；4、定时报警。
2 原理叙述和设计方案2.1 设计方案选择和论证方案一：设计的3位数字显示计时定时器则分别有4个子系统组成：秒脉冲时间标准产生电路、计数器、译码器和显示器、开机自动清零电路、计时启停控制电路方案二：实现一个三位数字显示的秒表系统，单片机，lcd1602显示屏，矩阵键盘等组成部分。
秒计数电路满60向分计数电路进位（显示00~59s），分计数电路满足10（显示0~9）后停止并且灯亮，等待重新复位计时。
论证：方案二比方案一好。
理由一：方案二显示的最终结果比较直观。
理由二：方案二可更改性好，方便日后的改进。
2.2 电路的功能框图及其说明根据原理正确、易于实现、且实验室有条件实现的原则确定设计方案，画出总体设计功能框图，如图2.1所示。
3位数字显示计时定时器1 3位数字显示计时定时器概述3位数字显示计时定时器是一个典型的利用数字系统的例子。
所谓数字系统，是指由若干数字电路及逻辑部件组成并且能够进行采集、加工、处理及传送数字信号的设备。
一个完整的数字系统通常由输入电路、输出电路、控制电路、若干个子系统和时基电路等部分组成。
而本课题中设计的3位数字显示计时定时器则分别有4个子系统组成：秒脉冲时间标准产生电路、计数器、译码器和显示器、开机自动清零电路、计时启停控制电路。
该数字系统具有计时功能。
能随时控制计时器的启动和停止，保持计时显示结果。
还具备开机自动复零功能。
它的最大显示时间为9分59秒，计时和定时时间都是精确到秒。
2 3位数字显示计时定时器系统设计2.1系统框图由技术指标要求可知，该数字系统的功能主要是实现可控计时和定时报警。
为此，可将系统分解为下列几个部分组成：（1）秒脉冲时间标准产生电路。
由振荡器产生固定频率的矩形脉冲经分频器获得秒脉冲，提供计时和定时的时间标准（时标信号）。
（2）计数器、译码器和显示器。
由于最大计时器容量为9分59秒，因此，需要3位计数器。
最低位为秒个位，次低位为秒十位，最高位为分位。
秒个位对输入的秒脉冲进行计数，其进位信号送至秒十位计数，最后送给分位计数，并通过译码器和显示器显示出所计的时间。
（3）开机自动清零电路。
提供开机清零信号，使电路的初态为0态。
（4）计时启停控制电路。
提供控制振荡信号能否进入分频器的控制信号。
图一计时定时器总体方框图2.2单元电路原理分析2.2.1 秒脉冲时标信号产生电路选用由CMOS集成门组成的RC振荡电路，以产生固定频率的矩形脉冲信号，经分频器分频后输出为1Hz的秒脉冲时标信号。
电路如图二所示。
振荡电路生成的脉冲对动态扫描显示电路影响不大，这里选用门电路构成的多谐振荡器输出的脉冲作用为节拍发生器的时钟。
如图三所示是由4096构成的方波自激振荡器电路。
R t是振荡电阻，C t是振荡电容，R s是补充电阻。
三位数字显示计时系统一．设计要求设计一个3位数字显示的时间计数系统，以供运动员比赛用。
要求精度到秒，最大计时9分59秒。
可以用按钮开关控制计数器的启动，停止及清零，开机时可以自动清零。
二．设计方案数字显示计时系统是通过控制电路使加法计数器对连续脉冲进行计数，而加法计数器通过译码器来显示它记忆的脉冲周期个数。
1．连续脉冲发生：可选用555定时器构成的多谐振荡器产生，也可选用石英晶体振荡器，通过计数器分频产生，获得精确的秒脉冲信号。
2．计数及译码显示：加法计数器构成电子秒表的计数单元。
分频器输出端取得周期为一秒的矩形脉冲送入计数器中。
三个计数器的输出端分别与三个数码显示译码器的相应输入端连接。
可显示0：00——9：59计时。
三．设计原理1.74LS160功能表;74LS160，为模十加法计数器。
使用三片：第一片清零端CR,置数端LD,CTT,CTP均置1，CP输入连续脉冲，实现模十计数，经过十个脉冲后，输出端CO=1。
将第一片芯片的输出端CO接第二个芯片的CTT和CTP，第二个芯片的置数端LD置1，CP输入连续脉冲，当第一个芯片循环一次时才开始计数。
由于该芯片为异步清零，所以将输出QB,QC接入与非门，输出接入清零端CR, 当计数至5时，实现清零，完成模六计数。
将第二片芯片的清零端的CR接高位片的脉冲输入端CP，高位位片清零端CR,置数端LD,CTT,CTP均置1，当第二片芯片实现一次清零即模六计数一次，才开始计数，实现模十计数。
2．74L00为与非门芯片。
与非门功能表四．设计仿真（EWB仿真）五．设计实验操作1.取实验所需芯片：一片74LS00，三片74LS1602.分别将三个74LS160电源,接地端接好,CP接连续脉冲，ENT,ENP,LD,CLR接1，QA,QB,QC,QD接数码显示管的A,B,C,D，测试芯片的计数功能。
74LS00电源,接地接好，按与非门的功能表测试芯片功能。
3．测试完成后，按如上仿真电路图连线。
三位计数器的课程设计第一章选题目的和意义目的：电子计数器是一种多功能的电子测量仪器。
它利用电子学的方法测出一定时间内输入的脉冲数目，并将结果以数字形式显示出来。
通常电子计数器按不同的用途分几类：1，按计数数值变化分：加法计数器、减法计数器、可逆计数器；2，按进制（计数器的模数）分：二进制、十进制、十六进制计数器等；3，按计数器各触发器状态变化先后次序分：同步计数器、异步计数器。
本次选题的目的主要有以下几点：1，学习小规模计数器逻辑功能的测试方法；2，熟悉计数器的设计方法；3，熟悉中规模集成计数器的功能及应用；4，进一步熟悉数字逻辑实验仪中的译码显示功能；5，用数据选择器来解决实际问题的方法；6，掌握LED数码管及显示电路的工作原理；7，学会综合测试的方法；8，掌握译码显示电路的原理；意义：1，养成严肃、认真的科学态度，培养良好的学习方法；养成科学的思维习惯，培养独立分析问题和解决问题的能力、培养团结互助、协调一致的团队精神。
2，养成质量意识、工艺意识、技术规范意识；培养逻辑思维能力，推理、演绎能力、归纳、总结能力。
3，培养语言表达与文字表达能力；培养自学能力、获取知识的能力；培养创新意识。
第二章技术现状和发展趋势Lexmark和HP现有的计数器技术主要为ASIC技术。
从这点上来，再生制造商的解决方法应该是多项技术的综合解决方案。
把OEMs技术的发展方向作为前提，再生制造商也应该有了明确的方向。
但这种多技术的综合解决方案并不是简简单单就能达到的。
从这一点上说，自行开发ASIC技术对再生制造商来说是最好的解决方法。
ASIC技术的特点有：应用程序用户化，组件最小化，最优化，能量耗损最节省化。
缺点是：ASIC的设计技术太过专业化，制造设备也需要较高的费用。
但只有这样，才能保证高质量的产品。
还有一点：一但一个ASIC集成方案设计完成。
就很难改变，不像现在利用的比较灵活的multi-component（多种技术综合）解决方案。
目录一．设计任务与要求二．设计方案及比较三．系统设计总体思路四．系统原理框图及工作原理分析五．组成电路主要器件的参数，工作原理、外形图及选择六．电路原理图七．产品制作及调试八．实验结果与数据处理九．结论（设计与分析）十．心得体会一．设计任务与要求设计任务：3位半数字显示温度计（一）．训练目的1、熟悉温度传感器、A/D转换器、LED或LCD液晶显示器、数码显示器的原理和特点，掌握其实际应用的工作原理与方法。
2、加深对模/数转换工作原理的理解，巩固相关的理论知识。
3、在熟悉数字显示温度计的电路组成与工作原理，掌握相关芯片的作用与使用基础上，培养设计、制作、调试电路等一系列工程设计的能力。
4．掌握相关IC的性能参数及使用方法。
培养综合运用模电、数电、传感器等理论知识为实际电路设计的应用能力。
（二）预习要求与参考、收集相关信息1．认真预习有关数字显示温度计设计、构成等方面的知识；熟悉数字显示温度计的基本结构原理，掌握相关芯片的性能参数及使用方法。
2．参考《高频电子电路》、《数字电子技术》、《模拟电子技术》、《集成电路大全》《传感器技术》等书。
（三）设计要求和设计指标设计任务：采用温度传感器LM35，位A/D转换器、数码或液晶显示器设计一个日常温度数字温度计。
产品指标及技术要求：①温度显示范围：0℃~45℃；②数字显示分辨率：0.1℃；③精度误差≤0.5℃；④电路工作电源可在5~9V范围内工作.参考芯片: 3位半A/D转换器：CC7106/ CC7107、CC7126/ CC7127温度传感器：LM35LCD显示器：数码显示管:共阳或共阴极（二）实验测试要求1．测温度传感器输出曲线，即V/℃曲线；2．调整电路的参数以及参考电压；3．用示波器测量A/D转换器的BP、POL管脚波形及输出驱动波形；4．记录Vin与显示的数值关系；二．设计方案及比较（一）设计方案1.方案一：基于LM35和ICL7107的数字显示温度计2.方案二：基于单片机的数字显示温度计（二）方案比较方案一的设计思路清晰、原理简单，容易实现。
数字电子技术课程设计——三位显示计数系统目录设计任务与要求 (2)总体框图 (2)选择器件 (4)功能模块 (9)总体设计电路图 (11)总结 (12)参考文献 (19)三位显示计数系统一、设计任务与要求三位显示计数是一种用数字显示的计时装置。
三位显示计数由以下几部分组成：555定时器组成的多谐振荡器；十进制的秒十位计数器、五进制的秒个位计数器和十进制的分计数器；秒十位、秒个位、分的数码显示部分；连续脉冲电路等。
用中小规模集成电路设计一台能显示分、秒的三位显示计数系统，具体要求如下：1.计数系统可以记时，且可以控制。
2.要求精度到秒，开机自动清零。
3.最大计时为9分59秒。
二、总体框图1. 三位显示计数系统组成电路的总体框图如下图所示：图1三位显示计数系统组成总体框图2. 设计思路及模块功能为实现总任务，首先要提供一个标准时间，即提供一个周期为一秒的方波信号。
由于最大计时为９分５９秒，因此需要三位计数电路，即秒个位、秒十位、分个位。
计数之后进行译码显示。
另外，还需要启停控制电路和复位开关。
（1）秒脉冲发生器秒脉冲发生器是计数系统的核心部分，它的精度和稳定度决定了计数系统的质量，本实验可采用555定时器组成的多谐振荡器发出的脉冲经过分频获得1HZ的秒脉冲，或者是在数字电子技术实验箱上直接采用1HZ的开关。
(2)计数译码显示秒个位、秒分位、分别为10、6和10进制计数器。
秒个位、分均为十进制，即显示0～9。
秒个位为五进制计数器，显示为0～5。
图3：计数显示系统(3)启停控制启停输入控制的作用在于控制整个电路何时开始工作、何时停止工作，启动控制应该放在振荡器边。
由于计时电路是供比赛用的，所以在裁判喊预备时按下按钮，一旦枪响，瞬间放开按钮开始计时，也就是说组成的控制电路应该是下降沿触发有效。
电路图如下：图4：启停控制系统三、选择器件实验所用器件如下：各器件的逻辑框图、逻辑符号、逻辑功能表、内部原理图及逻辑功能分别如下：1.74LS0074系列与非门的电线电缆与三极管组成的TTL反相器的典型电路的区别在于输入端改成了夺发射极三极管。
太原理工大学现代科技学院电路CAD 课程设计设计名称三位数字显示器专业班级学号姓名指导教师太原理工大学现代科技学院 课程设计太原理工大学现代科技学院课程设计任务书指导教师签名： 日期专业班级学生姓名 课程名称 电路CAD设计名称 三位数字 显示器设计周数1.5周指导教师设计 任务 主要 设计 参数设计任务：1. 三位数字显示器2. 实现九分五十九秒计时设计参数：脉冲频率:1.024kHz 的方波源设计内容 设计要求1．设计电路并绘制原理图；2．对原理图进行规则检查并产生报告； 3．对原理图进行仿真； 4．生成网络表； 5．规划电路板； 6．设置布线规则； 7．绘制出PCB 板图； 8．写出设计报告主要参考 资 料[1]康华光，电子技术基础，北京，高等教育出版社，2003年 [2]何小艇，电子系统设计，杭州，浙江大学出版社，2001年6月[3]徐志国，荀殿栋，数字电路设计实用手册，电子工业出版社，2003年4月 [4]陈大钦，电子技术基础实验，北京，高等教育出版社，2008年7月 [5]电子元件数据搜索引擎http ：/// [6]郑鹏思，林远长，董前程，等编著，Protel 99SE 入门与典型实例，北京，人民邮电出版社[7]电路CAD 讲义．萧宝瑾．太原理工大学学生提交 归档文件见课程设计报告三位数字显示器摘要随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。
人们对它的认识也逐步加深。
在秒表的设计上功能不断完善，在时间的设计上不断的精确，人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。
电子秒表广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验，还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验，同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合，如测定短时间间隔的仪表。
秒表有机械秒表和电子秒表两类。
机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒，广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面。
目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、电视、雷达、通信等各个领域。
随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电路课题设计的进行使我们有了这个非常好的机会。
本设计就是利用所学到的电子元器件将脉冲源用数码管显示出来以制成简易的数字秒表。
关键词数字秒表计时目录1 设计任务与要求 (4)1.1设计的目的及思想 (4)1.2设计任务及主要技术要求 (4)2 方案的论证及讨论 (4)2.1 设计原理 (4)3单元模块设计 (6)3.2.1控制模块 (6)3.2.2 分频模块 (7)3.2.3计数器模块 (8)3.2.4 译码器模块 (9)3.2.5数码显示模块 (10)3.2.6电路的特点及改进 (11)3.2.7实验结果 (12)4 原理图及元器件清单 (16)5 结论与心得 (16)致谢 (17)参考文献 (17)专业班级 学号 姓名 成绩一、设计任务与要求1. 设计的目的及思想通过本课程设计计算、安装调试、资料整理、撰写报告等环节，初步掌握电子设计方法以及完成数字秒表的电路设计。
数字式秒表，首先需要一个数字显示。
按设计要求，须用数码管来做显示器。
题目要求最大记数值为9分59秒，则需要两个7段数码管[1]作为秒位和两个7段数码管作为分位。
在选择译码器的时候，有多种选择，如74LS46，74LS47，74LS48等4-7线译码器[2]，本设计采用74LS48。
秒表核心部分——计数器，使用四个74LS290计数器构成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。
要求计数分辨率为1秒，而提供的是一个频率为1.024kHz 的方波源，所以必须使用分频器将该波源分频，分频器采用两个74LS161和一个74LS290。
为了减小设计的误差，还需要设计在开关端设计消抖电路。
2. 设计任务及主要技术要求利用计数、译码、显示等单元电路设计简易数字秒表。
技术要求： 1.现提供一个频率为1.024kHz 的方波源，要求设计一个秒表。
2.秒表时间范围是0～59分59秒。
3.要求时间用数码管显示出来。
二、方案设计与论证 方案……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………… ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………设计原理设计原理图1 简易数字秒表原理总框架图控制模块分频模块计数模块优化与改进 译码模块显示模块……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………三、单元电路设计与参数计算1 控制模块图2 消抖控制开关控制模块由两个机械开关和一个基本RS 触发器组成，并且基本RS 触发器与电阻相连具有消抖作用[3]，接在机械开关的后面，防止开关在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路。
Vcc=5V(a) (b)图3 基本RS 触发器(a)逻辑符号 (b)功能表……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………2 分频模块图4 分频器给出的脉冲源是1.024kHz 的方波源，要将其分频为1Hz 的脉冲，采用两个74LS161和一个二—五—十进制加法计数器74LS290，两个74LS161并行连接实现256分频，然后再经过一个74LS290实现4分频，之后出来的脉冲信号进入计数器[4]。
图5 74161和74LS290的引脚图表1 74161功能表……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………表2 74LS290的功能表3 计数器模块信号经过分频器出来以后是1Hz 的脉冲信号，进入计数器进行计数，计数器由四个二—五—十进制加法计数器74LS290组成，通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0A 、R0B 对计数器清零，借助S9A 、S9B 将计数器置9。
其具体功能详述如下： (1)计数脉冲从CP0输入，Q0作为输出端，为二进制计数器。
复位输入 置位输出 时钟 输出 Ro A Ro B S 9A S 9B CPQ 3 Q 2 Q 1 Q 01 1**0 0 0 * 0 * * 1 1 * 11* 0 * 0 ↓ 计数 0 * 0 * ↓ 计数 0 * * 0 ↓ 计数 **↓计数……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………太原理工大学现代科技学院 课程设计(2)计数脉冲从CP1输入，Q3Q2Q1作为输出端，为异步五进制加法计数器。
(3)若将CP0和Q0相连，计数脉冲由CP1输入，Q3、Q2、Q1、Q0作为输出端， 则构成异步8421码十进制加法计数器。
(4)清零、置9功能。
a) 异步清零 当RoA 、RoB 均为“1”；S9A 、S9B 中有“0”时，实现异步清零功能，即Q3Q2Q1Q0＝0000。
b) 置9功能 当S9B 、S9A 均为“1”；RoA 、RoB 中有“0”时，实现置9功能，即Q3Q2Q1Q0＝1001。
四个74LS290中两个六进制、两个十进制，从秒位到分位分别为十进制、六进制、十进制、六进制，每接收到一个信号计数器进行加一，也即秒位上加一秒，到十秒后向前一个74LS290进一，60秒时向分位上进一，由此实现秒表的0～59分59秒。
4 译码器模块译码器部分用四个74LS48来实现译码功能，四个74LS48先分别与四个计数器相连，在分别与四个七段显示数码管相连，74LS48是一种常用的七段数码管译码器驱动器。
图6 74LS48引脚图……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………表3 74LS48功能表图7 译码器与数码管连接图5 数码显示模块秒表的数字显示部分由四个7段数码管[5]组成，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……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………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。
本设计使用共阴方式的数码管。
图8 7段数码管引脚图6 电路的特点及改进本电路核心是计数器，其中的74LS290是学过的元件，但必须四个74LS290分别接成十进制与六进制，并与译码器、数码管显示器连接起来，让信号按要求显示出来，经过了仔细分析才得到好的解决方法。
另外，一般的秒表都要求在达到最大量程时自动停止计数，为了实现这个功能，我分析了电路，发现只有当达到最大量程时，74LS290计数器两个六进制的QbQc 和两个十进制的QaQd 输出端口都为1，这种情况下让每一个计数器的输出相与，之后再相与非，这样的话就可以实现，当达到59分59秒时，不再输入脉冲信号，计数器也就不计数，是数码显示器保持在59分59秒的位置。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………23&AND2&AND2&&AND2&AND2&QdQa Qc Qb QdQaQcQb1.024KHz 方波源连接控制开关图9 自动停止电路7 实验结果原理图……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………PCB……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………………………装………………………………………四、总原理图及元器件清单1．总原理图……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………2．元器件清单名称类型 个数 七段显示数码管 显示 4个 74LS48 译码 4个 74LS290计数、分频 5个 74161（74LS161） 分频 2个 基本RS 触发器 控制 1个 定值电阻（10K ） 2个 微动开关 控制 2个 电源（5V ） 8个 与门 二输入4个 与非门 四输入、三输入 2个 或门 二输入 3个 非门1个五、结论与心得……………………………………装………………………………………订………………………通过这次设计，我感受颇多，首先感受到合作的益处，很多时候遇到百思不得其解的困难，在队友的轻描淡写中就解决了，此次设计用时两周最大的困难就是计数器的控制部分，怎样才能让它顺利的完成清零，计数，保持，并循环使用，我试过比较器，译码器，最后是因为一个实验让我想起了用触发器，因为它有保持，移位的功能，为了让它能持续的输出序列我用到了166芯片，最后在老师的修订下用了一根反馈线顺利的完成了0 1 0 序列的输出。
