电子技术课程设计报告——数字秒表
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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。
数字电子课程设计报告题目名称:电子秒表电路姓名:学号:班级:电子班指导老师:2012年6月一、技术要求:要求设计一个数字表,用于短时间测量,适用于计时使用。
(1)计时范围:0~59秒 (2)显示分辨率为1s 。
(3)用按钮开关控制工作状态,即:暂停、清零。
(4)本身带有,工作时指示灯亮。
二、元件清单:三、详细设计:品名 规格型号 技术要求 每组数量 通用板 10×15(cm 2) 10×15(cm 2) 1共阴极数码管 BS201A/0.5英寸 单个 2 集成显示译码器 CD4511 CD4511 2 集成14位计数器 CD4060 CD4060 1 集成双BCD 计数器 CD4518 CD4518 1 集成双D 触发器 74HC74 74HC74 1 集成逻辑与非门 74HC00 74HC001 电阻器 RJ-22M Ω-1/4W 1/4W 1 电阻器 RJ-200k Ω-1/4W 1/4W 1 电阻器 RJ-300Ω-1/4W 1/4W 14 电容器 CC1-30pF (瓷片) 瓷片2 电容器 CC1-0.01μF (瓷片)瓷片1 石英晶体振荡器 32.768kHz 32.768kHz 1 小型按键单开关 8×8mm 8×8mm 1 集成电路插座 16PIN 16PIN 3 集成电路插座 14PIN 14PIN2 集成电路插座 8PIN 8PIN(两个8PIN 作为16PIN)2焊锡(小卷) 小卷导线单芯 单芯(1)秒脉冲的产生图2-1脉冲发生器是数字钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量,通常用晶体振荡器产生标准频率信号经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。
如晶振为32768 Hz,通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出,电路图如图2-1所示。
(2)秒计数器的设计图2-2 图2-2为秒计数译码电路,秒计数器为M=60的计数器,即显示00~59,采用中规模集成电路双十进制计数器至少需要2片,因为10 < M < 100。
数字电子技术课程设计电子秒表数字电子技术课程设计报告题目:电子秒表的设计专业:班级:姓名:指导教师:课程设计任务书学生班级:学生姓名:学号:设计名称:电子秒表的设计起止日期:指导教师:周珍艮设计要求:1、明确设计题目,确定方案。
对于考虑的方案,经过比较后,确定选择哪个方案。
2、单元电路的设计和元器件的选择。
要列出元器件清单3、画出完整的电路原理图和必要的波形图,并说明主要工作原理。
4、计算出各元器件的主要参数,并标在电路图中恰当的位置。
5、画出电路图。
6、对电路性能进行测试,并分析是否满足要求。
7、按要求撰写课程设计报告。
报告内容包括目录、正文(概述,硬件原理图介绍,需要的元器件清单)、结论(设计的电路性能测试及总结,设计过程中遇到的问题及解决方法,心得等)、参考文献、附录(可有可无)等。
目录绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4第一章、设计要求1.1设计任务及目的- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -51.2 系统总体框图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 51.3、设计方案分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6第二章、电路工作原理及相关调试2.1 电路工作原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 72.1相关调试- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 11第三章、实验总结附录A 电子秒表原理图附录B 相关波形元件清单参考文献绪论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,渗透到人们日常生活的方方面面,掌握必要的电工电子知识已经成为当代大学生特别是理工类大学生必备的素质之一。
理学院School of Scie nces创新课程设计报告学生姓名:学生学号:所在班级:电子092所在专业:电子信息科学与技术指导教师:数字电子秒表设计1. 引言电子秒表在生活中的应用,它可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. 测定短时间间隔的仪表。
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在当今非常注重工作效率的社会环境中,定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便,充分利用定时器,能有效的加强我们的工作效率。
数字电子秒表是利用数字电子技术把模拟信号转换成数字信号来完成的,具有直观、准确性高的特点。
1.1设计目的1.建立数字电子电路系统的基本概念;2.运用CD406Q分频器的应用,计数器的级联及其计数、译码、显示电路的整体配合;3.建立分频的基本概念。
1.2设计要求设计一个数字电子秒表,该秒表具有显示功能和清零、开始计时、停止计时等功能。
设计的要求如下:1.以1 秒为最小单位进行显示;2.秒表可显示0〜9秒的量程;3.该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能;4.除了以上功能,个人可根据具体情况进行电路功能扩展。
1.3设计内容1.搭接电子秒表的整体设计电路;2.校准0.1 秒信号源;3.测试电子秒表清零、开始计时、停止计时功能2. 电路分析图2.1.1电子秒表电路图2.2电路分析图2.1.1是电子秒表完全的电路图,按功能可以分成四个单元电路进行分析,由时钟脉冲发生器、计算器、译码器和数码管组成。
其原理方框图如图 2.2.1所示。
〔吋钟脉冲]一〔计数器]―片译码器]一[显示221时钟脉冲发生器555定时器是模拟一数字混合式 集成电路,利用它可以方便地构成脉冲 产生、整形电路和定时、延时电路。
数字电路课程设计报告——数字秒表一、设计任务与技术指标:设计数字秒表,以实现暂停、清零、存储等功能。
设计精度为0.01秒。
二、设计使用器件:74LS00 多片74163 4片4511 4片NE555 1片二极管1枚LED 共阴极七段译码器 4 个导线、电阻若干三、数字秒表的构成:利用555 设计一个多谐振荡器,其产生的毫秒脉冲触发74LS163计数,计时部分的计数器由0.01s 位、0.1s 位、s 个位、和s 十位共四个计数器组成,最后通过CD4511 译码在数码管上显示输出。
由“启动和停止电路”控制启动和停止秒表。
由“接地”控制四个计数器的清零。
图1 电子秒表的组成框图四、实现功能及功能特点:(1)、在接通电源后秒表显示00:00,当接通计时开关时秒表开始计时。
(2)、清零可在计时条件下也可在暂停条件下进行。
(3)、解决了在使用163清零端和保持端时由于163默认的清零端优先级高于保持端造成的0.01秒位上无法保持到0.09的技术问题。
(4)、增加了数据溢出功能,由于是4位秒表,最多计到一分钟,当秒表到达一分钟时,秒表自动暂停显示在60:00秒处,此时二极管发亮,起警示灯作用。
清零后则可继续计时。
(5)、由于条件有限,我们自己用导线制作了电源、清零、暂停等开关以减少导线的拔插造成的面板的不美观。
下图为完整课程设计的实物图:五、课程设计原理:本课程设计由模6000计数器和其控制电路组成,模6000计数器功能由同步加法计数器74163和与非门74LS00组成。
74163的功能及用法:74163同步加法计数器具有以下功能:(1)、同步清零功能。
当清零端输入低电平,还必须有时钟脉冲CP的上升沿作用才能使各触发器清零,此过程为同步清零。
(2)、同步并行置数功能。
(3)、同步二进制加计数功能。
(4)、保持功能。
综上所述,74163是具有同步清零、同步置数功能的4位二进制同步计数器。
74163的应用:(1)、构成任意模的计数器将74163与少量门电路结合可构成任意模计数器。
《电子技术》课程设计报告题目数字式秒表学院(部)电控学院专业自动化班级32010701学生姓名罗天美学号3712 月14 日至12 月24 日共2 周指导教师(签字)肖梅前言本课程设计是进一步的数电学习,是数电知识在实际生活当中的主要应用之一,我们本着学以致用的原则,对学过的知识进行进一步的深化理解,以达到最终掌握的目的。
因此本课程设计通过对所学电路的比较分析,选择最优方案,通过这个应用实例,我们在掌握有关知识的过程当中,即可以提高学习兴趣,又可以对数字集成电路器件的使用形成一个完整的概念。
本课设中的各项模块,没有不以仿真软件的结果为实际支撑,这样做的目的可以锻炼我们的动手能力。
在本次课程设计当中,我们通过上网查询我们这个题目的有关资料之外,还通过在图书馆找寻相关书籍,以及我们数电课本和数电实验指导书等众多途径获得相关资料。
首先,秒表的分辨率为0.01秒,故要获得频率为100 HZ的基准毫秒脉冲;其次,分、毫秒计数器为100进制计数器,秒计数器为60进制计数器,还要通过译码器对计数器的输出进行译码,再通过七段数码管进行最后的时间显示。
最后,用一个控制键实现秒表的启动/暂停/继续计数功能,用另一个控制健实现秒表的清零功能。
分别实现以上模块功能,即可设计出符合要求的数字秒表。
在秒表的设计过程中,杨莎莎,李勇霞,罗天美为一组,罗天美负责获取基准脉冲的电路的设计,杨莎莎负责控制电路选择这个模块功能实现的设计,李勇霞同学负责计数□译码□显示单元的设计,而设计的整体框图和最后的总图连接由我们三人共同讨论决定。
最终,经过我们三人的共同努力,实现了要求的功能的逻辑设计,尽管,在最终的仿真阶段还有一些问题未能解决。
在此过程当中,因为我们知识有限,不免会有错误出现,还望老师批评指正。
目录摘要 (5)第一章系统概述 (6)1.1 数字式秒表的设计意义 (6)1.2 数字式秒表的设计要求与分析 (6)1.3 设计方案论证 (6)1.4 总体设计方案框图及分析 (6)第二章单元电路的设计与分析 (7)2.1 基准脉冲的获取 (7)2.2 控制电路的选择 (12)2.3 计数、译码、显示单元的设计 (14)第三章整体电路图 (19)3.1 总体电路图 (19)第四章体会与收获 (19)4.1 遇到的问题及解决方案 (19)4.2 心得体会 (20)参考文献 (21)元器件明细表 (21)鸣谢 (21)附图 (22)摘要本次的设计任务是一个数字秒表,而秒表与普通的钟表不同,它的目的是对从某一时刻到另一时刻的时间间隔进行计时。
数字电子技术课程设计--电子秒表的设计数字电子技术课程设计课程设计题目:电子秒表的设计目录摘要 (2)1引言 (3)1.1设计目的 (3)1.2技术要求 (3)1.2.1基本要求 (3)1.2.2提高要求 (3)1.3设计内容 (3)1.4工作原理 (3)2设计框图 (4)3各个部分功能简介 (5)3.1按键去抖电路 (5)3.2控制器电路 (6)3.3时钟产生电路 (8)3.4计时电路 (9)3.5显示译码电路 (10)3.6 50000分频电路 (11)4硬件仿真 (13)4.1顶层逻辑图 (13)4.2LB0介绍 (14)4.3硬件仿真 (14)5课程设计的心得体会 (15)参考文献 (16)附录 (17)摘要本文以数字电子技术作为理论基础、以quartusⅡ软件为开发平台、以相关电路知识作为辅助,实现电子秒表电路的设计和制作。
该电子秒表可以准确显示时间,范围为00.00—99.99。
并且可以手动调节时间,随时启动、清零、暂停记录时间等。
操作起来简易、方便。
首先,本文针对电子秒表进行初步框架设计,并在对多种方案进行了认真比较和验证的基础上,又进一步详细介绍了时间脉冲发生器、秒计数器、译码及驱动显示电路。
其次,在总体电路图组装完成以后,用quartusⅡ软件对设计好的电路进行了仿真与调试,并逐一解决设计过程中出现的一系列问题。
最后,对照着电子秒表设计方案,对制作好的电子秒表功能进行总体验证。
并利用学院的LB0开发板进行硬件仿真。
关键词:电子秒表计数器分频quartusⅡ、1引言1.1设计目的1)掌握同步计数器74160,74161的使用方法,并理解其工作原理。
2)掌握用74160,74161进行计数器、分频器的设计方法。
3)掌握用三态缓冲器74244和74160,74138,7448进行动态显示扫描电路设计的方法。
4)掌握电子秒表的设计方法。
5)掌握在EDA系统软件MAX + plus Ⅱ环境下用FPGA/CPLD进行数字系统设计的方法,掌握该环境下功能仿真、时序仿真、管脚锁定和芯片下载的方法。
电子技术课程设计---秒表数码显示电路数字秒表电路设计一,课题名称秒表数码显示电路数字秒表电路设计二,设计要求1. 设计1MHz时钟:2.完成0~59小时59分59秒范围内的计时:3.通过按键设置计时起点与终点,计时精度为10ms:4. 计时暂停、恢复和清零功能;5. 计时时间报警功能;三,比较和选定设计的系统方案,画出系统框图1.1,课题分析与方案确定本题要求计数至59时59分59秒,所以要用到六个数码管。
计数精度为10ms,及计数分辨率为0.01秒,所以需要相应的信号发生器。
暂停功能和清零功能通过开关进行控制。
最终方案是使用六个74LS160,六个数码管,以及两个VCC来进行设计,总体采用同步预置法。
1.2,总体设计方案及系统框图数字式秒表,必须有数字显示。
按设计要求,必须用数码管来做显示器。
题目要求59时59分59秒,则需要六个数码管。
要求计数分辨率为0.01秒,则需要相应频率的信号发生器。
总体上,采用六个74LS160计数器。
使用同步预置法,实现59时59分59秒的计时。
将两个74LS160组合,并通过同步预置法实现六十进制,六个计数器分成三组,分别对应时、分、秒的功能。
四,单元电路设计、参数计算和器件选择1.1,各个模块单元设计74LS160 芯片同步十进制计数器(直接清零)作用:1、用于快速计数的内部超前进位.2、用于n 位级联的进位输出.3、同步可编程序.4、有置数控制线.5、二极管箝位输入.6、直接清零.7、同步计数.74LS160的功能真值表。
功能表:图20引脚图:图21逻辑符号及其引脚功能图:图2274ls160中的ls代表为低功耗肖特基型芯片。
74160为标准型芯片。
结构功能一样。
2、160为可预置的十进制计数器,共有54/74160 和54/74LS160 两种线路结构型式,其主要电器特性的典型值如表3-1(不同厂家具体值有差别): 异步清零端/MR1 为低电平时,不管时钟端CP信号状态如何,都可以完成清零功能。
电子技术课程设计秒表一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握电子技术课程中关于秒表的设计和制作。
具体目标如下:1.了解秒表的基本原理和电子元件的工作原理。
2.掌握秒表的各个组成部分及其功能。
3.熟悉秒表的制作流程和调试方法。
4.能够分析和设计简单的电子电路。
5.能够使用实验仪器和工具进行电子作品的制作和调试。
6.能够运用所学知识解决实际问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.增强学生对电子技术的兴趣和好奇心。
3.培养学生热爱科学、追求真理的情感态度。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.秒表的基本原理和电子元件的工作原理。
2.秒表的各个组成部分及其功能。
3.秒表的制作流程和调试方法。
4.实际操作演练,让学生亲自动手制作和调试秒表。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解秒表的基本原理和电子元件的工作原理,让学生掌握理论知识。
2.讨论法:分组讨论秒表的各个组成部分及其功能,促进学生之间的交流与合作。
3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解秒表的制作流程和调试方法。
4.实验法:让学生亲自动手制作和调试秒表,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:电子技术课程教材,为学生提供理论知识的学习。
2.参考书:提供电子技术相关的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件和教学视频,生动形象地展示秒表的制作过程。
4.实验设备:准备实验仪器和工具,让学生能够亲自动手实践。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果,我们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,评估学生的学习态度和积极性。
2.作业:布置相关的作业,让学生能够巩固所学知识,通过批改作业了解学生的掌握程度。
3.考试:安排一次考试,测试学生对秒表设计和制作知识的掌握情况,包括理论知识和实际操作能力。
目录第一章引言 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计任务内容 (1)1.3 设计要求 (1)第二章数字电子秒表设计 (3)2.1 仪器设备: (3)2.2 电子秒表的基本组成和工作原理 (3)2.2.1 电子秒表电路的基本组成框图 (3)2.2.2 电子秒表设计电路图 (3)2.3 芯片简介 (5)2.4 PCB图及覆铜后的Top Layer和Bottom Layer (7)2.5各种仿真图 (10)第三章结论 (14)参考文献: (15)第一章引言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,同时也是用于对时间测量精度要求较高的场合。
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做能源,电子元件测量显示,可精确至千分之一秒,广泛用于科学研究、体育运动及国防等方面。
在当今非常注重工作效率的社会环境中,定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便。
随着集成技术的发展,尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展,数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门,并将产生越来越深刻的影响。
随着现代社会的电子技术的迅速发展,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好机会,通过这种综合性的训练,我们的动手能力、实际操作能力、综合知识应用能力得到了更好的提升。
本设计是基于数字电路和模拟电路的电子秒表设计思路及实现方法。
本设计中,充分利用数字电路的计数、现实的优良特性,使整个设计达到了比较满意的效果。
1.1 设计目的1.1.1 巩固、深化和扩展理论知识与初步的专业技能。
《电子技术》课程设计报告题目数字式秒表学院(部)长安大学电控学院专业自动化(交通信息与控制)班级32010901学生姓名潘应久张杰崔骞学号3201090114、18、1512 月18 日至12 月30 日共 2 周指导教师(签字)目录内容摘要设计要求系统概述(1)计数显示(2)译码控制(3)D触发器电路(4)时钟发生器 系统综述总结及参考文献数字式秒表一、摘要:作为数字式秒表,所以必须有一个数字显示。
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99分钟59秒99,那则需要六个数码管。
要求计数分辨率为0.01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:一种是用晶体震荡器,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。
电路的功能部分主要使用的是74LS160、74LS138三线-八线译码器、D触发器以及由竞争与冒险原理设计出的产生低触发脉冲的电路,以及开关电路和基本的与门、与非门、或门等。
二、设计要求:任务书:主要技术指标与要求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;2、具有清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能;4、控制操作键不超过两个第一章、系统概述设计数字式秒表,主要分为部分:(一)、计数显示(二)、译码控制(三)、D触发器电路(四)、时钟发生器。
(一)、计数显示:数字式秒表要求最大计时值为99分59.99秒,故采用六个显示管,采用六个74LS160(十进制计数器)实现计数功能,计数器的输出接到显示管。
其中第四个74LS160计数器采用同步计数法改成六进制,其余均用十进制即可。
电路图如下:(二)、译码控制:电路要求实现四个功能:具有清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能,但只能用两个控制操作键。
控制键可用开关表示,要使两个控制键实现四个功能,则可以用74LS138实现。
现在用Y0(00)表示启动计时,Y1(01)表示暂停,Y2(10)表示清零,Y3(11)表示继续计数。
数字显示电子秒表课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字显示电子秒表的基本工作原理,掌握其组成结构及功能;2. 学会使用电子秒表进行时间测量,并能够准确读取数字显示结果;3. 掌握时间单位换算,如秒、分、小时之间的转换。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并搭建一个简单的数字显示电子秒表电路;2. 学会使用相关工具和仪器,进行电子秒表的调试与故障排查;3. 培养动手实践能力,提高团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情,激发创新思维;2. 增强学生的环保意识,学会珍惜和合理利用电子资源;3. 培养学生严谨的科学态度,养成认真细致的学习习惯。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,以理论教学为基础,侧重于培养学生的动手操作能力和实际应用能力。
学生特点:针对初中年级学生,已有一定的电子技术基础,对新鲜事物充满好奇,具备一定的动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强化操作技能训练,鼓励学生主动探索、积极思考,提高解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效指导和评估。
二、教学内容1. 电子秒表基本原理:介绍数字显示电子秒表的工作原理,包括时钟电路、计数器、显示电路等组成部分。
2. 元器件识别与使用:学习常用电子元器件的识别、功能及使用方法,如电阻、电容、二极管、晶体管等。
3. 数字显示技术:讲解数字显示电子秒表中的显示技术,包括LED数码管、LCD显示屏等。
4. 电路设计与搭建:学习如何设计简单的数字显示电子秒表电路,并进行实际操作搭建。
5. 时间测量与计算:掌握电子秒表的使用方法,进行时间测量,并进行时间单位换算。
6. 故障排查与调试:教授电子秒表常见故障的排查方法,培养学生的问题分析和解决能力。
教学内容安排与进度:第一课时:电子秒表基本原理及元器件识别。
第二课时:数字显示技术及电路设计。
第三课时:电路搭建与初步调试。
第四课时:时间测量与计算。
《电子技术》课程设计题目:数字秒表设计专业:电气工程系班级:本电气自动化126姓名:黎梓浩学号:11指导老师:钟立华小组成员:曾志辉麦照文黎梓浩成绩:目录摘要,关键词,引言 3 一.设计目的 3 二.设计总体框图4三.设计原理及说明 4 四.单元电路设计 5 五.器件选择9 六.设计电路图9 七.安装与调试9 八.设计心得与体会10 九.参考文献11十.附录(实物图、原理图)12摘要:本文的数字秒表设计是利用数字电路,实现时、分、秒计时功能的装置。
具有较长的使用寿命,因此得到了广泛的应用。
关键词:计时精确计数器显示器74LS160引言:在科技高度发展的今天,集成电路和计算机应用得到了高速发展。
尤其是计算机应用的发展。
它在人们日常生活中已逐渐崭露头角,大多数电子产品多是有计算机电路组成,如:手机、mp3等。
而且将来的不久他们的身影将会频繁的出现在我们身边。
各种家用电器多会实现微电脑技术。
电脑各部分在工作时多是一时间为基准的。
本文就是基于计算机电路的时钟脉冲信号、状态控制等原理设计出的数字秒表。
秒表在很多领域充当一个重要角色。
在各种比赛中对秒表的精确度要求很高,尤其是一些科学实验,他们对时间精确度达到了几纳秒级别。
一.设计目的1.了解数字秒表的主体电路的组成及工作原理;2.熟悉集成电路及有关电子原件的使用;3.学习和掌握数字电路中的时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用;4.掌握电子电路一般设计方法和设计流程;5.掌握protel等绘图软件的使用。
二.设计总体框图三.设计原理及说明数字秒表具有操作方便、使用简单、计数精准等使用优点,在日常生活中的到了广泛认可和使用。
数字秒表的设计属于中规模集成芯片设计。
本设计中CP脉冲采用555多谐振荡方波脉冲,频率为100Hz。
如果需要更精确的计数条件,可以选择石英晶振输入。
主计时电路采用3片74LS160构成的同步清零计数器,毫秒计数级为100进制,即毫秒计数100次向上进1,依此类推,秒计数为60进制。
电子技术课程设计报告--电子秒表的设计一、设计目的本次课程设计的目的是设计一款电子秒表,实现具备暂停和复位功能的计时功能。
通过设计本次课程,我将学习到如何运用单片机实现计时功能,同时也将提高自己的电子设计能力。
二、设计原理本次设计采用AT89S52单片机作为控制芯片,通过单片机控制数码管的显示,完成对时间的计时和显示功能。
下面详细介绍如何实现设计的计时功能。
1、初始化:将计时器寄存器清零,并设置定时器为8位计时模式,同时设置时钟源为频率为12MHz的晶振。
2、启动计时:将定时器计数器初始值设置为0,同时启动计时器。
3、计时:定时器开始工作后,每过1ms,计时器的值就会加1,当计时器的值达到255时,定时器会自动清零,并触发定时溢出中断。
4、显示:将计时器的值传入程序中,经过处理后,将时间转化为时、分、秒、毫秒等信息,并通过数码管的显示完成时间的显示。
5、暂停功能:通过按下暂停键,可以停止计时器的工作,并记录下当前的计时时间。
6、复位功能:通过按下复位键,可以将计时器的值清零,并停止计时器的工作。
三、硬件设计1、主控芯片AT89S52单片机:采用AT89S52单片机作为控制核心,具有一定的处理能力和存储容量,能在实现计时功的同时,还实现一些其他的控制功能。
2、显示模块数码管:本设计采用了4位共阴数码管,能够完成对时间的显示。
3、按键模块本设计采用了两个按键,一个用于暂停功能,一个用于复位功能。
4、电源模块本设计采用了12V电源转接头,将12V电源转化为单片机和数码管所需要的5V电压。
5、其他零件晶振:采用12MHz的晶振作为单片机的时钟源。
电容:采用22pF电容和晶振配对使用,稳定时钟信号。
四、软件设计本设计采用Keil C51软件进行开发。
软件编写的主要思路如下:1、GPIO配置:定义IO口及初始化相关设置,如数码管的引脚及输出方向。
2、时钟初始化:配置外部晶振的时钟源,并初始化相应的寄存器。
3、定时器初始化:设定中断周期,选择定时器的计数模式,启动定时器,并设置中断优先级。
数字秒表课程设计总结报告一、课题名称数字秒表设计二、内容摘要本实验要求设计一个计数范围在0.0—9.9秒的数字秒表。
电路设计基本包括0.1秒脉冲发生器,信号控制端,整形电路,计数电路,译码电路和显示器这几部分构成。
0.1秒脉冲发生器由555定时器构成的多谐振荡电路实现,由3端口接入计数器的时钟端。
信号控制端由RS触发器实现,能够对整个电路进行清零、计数、停止和复位的作用。
整形电路有单稳态触发器构成,对RS触发端输出的信号进行整形,但不改变其逻辑符号。
本实验的技术器由两个十进制BCD码74LS160级联而成。
在计数器的四个输出端分别接译码器的四个置数端,译码器由74LS48实现。
这个电路设有两个开关K1,K2,通过K1,K2的置0和置1来实现对电路的清零、计数、暂停、复位的控制。
这样,一个简易的数字秒表便设计完成了。
三、课题任务,指标,功能要求课题任务:用中小规模集成电路设计一个数字秒表。
指标:计数范围在0.0—9.9秒之间。
功能要求:有清零、计数、停止和复位的功能。
四、单元框图五、单元电路设计,参数计算,元器件选择1、0.1秒脉冲发生器:参数计算:T=0.7(Ra+2Rb)C555定时器构成多谐振荡器,其芯片功能表如下:TH TR非R非OUT DISX X L L 导通>2/3Vcc >1/3Vcc H L 导通<2/3Vcc >1/3Vcc H 原状态原状态<2/3Vcc <1/3Vcc H H 关断注明:6脚为THR,触发器输入端,低电平有效。
2脚为TRI,阀值输入端,高电平有效。
4脚为RST,总复位端,低电平有效。
7脚为DIS,放电端。
5脚为CON,控制端。
1脚接地,8脚接电源。
3脚为输出端。
TD为内部三极管。
其管脚图如下所示:2、信号控制端,RS触发器,实现对这个电路的清零、计数、停止、复位功能。
RS触发器,其功能表如下:Rd非Sd非Q n+1Q n+1非1 1 Q n Q n非0 1 0 11 0 1 00 0 1* 1*注:RS触发器可由导线与74LS00二输入与非门构成Rd非和Sd非都为1时,基本RS触发器实现信号保持功能,即Q n+1=Q n,Q n+1非=Q n非;当Rd非=0时,基本RS触发器直接置零;当Sd非=0时,基本RS触发器置1.3、计数器用74LS160实现:输入输出CP Rd非LD非EP ET A B C D QA QB QC QD ×L ×××××××L L L L ↗H L ×× A B C D A B C D ×H H L ×××××保持×H H ×L ××××保持↗H H H H ××××计数↗H L ××L L L L L L L L 注:当Rd非=0时,计数器清零;当Rd非=1,LD非=0时,计数器预置数;当前两者都为1,EP或ET为0时,计数器有保持功能;当四者全为1时,计数器进行计数功能。
电子秒表1.设计课题任务及指标1.通过本设计的选题、方案论证、设计计算、安装调试、资料整理、撰写“设计报告”等环节, 初步掌握电子工程设计方法和组织实施的基本技能, 深化、扩展并综合运用课堂上所学的电子电路分析设计方法以及集成电路知识完成小系统的电路设计。
2.利用基本脉冲发生器及计数、译码、显示等单元电路设计数字秒表。
3.在实验装置上或者利用仿真软件完成数字秒表的线路连接和调试。
功能要求:基本要求: 计时从1s至99s;有置数、复位功能;能用开关灵活启动和停止秒表。
扩展功能: 有倒计时功能;能计时从0.1s至9.9s。
2.系统设计方案论证所作为数字式秒表, 所以必须有数字显示。
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99秒, 那则需要两个数码管。
要求计数分辨率为1秒, 那么则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:一种是用晶体震荡器, 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。
由于熟悉程度, 本组采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。
秒表功能中要求有复位功能、能用开关灵活启动和停止秒表, 则控制电路的方案也有两种:方案一, 用74ls08和74ls32及一个3控拨码开关;方案二, 用2个单刀双掷开关及多个单刀开关。
为了能够灵活的控制秒表, 我们选用方案一。
计数部分使用两个74LS192十进制计数器, 这种计数器能够简捷的进行顺逆计时, 为了方便简单译码显示电路采用了74ls48与共阴极七段数码管。
系统框图:图1 流程图4.单元电路设计4.1电源与总控开关图2 电源与总控开关电源由干电池提供;R1为保护电阻;S1为电路总控开关。
4.2脉冲发生器(由555构成的多些振荡器)图3 脉冲发生电路图图4 NE555管脚图由于频率f=1.43/(R1+2R2)C=1Hz, (1)产生1Hz频率,所以, 电容C1=0.33u, 电阻R2=100KΩ, R3=2.2MΩ。
数字秒表设计实验报告数字秒表设计实验报告1. 引言•简要介绍实验的目的和意义2. 设计原理•介绍数字秒表的基本原理和工作流程3. 实验步骤•列出实验的具体步骤和操作流程4. 实验结果分析•分析实验过程中的数据和观测结果•对实验结果进行解释和讨论5. 实验结论•给出实验的总结和结论6. 实验改进•提出对实验的改进建议和优化方案7. 参考资料•引用相关的文献和资料来源8. 附录•将实验过程中的数据、图表等附加在文末作为附录以上为一个大致的框架,具体内容根据实验的实际情况进行填写。
本实验报告使用Markdown格式,通过使用标题和列表等语法,使文章更加清晰易读。
注意,为了遵守规则,本文中不包含实际的字母、图片或网址。
希望这份指导对你有所帮助!数字秒表设计实验报告1. 引言•实验目的:本实验旨在设计一个数字秒表,用于测量时间,并掌握数字电路的设计原理和实践技能。
•实验意义:准确测量时间是科学研究和生产实践中的重要要求,数字秒表作为计时测量的常用工具,具有广泛的应用价值。
2. 设计原理•数字秒表的基本原理是利用稳定的时钟信号源产生时间基准,通过计数器、时钟分频电路和显示模块实现对时间的测量和显示。
3. 实验步骤1.首先确定秒表的最高位数,根据实际需求选择适当的位数。
2.设计计数器电路,使用计数器芯片进行计数,根据最高位数确定计数器的范围。
3.设置时钟分频电路,通过将时钟信号分频得到适合计数器工作的时钟频率。
4.连接计数器和时钟分频电路,确保二者能够正确配合。
5.设计显示模块,将计数器的输出转换为数字形式,用于显示具体的时间数值。
6.连接显示模块和计数器,进行正确的信号传递和信息显示。
7.进行测量和验证,检查秒表的测量准确性并进行调整。
4. 实验结果分析•对实验过程中的数据和观测结果进行分析•通过比较测量结果与标准时间的差异,评估秒表的准确性•分析秒表存在的潜在问题并提出解决方案5. 实验结论•总结实验设计和实验过程•归纳出实验结果和分析的要点•得出对设计的数字秒表的结论,包括准确性、可靠性和实用性等方面的评价6. 实验改进•针对实验中发现的问题,提出改进的建议和优化方案•探讨可能的改进措施,包括电路设计、算法优化、显示方式等方面的改进7. 参考资料•[1] 电子技术实验教程,XXX出版社•[2] 数字电路原理与设计,XXX出版社8. 附录•实验数据表格•电路图和连接图•实验中使用的元器件清单以上为数字秒表设计实验报告的大致框架,实验的具体内容和结果分析部分需要根据实际情况进行填写。
电子技术课程设计报告
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专业班级:
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学号:
指导教师:
成绩:
数字秒表设计报告
一. 设计要求
1.具有启动、暂停/继续、清零功能;
2.用6个数码管分别显示百分秒、秒和分钟。
二. 设计的作用、目的
通过对数字秒表的设计,进行理论与实际的结合,提高与计算机有关设计能力,提高分析、解决计算机技术实际问题的能力。
三.设计的具体实现
1.系统概述
简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证,各功能块的划分与组成,全面介绍工作过程或工作原理。
综合各种报警器的优缺点,并根据本设计要求及性能指标,兼顾可行性、可靠性和经济性等各种因素,确定数字秒表主要组成部分的方框图如图1所示。
由555多谐振荡器构成的脉冲发生器,由74LS160构成的计数器,还有LED显示器,以及由开关构成的具有清零,启动,暂停继续功能的控制按键电路。
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7段数码管作为秒位(有小数点〉和三个7段数码管作为分秒位。
要求计数分辨率为0.01秒,那么我们需要相应频率
l
的信号发生器。
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。
选择信号发生器实现电路时可以有多种方案:
方案一:采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器;
方案二:一种是用晶体振荡器。
石英晶振荡器精度很高,一般都需要多级分频。
技术性比较:
由于我们的实验设计是设计一个简易的数字秒表,分辨率为0.01,石英晶振荡器的精度较555定时器较高。
经过比较,最终选择方案一。
2.单元电路设计(或仿真)与分析
详细介绍各单元电路的选择、设计及工作原理分析、仿真,并介绍有关参数的计算及元器件参数的选择等。
仿真过程中是否遇到一些技术问题,给出现象记录、原因分析、解决措施及效果。
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。
本电路选用了三个74LS160D计数器,三个七段数码管,两个非门,一个555定时器,三个开关,一个与非门,还有一个两个电阻两个电感构成。
本电路的电阻值和电感值根据f=1.44(R1+2R2)选定。
四.心得体会、存在问题和进一步的改进意见等
我认为,在这学期的实验中,不仅培养了独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是,在实验课上,我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。
这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后,不管有多苦,我想我们都能变苦为乐,找寻有趣的事情,发现其中珍贵的事情。
就像中国提倡的艰苦奋斗一样,我们都可以在实验结束之后变的更加成熟,会面对需要面对的事情。
回顾起此电子课程设计,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次电子课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问
题,可以说得是困难重重,但可喜的是最终都得到了解决。
实验过程中,也对团队精神的进行了考察,让我们在合作起来更加默契,在成功后一起体会喜悦的心情。
果然是团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。
此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询,只要认真钻研,动脑思考,动手实践,就没有弄不懂的知识,收获颇丰。
五.附录
六.参考文献
[1]阎石.数字电子技术基础(第五版〉[M].北京:高等教育出版社. 2006[2]中国集成电路大全编委会.中国集成电路大全—TTL集成电路[M].北京:国防工业出版社. 1985: 567-600
[3]房建东荀延龙王艳荣等.电子技术[M].呼和浩特:内蒙古大学出版社. 2004
[4]超星数字图书馆,中国学术期刊,根据题目自查。