數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)--數(shù)字秒表

1、<p><b>　　數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　——數(shù)字秒表</b></p><p>　　按照數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的要求，我們?cè)囼?yàn)小組于1月4日開(kāi)始著手，經(jīng)過(guò)5小時(shí)的設(shè)計(jì)、連接與調(diào)試，最終調(diào)試成功，又經(jīng)過(guò)幾次的線路優(yōu)化和改進(jìn)，達(dá)到了令人滿(mǎn)意的效果。</p><p>　　本次電子線路課程設(shè)計(jì)，

2、將設(shè)計(jì)并制作出一個(gè)簡(jiǎn)單的電子秒表，來(lái)加深對(duì)各種電子器件功能的理解．</p><p><b>　　功能簡(jiǎn)介:</b></p><p>　　此秒表的計(jì)時(shí)精確度為0.01秒，記時(shí)范圍為00:00~59:99秒.在此基礎(chǔ)上，我們又在電路中加了一個(gè)與秒記時(shí)位同步的二極管，其可以隨著秒記時(shí)位的變動(dòng)來(lái)閃爍．各種控制功能如下，</p><p>　　啟動(dòng)：此功能

3、來(lái)控制計(jì)時(shí)的開(kāi)始，并且在計(jì)時(shí)暫停狀態(tài)時(shí)可用來(lái)繼續(xù)在先前計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行累計(jì)計(jì)時(shí)．</p><p>　　暫停：此功能可在計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)來(lái)控制計(jì)時(shí)停止．</p><p>　　清零：此功能用來(lái)把秒表的計(jì)時(shí)置為零，為下次計(jì)時(shí)做好準(zhǔn)備．</p><p><b>　　按鍵分配及其功能:</b></p><p>　　此電路共使用按鈕開(kāi)關(guān)和

4、接觸開(kāi)關(guān)各一個(gè)：按鈕開(kāi)關(guān)用來(lái)控制啟動(dòng)／暫停功能，當(dāng)按一下開(kāi)關(guān)時(shí)電路啟動(dòng)，開(kāi)始計(jì)時(shí)．再次按開(kāi)關(guān)時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)顯示器顯示所計(jì)時(shí)間．若在暫停狀態(tài)再次按此開(kāi)關(guān)，電路在先前計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)之上繼續(xù)計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　主要元器件：</b></p><p>　　元器件名稱(chēng)： 數(shù)目：</p>

5、<p>　　74LS163四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器 4</p><p>　　74LS00四2輸入與非門(mén) 4</p><p>　　CD4511七段譯碼器 4</p><p>　　LED七段顯示器 　 4 &

6、lt;/p><p>　　555器件 1</p><p>　　電阻 8</p><p>　　電容 1</p><

7、;p>　　發(fā)光二極管 1</p><p><b>　　工作原理:</b></p><p>　　對(duì)電路設(shè)計(jì)要求進(jìn)行細(xì)致的分析便可知，此秒表總體可分為三個(gè)模塊：模6000計(jì)數(shù)器、100Hz脈沖信號(hào)發(fā)生器和對(duì)各種功能的控制線路．模6000計(jì)數(shù)器可以用同步計(jì)數(shù)器74LS163級(jí)聯(lián)而成，然后通過(guò)CD4

8、511七段譯碼器譯碼，最終由七段顯示器顯示計(jì)數(shù)結(jié)果；100Hz脈沖信號(hào)發(fā)生器可以由555定時(shí)器構(gòu)成多諧震蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)；控制線路可以通過(guò)計(jì)數(shù)器的各種功能腳來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)控制脈沖的通斷等方式來(lái)達(dá)到控制目的．</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)方案:　</b></p><p><b>　　模6000計(jì)數(shù)器：</b></p><p

9、>　　對(duì)于計(jì)數(shù)器，我們采用四片74LS163通過(guò)同步級(jí)聯(lián)（既都使用同一脈沖信號(hào)）的方式實(shí)現(xiàn)（其部分電路圖如下），低位(Ⅰ)通過(guò)QA和QB端來(lái)控制自身的清零，既當(dāng)計(jì)數(shù)到９（其BCD碼為1001）時(shí)清零，在下個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)進(jìn)行清零．同時(shí),其控制清零端取反之后還要控制其高位變?yōu)橛?jì)數(shù)狀態(tài),以向高位進(jìn)位;對(duì)于高位(Ⅱ),也采用QA和QB端來(lái)進(jìn)行控制清零，與低位不同的是控制端上要加上低位的清零控制信號(hào)，達(dá)到只有在本位為9和低位為9同時(shí)滿(mǎn)足的情況

10、下才清零；端口A和端口B預(yù)留做控制線路使用，端口C加脈沖信號(hào)，端口D實(shí)現(xiàn)向(Ⅱ)的高位輸出控制信號(hào)，端口E來(lái)連接另外兩個(gè)74LS163的LOAD’腳．由于另外兩個(gè)計(jì)數(shù)器可采用同樣的方式連接，且工作原理與此兩位計(jì)數(shù)器基本相同,故在此不再進(jìn)行說(shuō)明．</p><p>　?、?100Hz脈沖信號(hào)發(fā)生器：</p><p>　　脈沖信號(hào)發(fā)生器可由555定時(shí)器構(gòu)成多諧震蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其電路圖如右所示。圖中

11、的C端口接計(jì)數(shù)電路圖中的C端。通過(guò)查找相關(guān)材料可知，此電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)的頻率為由于材料有限，我們使用了比較接近要求的電阻和電容，來(lái)大致實(shí)現(xiàn)秒表的計(jì)時(shí)功能。</p><p><b>　　⑶.控制線路：</b></p><p>　　控制線路的原理圖如下所示，圖中的A和B端口分別接計(jì)數(shù)電路圖中的A和B端口，當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，計(jì)數(shù)器（Ⅰ）的ENT端為高電位，既計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀

12、態(tài)，秒表進(jìn)行計(jì)數(shù)；當(dāng)按鈕開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，ENT端為低電位，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，由于計(jì)數(shù)器（Ⅰ）停止計(jì)數(shù)，則后續(xù)計(jì)數(shù)器也停止計(jì)數(shù)，既秒表處于暫停狀態(tài)；若暫停時(shí)在斷開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)，可知秒表繼續(xù)記時(shí)。當(dāng)接觸式開(kāi)關(guān)接觸時(shí)，B端點(diǎn)為低電位，此時(shí)每個(gè)計(jì)數(shù)器的LOAD’端有效，由于每個(gè)計(jì)數(shù)器上的脈沖依然存在，所以計(jì)數(shù)被置為零，實(shí)現(xiàn)了清零的功能。</p><p><b>　　完整電路圖：</b></p>

13、<p>　　最終能實(shí)現(xiàn)所要求的電路圖如下，</p><p><b>　　設(shè)計(jì)感想:</b></p><p>　　在此次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中，我們并不是一帆風(fēng)順，起先以為在EWB上仿真通過(guò)就可以輕松的連線了 ，其實(shí)不然，連線和調(diào)試才是最重要的環(huán)節(jié)。在連線過(guò)程中不僅僅需要考慮每一個(gè)元器件的擺放位置而使的連線變的方便容易，同時(shí)還需要考慮其美觀性，而調(diào)試更是一項(xiàng)艱苦的

14、工作。我們?cè)谡{(diào)試中就遇到了許多困難，例如當(dāng)我們第一次接通電源后，發(fā)現(xiàn)最低位是1、2、3、4、5、6、7、8、9、0循環(huán)，但在0和1之間卻要間隔幾秒，經(jīng)過(guò)半個(gè)小時(shí)的調(diào)試也沒(méi)能發(fā)現(xiàn)原因，最后我們決定更換器件，就在這時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)74LS00的八腳沒(méi)有接地，就這樣一個(gè)問(wèn)題迎刃而解了;在對(duì)清零模塊的調(diào)試中,經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和論證,最終我們選擇了采用置數(shù)的方式,這樣就大大的減少了電路的復(fù)雜性;在對(duì)暫停模塊的設(shè)計(jì)中,我們也有兩套方案,一種是切斷CP脈沖

15、，另一種是利用74163器件自身帶的保持功能,最后我們采用了后者,這樣可以使電路運(yùn)行更穩(wěn)定。總之，我們堅(jiān)定步伐，穩(wěn)扎穩(wěn)打，將困難逐個(gè)解決，最后達(dá)到令自己滿(mǎn)意的效果。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，但也又很多地方值得我去思考。首先，應(yīng)認(rèn)識(shí)到自己在知識(shí)點(diǎn)的掌握方面上還存在不足，需要繼續(xù)學(xué)習(xí)，動(dòng)手能力還比較弱，實(shí)踐中需要的技巧有待提高和完善；其次，我們?cè)谶M(jìn)行研究和探索問(wèn)題的過(guò)程中，需要十足的耐

16、心和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。因?yàn)樵趯?duì)有些現(xiàn)象的探索過(guò)程中，常常漫長(zhǎng)而又乏味，容易使人產(chǎn)生煩躁情緒，進(jìn)而對(duì)工作產(chǎn)生不利影響，而且，再整個(gè)過(guò)程中，任何一個(gè)稍不留神的馬虎都可能產(chǎn)生意想不到的結(jié)果，培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度顯的尤為重要；再有則應(yīng)是對(duì)我們團(tuán)隊(duì)精神的要求，由于在整個(gè)過(guò)程中由你和自己的搭檔共同努力，所以彼此間配合的挈合好壞十分重要，過(guò)分的主觀主義和推卸工作的態(tài)度都是不可取的，而應(yīng)多進(jìn)行換位思考，作到與隊(duì)友相互關(guān)心，相互體諒，以最積極的方式投